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    我國柔性印制電路板行業(yè)發(fā)展歷程、技術(shù)現狀及市場(chǎng)規模分析
    發(fā)布日期:2023-12-28 訪(fǎng)問(wèn)量:538

    一、行業(yè)定義

    柔性印制電路板 FPC 是以撓性覆銅板為基材制成的一種具有高度可靠性,絕佳可撓性的柔性印制電路板,是用于連接電子零件用的基板,也是電子產(chǎn)品信號傳輸的媒介。作為印制電路板(PCB)的一種重要類(lèi)別,FPC 具有配線(xiàn)密度高、重量輕、厚度薄、耐彎曲、結構靈活、耐高溫等優(yōu)勢,符合下游行業(yè)中電子產(chǎn)品智能化、便攜化的發(fā)展趨勢,被廣泛運用于筆記本電腦、手機、平板電腦、數碼相機等消費電子產(chǎn)品。


     FPC的分類(lèi)與特點(diǎn)

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    按照基材和銅箔的結合方式劃分,柔性電路板可分為兩種: 有膠柔性板和無(wú)膠柔性板。 其中無(wú)膠柔性板的價(jià)格比有膠的柔性板要高得多,但是它的柔韌性、銅箔和基材的結合力、焊盤(pán)的平面度等參數也比有膠柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的場(chǎng)合,如:COF(CHIP ON FLEX,柔性板上貼裝裸露芯片,對焊盤(pán)平面度要求很高)等。 由于其價(jià)格太高,在市場(chǎng)上應用的絕大部分柔性板還是有膠的柔性板。由于柔性板主要用于需要彎折的場(chǎng)合,若設計或工藝不合理,容易產(chǎn)生微裂紋、開(kāi)焊等缺陷。


    二、發(fā)展歷程

     FPC 制造工業(yè)出現于20 世紀60 年代,美國等電子技術(shù)發(fā)達的國家最早將FPC 應用于航天及軍事等高精尖電子產(chǎn)品應用領(lǐng)域。冷戰結束后,FPC 開(kāi)始用于民用產(chǎn)品。21 世紀初,消費類(lèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)迅速發(fā)展,推動(dòng)FPC 產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。但由于歐美國家的生產(chǎn)成本不斷提高,FPC 生產(chǎn)重心逐漸轉向亞洲,形成了第一次FPC 產(chǎn)業(yè)轉移浪潮。此浪潮使得具備良好制造業(yè)基礎及生產(chǎn)經(jīng)驗的日本、韓國、中國臺灣等國家和地區FPC 產(chǎn)業(yè)迅速成長(cháng)。近年來(lái),日本、韓國和中國臺灣同樣面臨生產(chǎn)成本持續攀升的問(wèn)題,FPC 產(chǎn)業(yè)開(kāi)始了新一次的產(chǎn)業(yè)轉移。發(fā)達國家的FPC 制造商紛紛在中國投資設廠(chǎng),中國作為FPC 產(chǎn)業(yè)主要承接國,在新一次產(chǎn)業(yè)轉移浪潮中受益。


    中國內地FPC 行業(yè)發(fā)展稍晚,20 世紀80 年代末開(kāi)始出現零星的FPC 工藝研發(fā),產(chǎn)品主要用于軍工和高端電子生產(chǎn)。90 年代早期中國大陸電子產(chǎn)品發(fā)展較慢,FPC 產(chǎn)業(yè)發(fā)展遲緩。90 年代末期,受到FPC 技術(shù)進(jìn)步加快、電子產(chǎn)品工業(yè)不斷向中國大陸地區轉移等因素的影響,FPC 需求迅速旺盛,產(chǎn)業(yè)開(kāi)始爆發(fā)。

    按層數劃分,FPC 可分類(lèi)為單層FPC、雙層FPC、多層FPC;相關(guān)制造技術(shù)以單層FPC 制造技術(shù)為基礎,通過(guò)迭層壓合技術(shù)實(shí)現,具體如下:

    FPC分類(lèi)與特點(diǎn)

     FPC分類(lèi)

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    20 世紀90 年代后,電子產(chǎn)品向輕薄化方向發(fā)展,FPC 產(chǎn)品特性與之相符,得以伴隨電子產(chǎn)業(yè)快速成長(cháng),應用領(lǐng)域不斷擴展,被廣泛應用于大部分電子產(chǎn)品中,成為電子產(chǎn)品領(lǐng)域最重要的元器件之一。

