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龚永林:2017 CPCA Show技术亮点

五月 26, 2017 | Sky News

每年一届的”中国国际电子电路展览会”即”CPCA Show”,今年3月7日~9日在上海囯家会展中心举行,本届已是第26届。每年的CPCA Show是我国印制电路行业乃至世界同行们的盛会,大家汇集上海展示与交流专业产品和技术,寻找商机和发展风向。

今年的CPCA Show在新建的中国最大的会展馆上海囯家会展中心举办,给人以新颖和充满发展余地的前景。印制电路是年年有新发展的产业,每届展览会总会有新产品、新技术展示。本人参观展览会虽只是走马看花,也见到本届展会的一些技术亮点闪现,在此归纳成文。

1、印制电路板产品

本届展会参展的印制电路板制造商近三十家,包括中资与外资公司、中国大陆与中国台港公司,各具特色。

如汕头超声印制板公司是工业和信息化部列为“国家移动通信印制电路板高技术产业化示范工程”的企业,生产HDI板处于领先地位。批量化生产技术能力芯板积层HDI板5+C+5,任意层互连HDI板12层;最小线宽/线距35 μm /40 μm,激光钻孔50 μm。

金百泽电子科技股份有限公司在此次展会呈现军工、航天、工控、通讯、医疗等行业领域应用的最新PCB产品及特种工艺,其中64层高速背板、DBC氧化铝陶瓷板及铆压螺母PCB是展出重点。64层高速背板是高难度超高层高速背板,多次背钻,精密线路加工,品质可靠,可满足客户对背板的信号快速完整传输的需求。DBC氧化铝陶瓷板(图1)具有高可靠性和高导热特性,其机械强度优良,采用溅镀技术加工通孔,双面板产品性能优越,加工成本也适于民用推广,可应用于大功率LED装置、高灵敏传感器的制作。铆压螺母PCB(图2)采用独立研发的全板铆压技术制作,可实现螺母±0.2 mm的高精度位置安装,其平整度控制在+0.1 mm内,且螺母安装后紧固性能好,单个螺母拉脱力≥100 N,能满足广大客户对PCB安装螺母的需求。金百泽坚持“设计先行、技术领先、快速服务、匠心制造”的策略,以品质和交付为核心,为广大客户提供高端特色PCB样板、快板和小批量制造,提供硬件研发一站式服务,硬件集成和IEMS特色电子制造服务。目前,金百泽已与全球12 000家客户建立了良好合作关系,为30万名工程师提供技术创新服务,并参与了200万种电子产品的创新研发与制造。


五株科技股份有限公司在展示一系列常规PCB产品外,突出以客户需求为中心,立足于自身优势及市场发展趋势开发新产品。新技术研发有物联网及5 G的发展需求的高频高速材料HDI板,77 GHz汽车雷达板,PIM值高频天线板,微机电系统(MEMS)用埋置电阻电容积层板等。针对HDI产品越来越精密及轻薄的要求,围绕mSAP工艺使用垂直显影线、垂直褪膜线,目标线宽/线距25μm/25 μm,孔径0.1 mm机械钻孔进行探牵。

牧泰莱电路技术公司作为专业的高端电路板供应商亮相展会,汽车电子、电力能源、安防通讯、工控医疗等系列PCB产品及PCBA模块产品,如有高频板、厚铜板、刚挠结合板、金属基(芯)板和陶瓷基板等展出。体现出该公司坚持高、精、特、快的理念,展现了全方位的市场服务体系,为广大中高端国内外客户提供高技术含量且高可靠性产品。

燿华电子股份有限公司(Unitech)及其子公司上海展华电子共同参展,PCB重点是任意层互连HDI板和刚挠结合板(图3、图4),应用于智能手机、网络通信、汽车电子等。现达到批量化生产HDI板的BGA节距0.3 mm,最小线宽/线距35 μm /40 μm。


