印制电路板基材的发展

  • 发布时间:2022-08-09 22:11:21   浏览: 次    

资源丰富、成本低、具有良好的导热性能和强度,及环境友好,目前金属基板或金属芯多数是金属铝。铝基电路板的优点有简易经济、电子连接可靠、导热和强度高、无焊接无铅环保等,从消费品到汽车、军品和航天都可应用。金属基板的导热性和耐热性无需置疑,关键在于金属板与电路层间绝缘粘结剂的性能。

目前热管理的驱动力重点在LED,LED的输入功率有近80%转换成热,因此LED的热管理问题深受重视,重点是LED用基板的散热性。高耐热环保型散热绝缘层材料的构成,为切入高亮度LED照明市场打下基础。

挠性和印制电子及其它需求

挠性板需求

电子设备的小型化、轻薄化,必然大量使用挠性印制电路板(FPCB)和刚挠结合印制电路板(R-FPCB)。全球的FPCB市场目前估计约130亿美元,预计每年增长率高于刚性PCB。

随着应用面的扩大,除了数量增加也会有许多新的性能要求。就聚酰亚胺膜有无色透明、白色、黑色和黄色等不同种类,具有高耐热与低CTE性能,以适合不同场合使用。成本效益佳的聚酯薄膜基板同样有市场,新的性能挑战有高弹性、尺寸稳定性、膜表面品质,以及薄膜的光电耦合性和耐环境性等,以满足最终用户不断变化的需求。

FPCB与刚性HDI板一样要适应高速度和高频率信号传输要求,挠性基材的介电常数和介电损耗同样必须关注,可利用聚四氟乙烯和先进的聚酰亚胺基板构成挠性电路。在聚酰亚胺树脂中添加无机粉末和碳纤维填料,可产生一种三层结构的可挠曲导热基板。选用无机填料有氮化铝(AlN)、氧化铝(Al2O3)和六角形氮化硼(HBN)。该基材有导热性,可经受耐电压、180度弯曲试验。

FPCB的应用市场如智能手机、可穿戴设备、医疗设备、机器人等,对FPCB性能结构提出新要求,开发出FPCB新产品。如超薄挠性多层板,四层FPCB从常规的减薄至约;高速传输挠性板,采用低Dk和低Df聚酰亚胺基材,达到5Gbps传输速度要求;大功率挠性板,采用100μm以上厚导体,以适应高功率大电流电路需要;高散热金属基挠性板是局部使用金属板衬底之R-FPCB;触觉感应性挠性板,由压力传感膜和电极夹在两个聚酰亚胺薄膜之间,组成挠性触觉传感器;可伸缩挠性板或刚挠结合板,其挠性基材为弹性体,金属导线图案的形状改进成为可伸缩。这些特殊的FPCB当然需要非常规的基材。

印制电子需求

印制电子近几年势头兴盛,预测到20xx年中期印制电子将有超3000亿美元的市场。印制电子技术应用于印制电路产业,是印制电路技术的一部分,这在行业内已成共识。

印制电子技术最接近FPCB,现在已有PCB制造商投入印制电子,他们从挠性板开始,用印制电子电路(PEC)替代印制电路板(PCB)。目前基材和油墨材料繁多,一旦性能与成本有突破就会大量应用,PCB制造商不要错失机会。

印制电子目前重点应用是低成本的制造射频识别(RFID)标签,可以成卷印刷完成。潜在的是印刷显示器、照明和有机光伏领域。可穿戴技术市场是当前新兴的一个有利市场。可穿戴技术各种产品,如智能服装和智能运动眼镜,活动监视器,睡眠传感器,智能表,增强逼真的耳机、导航罗盘等。可穿戴技术设备少不了挠性电子电路,将带动挠性印制电子电路的发展。

印制电子技术的重要一方面是材料,包括基材和功能性油墨。挠性基材除现有FPCB适用外,也开发更高性能基材,目前有陶瓷和高分子树脂混合构成的高介电基板材料,还有高温基材、低温基材和无色透明基材、黄色基材等。

埋置元件板需求

埋置元件印制电路板(EDPCB)是实现高密度电子互连的一种产品,埋置元件技术在PCB有很大的潜力。埋置元件技术有成型元件埋置法、印制元件埋置法,印制元件又分为厚膜元件与薄膜元件。

制作薄膜元件需要特种基板,如覆铜板的铜箔下层含有镍磷合金箔,供制作薄膜电阻;双面覆铜板间夹有高介电常数基材供制作平面电容,形成埋置无源元件印制板。还有开发填充陶瓷粉末的聚合物复合材料,具有介电常数高、高频率下介质损耗小、电介质层厚度薄,可制作PCB内层射频电容。埋置元件扩展到挠性印制板范畴,聚酰亚胺覆铜板也考虑制作薄膜元件的聚酰亚胺覆铜板。

其它特殊需求

现在又有激光直接构件(LDS:Laser Direct Structuring)技术开发,可以用于制造电子电路和元件集成的模型互连器件,LDS工艺采用热塑性塑料和金属氧化物材料,由激光成型和电路金属化。

3D打印技术在试图用于PCB制造,电路图形不局限于二维平面,成为立体构件,此技术也需要热塑性高分子材料。新兴医疗电子设备开始登场,其中有部分装置是植入身体的,如用于血糖传感性、诊疗导管和人工耳蜗等,其采用的PCB基材是生物惰性基材(PI或LCP),选用的导体是稳定的纯贵金属(金、铂)。

物联网、智慧家庭、智慧城市提出,将是电子信息产业新的增长点,将会配置许多新的电子设备,也就会有许多新的PCB及其基材需求,需早作准备,及时加入。

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