    FPC 的應用領(lǐng)域

     FPC應用領(lǐng)域

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    21世紀以來(lái),隨著(zhù)歐美國家的生產(chǎn)成本提高,以及亞洲地區FPC下游市場(chǎng)不斷興起,FPC生產(chǎn)重心逐漸轉向亞洲。具備良好制造業(yè)基礎及生產(chǎn)經(jīng)驗的日本、韓國、中國臺灣等國家和地區FPC產(chǎn)業(yè)迅速成長(cháng),并成為全球FPC的主要產(chǎn)地。隨著(zhù)日本、韓國和中國臺灣生產(chǎn)成本持續攀升,發(fā)達國家的FPC廠(chǎng)商紛紛在中國投資設廠(chǎng),制造中心由國外移至中國大陸,國際知名的FPC廠(chǎng)商如日本NOK、日東電工和住友電工等均在中國投資設廠(chǎng)。近年來(lái),中國逐漸成為FPC主要產(chǎn)地,中國地區FPC產(chǎn)值占全球的比重不斷提升。由于重要的上游原材料和下游電子產(chǎn)品制造商多為國外廠(chǎng)家,國內未形成完整的民族產(chǎn)業(yè)鏈條,內資廠(chǎng)商受限于設備和原材料等產(chǎn)業(yè)的配套不足,在國際市場(chǎng)上競爭力較弱,局限于國內市場(chǎng),整體市場(chǎng)占有率偏低。但部分內資企業(yè)受益于近幾年本土電子產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展,通過(guò)自身技術(shù)改進(jìn)、產(chǎn)能提升,依托同國內客戶(hù)良好的合作關(guān)系,國內市場(chǎng)份額隨之增長(cháng),技術(shù)水平和生產(chǎn)規模與外資企業(yè)的差距正在不斷縮小。


    三、技術(shù)現狀

    FPC生產(chǎn)工藝流程

     FPC生產(chǎn)工藝流程

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    FPC具有非標化的特點(diǎn),是PCB中技術(shù)含量較高的品類(lèi),工序非常復雜,60多道大工序,一個(gè)大制程又包含30-40道小工序,每個(gè)工序對最終產(chǎn)品的穩定性和良品率都至關(guān)重要,對廠(chǎng)商的設計、設備、品控等能力都有高要求、需要穩定可靠的制程能力。

    FPC 生產(chǎn)方法主要有減成法、全加成法、半加成法: 減成法是傳統 FPC 生產(chǎn)的主要方法,減層法的極限定格在 20m 線(xiàn)寬; 全加成法是利用絕緣基材直接加工形成電路圖形,全加成法能制作出目前最精細的線(xiàn)路,但此方法需要用到半導體制造用的裝臵,工藝復雜,成本高,推廣起來(lái)很有難度; 

    全加成法:利用絕緣基材直接加工形成電路圖形,工藝流程如下:

    全加成法工藝流程

    全加成法工藝流程

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    半加成法是基材多選用 5m 的薄銅箔,有時(shí)也可把常規銅箔通過(guò)蝕刻減薄后使用,能夠制作 20m 以下的線(xiàn)路,是一種比較有發(fā)展潛力的方法,工藝流程如下:

    半加成法工藝流程

     半加成法工藝流程

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    減成法是傳統FPC生產(chǎn)的主要方法,但所能達到的線(xiàn)寬間距跟感光抗蝕層的分辨率密切相關(guān),而感光抗蝕層分辨率取決于抗蝕層厚度,再加上蝕刻中不可避免的側蝕現象,使減層法的極限定格在20m線(xiàn)寬;若想得到更細的線(xiàn)路,必須配合更薄的9m,5m,甚至3m超薄銅箔,然而這些厚度的銅箔和相關(guān)工藝目前尚無(wú)法量產(chǎn)。 


    全加成法能制作出目前最精細的線(xiàn)路,據報道稱(chēng)目前已有公司試制成功線(xiàn)寬間距都為3m的線(xiàn)路;此方法另一個(gè)好處在于能運用厚的光敏干膜,把線(xiàn)路厚度做大,抑制直流電阻增大的問(wèn)題。但此方法需要用到半導體制造用的裝置,工藝復雜,成本高,推廣起來(lái)很有難度。 


    半加成法介于減成法與全加成法之間。此種方法中,光線(xiàn)散射對線(xiàn)路圖形沒(méi)有不良影響,可以使用較厚的抗蝕層,能夠制作20m以下的線(xiàn)路, 是一種比較有發(fā)展潛力的方法。


    四、市場(chǎng)規模

    相比于普通PCB,FPC 具有輕薄、體積小、低成本、裝連一致性和可控性強的優(yōu)勢。普通的PCB 原材料為電解銅箔、玻纖布等,基材為覆銅板;FPC 的原材料為壓延銅箔和聚酰亞胺(PI)薄膜或聚酯(PET)薄膜,基材為撓性覆銅板。而原材料和基材的不同造就了FPC 優(yōu)異的性能,相比于普通的PCB,FPC 具有輕薄、體積小、低成本、裝連一致性和可控性強的特點(diǎn),在相同的載流量下,FPC 是普通的剛性PCB 重量的10%,空間為普通PCB 的10-40%,在裝連接線(xiàn)時(shí)不會(huì )發(fā)生接錯的情形,同時(shí)各種參數如電容、電感、特性阻抗、延遲和衰減可控性強,端口的更換方便和結構簡(jiǎn)化也使得成本大大降低。


     FPC這些優(yōu)點(diǎn)推動(dòng)了其應用的普及,也拉動(dòng)了市場(chǎng)規模不斷增長(cháng)。統計數據顯示,2017年我國柔性印制電路板行業(yè)銷(xiāo)售市場(chǎng)規模約338億元,同比2016年的315億元增長(cháng)了7.3%,近幾年我國柔性印制電路板行業(yè)市場(chǎng)規模情況如下圖所示:

    2013-2017年我國柔性印制電路板市場(chǎng)規模統計(億元)

    2013-2017年我國柔性印制電路板市場(chǎng)規模統計