奥特斯(AT&S)公司是欧洲最大的PCB制造商,主要产品有芯板积层HDI板、任意层互连HDI板、刚挠结合HDI板(图5)、IC载板等。任意层互连HDI板层数为4~14层,板厚0.3 mm ~ 1.4 mm,最小线宽/线距40 μm/40 μm,微孔孔径75 μm。刚挠结合HDI板如图5,为刚性HDI板与挠性HDI板技术的结合,电路全部由微导通孔相连。其IC载板提供给BGA、LGA等倒装芯片封装,采用半加成法(SAP),结构3+N+3,芯层最小线宽/线距40 μm/60 μm,积层最小线宽/线距9 mm/12 mm,微孔孔径60 μm。奥特斯为微型扬声器配套开发了系统集成印制电路板,采用最先进的埋置无源元件和IC于PCB内技术,构成系统于板内(SiB)和系统于封装内(SiP)。此微型扬声器尺寸为5 mm×7 mm× 2 mm,频率范围为2 kHz ~ 15 kHz,是目前世界上第一个基于微机电系统(MEMS)的最小的扬声器。

2、印制电路板制造专用设备

为提高生产效率和提高产品质量,为降低劳动力成本和降低能耗与物耗,印制电路板制造工厂采用自动化、智能化设备越来越多。本届展会上设备制造商约120家,大多数推出了自动化、智能化PCB生产设备。

以机器代替人,典型的是PCB加工过程中基板投入(上料)与接收(下料)由人工操作改变为机器操作。本届展会上推出自动上下料设备的约有15家,而且都是国内的设备制造商。设备功能类型从简单的堆叠基板自动平面传送装置,到复杂的异位基板自动机械手传送设备。设备价格因不同功能有便宜的数万元一台到昂贵的数十万元一台。如用于基板清洗、磨刷机,及防氧化处理的水平传送线的自动送板机,有多家供应商,自动送板方式有平推式与吸盘式不同。有用于挠性基板传送的上下料机,并且可自动插入隔离塑料片。有电镀线自动上下料设备,如昆山科比精工公司的六轴机械手全自动上板系统和下板系统。

有搭配AOI和飞针测试机的机械手自动上下板机,如上海飞为智能系统公司六轴机器人1台可操控2台AOI设备,并附带基板清洁、喷码功能; 如深圳迈创力公司自动装卸板智能机械手适用于立式飞针测试机,能自动识别测试板料号和区别摆放合格/不合格品。基板冲切加工传统的是手工送板,劳动强度大、安全性差。现有全自动冲床机械手操控设备运行,如东莞华恒公司冲床机械手可直接加装在传统冲床,使1人可操作6台以上冲床。

激光技术在PCB加工中应用越来越多,有激光钻孔、激光绘图、激光成像、激光切割、激光修版、激光标识等。在本届展会上有许多国内设备制造商推出了采用激光技术的PCB专用设备,激光技术顺应了高端PCB生产的需要。如广东正业科技公司推出了激光装备系列设备,非常有特色的PCB全自动在线二维码激光雕刻系统是其中之一。该打标识设备(图6)具有先进的技术解决方案,可实现PCB二维码标刻的高精度、高速度,解决了对PCB打二维码高效率的技术需求,已供PCB厂和PCB客户指定选用。它的特点在于:只需要通过电脑控制,操作简单,能打印各种复杂的图案、文字、二维码等内容; 应用于大幅面PCB表面自动雕刻二维码,可在白油、绿油、黑油等各种油墨及铜材表面自动雕刻二维码; 加工精度高(最小光斑直径可达20 μm)、无损打标。


PCB的高密度化、高性能化发展,必须有相应的检测设备提供保证。在本届展会上PCB检测设备繁多,检测设备包括原材料的检测、生产过程工件检测,以及PCB成品检测。鉴于PCB尺寸复杂和高精度要求,有的图像测量仪从二维测量发展为三维测量,可以测出板面凹凸深度或高度,尺寸分辨力0.5 μm,甚至有0.1 μm。为实现自动化以提高生产效率,AOI推行在线检测,与图形形成生产线连接,这是一种趋势。对于PCB的电气测试(通断路检测)通常都是设定一定电阻限值下的二端(二线)法检测,这对多层板和HDI板电路的微开裂、孔壁空洞、孔壁铜薄,以及线路缺口、裂缝、针孔、凹坑等问题不能检测出来,因此采用达到毫欧级低电阻的四端(四线)法测试增多,展会上就有深圳麦逊电子公司和深圳东方宇之光公司推出了相应电气测试机(图7、图8)。深圳东方宇之光独家推出的四线与飞针联测的方法,完美地从效率和运行成本两方面解决了四线测试所面临的问题,做到既可以提升效率,又可以降低成本,高品质高保证来全方位推行四线测试。通过这种四线法高精度的低阻测试就可以准确的判断通孔和盲孔的孔铜是否有断裂,孔铜是否达标,孔壁是否有缺陷等,成功解决了两线测试没办法解决的问题。目前该四线分割联测方案已得到行业内百强客户的认可和推行。

