挠性印制电路板(FPC)行业百科「图」

一、挠性印制电路板行业定义及分类

挠性印制电路板是印制电路板(Printed Circuit Board,缩写为 PCB)的一种。印制电路板作为组装电子零件用的基板,是在通用基材上按预定设计形成点间连接及印制元件的印制板。印制电路板本身的基板由导电、绝缘隔热的材质所制作成,铜箔覆盖在整个基板上,在制造过程进行蚀刻处理,留下符合设计要求的导电线路,这些线路被用来提供印制电路板上零件的电路连接。印制电路板是电子零件装载的基板和关键互连件,绝大多数电子设备及产品均需配备,素有“电子产品之母”之称。

按照不同的分类方法可以将印制电路板分为不同的种类,按照层数划分,印制电路板可分为单面板、双面板和多层板;按柔软度划分,印制电路板可分为刚性印制电路板、挠性印制电路板和刚挠结合印制电路板。

挠性印制电路板与刚性印制电路板生产所使用的基材不同,FPC 使用柔软而薄的 PI 或 PET 材料,刚性印制电路板采用含树脂玻纤布的 FR-4 材料,FPC 生产较刚性印制电路板相比,具有以下几个难点:

FPC的主要劣势分析

劣势

具体介绍

操作困难

任何外力都会导致挠性印制电路板变形、折皱,影响后续工序生产,因此 FPC 生产设备必须有防皱、防变形、防掉落等功能

钻孔要求高

FR-4 材料为硬性材料,容易切断,而 PI 或 PET 材料为挠性材料,不易切割。钻孔过程中 FR-4 材料被钻头切削成粉末后从排屑槽排除,而 FPC 钻孔过程中高温将 PI 或 PET 材料融化粘在排屑槽内,难以排出,容易出现品质问题

易变形

挠性印制电路板的 PI 或 PET 材料受温度、湿度、机械外力的影响易变形,在曝光显影工序中对位难度比刚性印制电路板大,制作大尺寸或变形公差小的产品难度也比硬性印制电路板大

工艺流程复杂

挠性印制电路板作为弯折连接用,需要通过附加补强板来提供支撑,附加胶粘剂或胶纸来提供固定,工艺流程比刚性印制电路板长且复杂

资料来源:公开资料整理

20 世纪 60 年代美国等国家首先将挠性印制电路板应用于航天及军事领域;20 世纪 70 年代末期,以日本厂商为主导,逐渐将 FPC 广泛应用于计算机、照相机、打印机、汽车音响及硬盘驱动器等电子信息产品中;20 世纪 90 年代以后,在可携带型消费电子产品追求轻薄设计的背景下,挠性印制电路板的应用领域得到了极大拓展,手机、掌上电脑、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机、卫星定位装置、平板显示、IC 封装、汽车电子等都是其主要应用市场,甚至近年来涌现出的很多高科技电子产品也大量采用了 FPC 或刚挠结合板;3G 技术、RFID、新型显示技术和全印制电子技术的成熟和广泛应用将给 FPC 提供一个更为广阔的发展空间。因此,挠性印制电路板行业前景诱人,属于朝阳产业。

二、FPC行业产业链分析

FPC 的直接原材料主要包括挠性覆铜板(FCCL)、覆盖膜、化学品、金盐、胶纸、干膜、油墨等,其中 FCCL 占整个原材料的 40%左右。目前 FCCL 有三层FCCL 和两层 FCCL 两种。三层 FCCL 产品由聚酰亚胺(PI)薄膜/聚酯(PET)薄膜、胶粘剂和铜箔压合而成,是目前单、双面 FPC 普遍使用的原料。两层 FCCL则不使用胶粘剂而将铜箔直接附着于 PI 薄膜上,各种物理特性均优于三层FCCL,但生产难度亦较高,一般采用涂布法、层压法或溅射-电镀法制作。

FPC行业产业链结构示意图

资料来源:华经产业研究院整理

FPC 产品的应用领域分布广泛,主要的应用领域分布如下:

FPC 产品的应用领域

领域

最终应用产品举例

通信系统

多功能电话、移动电话、可视电话、传真机等

消费电子

照相机、数码相机、录像机、微型收音机、VCD、DVD 等

计算机

磁盘驱动器、传输线、笔记本电脑、针式和喷墨式打印机等

汽车

控制仪表板、排气罩控制器、防护板电路、断路开关系统等

工业控制装置

激光测控仪、传感器、加热线圈、复印机、电子衡器等

医疗器械

心理治疗仪、心脏起搏器、电振发生器、内窥镜、超声波探测头等

仪器仪表

X 光射线装置、核磁分析仪、微料计测器、红外线分析仪等

航天、军工

人造卫星、监测仪表、等离子体显示仪、雷达系统、喷气发动机控制器、陀螺仪、电子屏蔽系统、无线电通讯、鱼雷和导弹控制装置等

资料来源:公开资料整理

三、FPC行业的主要进入障碍

挠性印制电路板和刚挠结合印制电路板是 PCB 中技术含量较高的产品,对生产设备和加工工艺要求较高,生产企业需具备雄厚的资金实力和较高的技术水平,同时产品往往需要经过较长周期的客户认证过程,进入和退出的障碍均较高。

1、生产技术和制造工艺

FPC 行业作为国家鼓励发展的高新技术产业,具有较高的技术壁垒。FPC 的生产制造综合了化学、机械电子、材料等多种学科技术成果,包括图形制作、层压、孔金属化、精密成型等一系列工艺和专用技术,流程复杂、工艺精细,需要先进的生产设备与无尘生产车间以及大批掌握半导体、电子、材料、化学化工、自动化控制等领域专业知识和实践经验的技术团队,技术、工艺、团队与设备必须经过长期的积累、培育、融合才能形成有机体系。

2、客户基础

挠性印制电路板是定制生产产品,客户的订单量决定了 FPC 企业的产能利用率,影响着企业的盈利水平,因此 FPC 企业需要与下游客户建立长期的合作关系。FPC 企业通过国内外知名客户的合格供应商资质认定周期较长,具有较高的进入门槛。

3、规模与高效的定制生产模式

FPC 采用定制模式生产,设计、生产过程包括需求理解、设计开模、样品制作、采购配料、生产装配、检测等多个环节,存在必要的生产设计周期与前期投入,且产品一般不能返修。企业只有做到深刻理解客户需求、快速的设计与物流管理、高效的生产调度、精细的现场管理、完善的品质监控、严格的成本控制等,才能在竞争中致胜。FPC 行业内领先厂家在长期经营中已形成的规模与高效的定制生产模式,能确保“多、快、好、省”地满足客户需求,实现持续盈利,也构成了行业后进入者的隐性壁垒。

4、资金投入

FPC 制造需要高精密的生产设备、检测仪器及洁净的生产环境,因而需要较大规模的资金投入;同时定制式生产模式决定了如没有足够多的客户与订单资源,则不能实现盈利,也相对提高了投资成本。

四、FPC行业发展前景分析

1、产业扶持政策

FPC 行业由于其在信息产业中的广泛应用,近年来一直是国家及有关部委明确扶持的优先发展产业,产业政策的扶持使FPC 行业快速发展。

2、下游产业的持续快速增长

近年来,我国电子信息产业的快速发展为挠性印制电路行业提供了良好的市场环境,电子通讯设备、微型计算机、消费电子等产品产量的持续增长为 FPC 的快速发展提供了强劲动力。

目前我国已成为全球电子产品第一制造大国,手机、微型计算机、彩电、数码相机等产品产量逐年增加。同时我国的信息化发展水平也有了显著提升,这些都将为 FPC行业发展增加新的后劲。

3、缺少可替代的技术

印刷电路板在大量电子产品中得到广泛的应用,目前尚没有能够替代印刷电路板的成熟技术和产品。同时 FPC 具有着刚性印制电路板所不具有的自由弯曲、卷绕、折叠等特点,从设计之初,挠性印制电路板就在逐步替代刚性印制电路板。 

本文采编:CY237

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