3、印制电路板用材料

PCB专用材料中覆铜箔层压板和半固化片、铜箔是主要材料(基材),本届展会上这方面参展制造商有近30家。现在为满足高性能特种PCB的需要,基材类型也五花八门,如高频微波CCL、高导热CCL、高尺寸稳定CCL、金属基CCL、陶瓷基CCL,以及不流动性半固化片、低轮廓薄铜箔等,以种类而言国内的基材制造商都有供应。

在化学药水方面,参展的国内供应商有许多,电镀、氧化处理和蚀刻助剂等化学品品种齐全,并也向绿色环保和低成本发展。为扩大供给渠道、降低生产成本,PCB制造商对原材料采购大有选择余地。

4、环境保护及其它

印制电路产业的清洁生产和环境保护工作近几年来非常重视,并且已有很大成效,本届展会参展的环境保护工程建设和环境保护专用设备制造商有10多家。广东新大禹环境科技公司属综合性专业环境工程公司,公司执有国家环保工程设计资质甲级证书和环保设施运营资质。东莞东元环境科技公司是一家以废水处理、水资源回用、污泥及废液综合处置技术与成套化设备、第三方运营服务等为主营业务的环保企业。这两家公司都已完成了多家PCB工厂废水处理工程项目,有成功的案例。另外,有的公司专门提供资源回收设备,如碱性蚀刻液再生及铜回收设备、微蚀刻废液再生及铜回收设备、棕化废水处理及提铜系统、退锡水回收系统等。有的公司是专注于酸碱蚀刻液电解回收及微蚀、硝酸退挂具废液循环回收的专业服务,已与华南、华东的多家PCB工厂合作。应该看到在印制电路产业链中有环保产业一支。

PCB制造企业要提升管理水平,实现信息化管理和智能制造,计算机系统及其软件是不可少的。本届展会上有两家软件公司参展,科易美软件公司专注于为PCB制造业提供完整的信息化解决方案,为数十家PCB企业提供了ERP系统; 阿米巴软件公司针对PCB工厂建立智能工程、智能生产管理等,也有为数十家PCB企业服务案例。现代化PCB企业必须配置相应软件技术。

本届展会上有15家协会团体组织展台,包括国外组织和国内组织,可见行业的广泛性大;本届展会上有14家杂志或网站的媒体展台,可见对行业的关注度高。

5、PCB技术/信息论坛会

在上海国家会展中心举办CPCA Show的同时,还举办了以“超越,突破,分享”为主题的《2017春季国际PCB技术/信息论坛会》。

在论坛会开幕特邀演讲有产业市场状况和技术两方面内容。CPCA理事长作了“2016年行业回顾及2017年发展展望”报告,认为2016年中国PCB行业发展关键词:涨价、上市、智能制造,即:原材料价格上涨,企业争相在证券市场上市,以及PCB企业积极走向智能制造道路。Prismark公司作了“PCB市场和技术发展趋势”报告,认为2016年度估计整个PCB市场金额下降了2%,预测2017 PCB市场增长2%,是由于全球经济复苏回暖和高端智能手机驱动。PCB的技术发展趋势:多层板向高速、高频率和大功率、高耐热继续扩大,关键在于层压材料性能和高可靠性;HDI板正在出现基板更薄、线路更细(30 µm ~ 40 µm),需要采用mSAP工艺和先进的材料;先进的晶圆级封装(WLCSP)技术会削减有机载板的需求,而会采用光致介质层和更细线路; 刚挠结合板性和多层挠性电路会更流行,细间距和低损耗的FPCB需求将会增长。

在论坛会特别设了“3D打印PCB所需光固化材料专题”,专家们介绍了3D打印PCB的光固化材料机理和功能,3D打印PCB的技术、材料、打印机和智能系统的系统架构,3D打印PCB的高精度涂布制程及其工艺。

6、结语

在本届展会前本刊就发出了对本届展会技术亮点的征文,得到了部分参展商响应,本文有部分素材是由展览商提供,在此表示感谢。

本人参观CPCA Show时间和精力有限,仅能凭自我感觉写成此文,肯定有许多新产品新技术亮点未能见识。欢迎大家向本刊投稿,推进行业新技术交流。

 

作者:龚永林

来源:《印制电路信息》杂志

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