作者:梁志立
1.0前言
將撓性印制電路(FPC)我不是內(nèi)行,只是近二年來,議論撓性板成為熱門話題,見到不少人真金白銀到撓性板項目上,引起了我對FPC的關注。今年,我參與了編寫國內(nèi)第一本撓性板專業(yè)著作《撓性印制板生產(chǎn)技術》,一批對振興祖國PCB行業(yè)有著深厚感情的國內(nèi)知名學者向我提供了一堆撓性板的實踐資料、文章讓我作編審,包括生益科技總工,15所PCB中心主任,航空部699廠前主任,還有國內(nèi)撓性板量產(chǎn)起步較早,最近在香港聯(lián)交所上了市的番禺安捷利總經(jīng)理、總工、博士后、高工等,在這期間,我又看了幾間珠三角的撓性板廠,使我對FPC的過去、現(xiàn)在、未來、市場、技術、管理有所認識和了解,從而形成今天要談的中國FPC的現(xiàn)在和未來這個議題。
2.0今年各國的FPC
2.1FPC發(fā)展簡史
FPC是一種古老的電子互聯(lián)技術。發(fā)源地在美國,1898年發(fā)表的英國專利中記載有石蠟紙基板中制作的扁平導體電路,數(shù)年后大發(fā)明家愛迪生在試驗吉林中描述在類似薄膜上印制厚膜電路。20世紀前期科研人員設想和發(fā)明了幾鐘新的方法使用撓性電氣互聯(lián)技術。直到20世紀后期,F(xiàn)PC用于汽車儀表的密集線路布線和連接,大批量生產(chǎn)撓性板才成為氣候,可見撓性板并非現(xiàn)代化的創(chuàng)新科技。
20世紀90年代,德國柏林墻倒下,冷戰(zhàn)結束,使得向來依賴軍用的美國用于國防的撓性電路產(chǎn)品在走向衰退。
電子產(chǎn)品輕、薄、短、小惡需求潮流,使FPC迅速從軍用品轉到民用,特別是消費品領域。日本走在了世界各國前頭,并大力發(fā)展了FPC技術,目前,就技術水平、產(chǎn)量、產(chǎn)值上日本均已躍升為世界老大。
2.2近年來世界FPC產(chǎn)值
表1為1998年以來世界各國(地區(qū))撓性印制板產(chǎn)值。
表1. 近年世界各國(地區(qū))FPC產(chǎn)值一覽表
資料來源JPCA
國家(地區(qū))年 | 日本 | 美國 | *** | 中國 | 歐洲 | 韓國 | 亞洲其它 | 合計 | 增長 |
1998 | 1458 | 1100 | 216 | 22 | 372 | 10 | 16 | 3149 | / |
1999 | 1566 | 1026 | 324 | 108 | 365 | 44 | 54 | 3478 | 9% |
2000 | 1782 | 1350 | 324 | 162 | 354 | 60 | 46 | 4078 | 17% |
2001 | 1458 | 1188 | 346 | 270 | 314 | 190 | 60 | 3286 | -6% |
2002 | 1620 | 1215 | 389 | 475 | 343 | 270 | 108 | 4390 | 15% |
2003預測 | 1780 | 1188 | 475 | 540 | 162 | 378 | 151 | 4676 | 7% |
自1998年以來,日本FPC產(chǎn)值一直穩(wěn)居世界第一,占全球產(chǎn)值36%~38%;美國為第二,占世界比例約25%-27%,近年美國FPC處于徘徊不前的狀態(tài),一降一升,無大的突破;歐洲的FPC越來越小,一直在走下坡路。另外,還可以看到,除2001年受世界經(jīng)濟影響外,全球FPC產(chǎn)量一直是增長的,今年平均增長率為8。4%。中國、中國***、韓國FPC處于高速發(fā)展的狀態(tài),尤其是中國。
3.0中國FPC現(xiàn)狀
3.1近年來中國的FPC
20世紀80年代,中國部分剛性PCB的企業(yè),研究所開始FPC研發(fā)、生產(chǎn),主要用于軍工產(chǎn)品,電腦,照相機等產(chǎn)品上。撓性印制板生產(chǎn)顯得零星、分散、神秘,未形成量產(chǎn)。偶見到撓性板論文發(fā)表,包括剛-撓多層銀制板的制作技術。
1997年前,國內(nèi)FPC未見有產(chǎn)量的統(tǒng)計。表2為1998年以來中國的FPC產(chǎn)值的統(tǒng)計數(shù)字。
表2 近年來中國FPC產(chǎn)值、產(chǎn)量
年 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004預測 | 2005預測 |
年產(chǎn)(萬m2) | 25.0 | 86.0 | 123.34 | 189.64 | 626.35 | 587.43 | / | / |
產(chǎn)值(億元) | 0.50 | 7.83 | 10.48 | 17.8 | 30.29 | 51.49 | 84.95 | 135.94 |
增長率(%) | / | 1466% | 34% | 70% | 70% | 70% | 65% | 65% |
上述資料顯示,中國撓性板需求近年來呈高增長率56.5%,遠高于世界平均增長率的8.4%。自2001年以來連續(xù)三年增幅70%,美國約45,占全球10%~20%。
本人曾在國內(nèi)PCB行業(yè)廠商指南的不同版本上尋找有名有姓的FPC廠家,共找出40余家,F(xiàn)PC基材數(shù)出幾家,早期開始生產(chǎn),近年形成量產(chǎn)的企業(yè)包括:上海伯樂、番禺安捷利、深圳典邦、中山元盛、珠海東大、廣州誠信及一些研究所。撓性基材的廠家包括:九江福來克斯、深圳丹邦、湖北化學所、中山東溢、廣州宏仁、深圳華虹、陜西704研究所等。
而近二年來,大興土木,真金白銀投入FPC項目的明間統(tǒng)計可以數(shù)出一大把,據(jù)說珠三角就有五六十家投入新建、改建、擴建行列,多分布在深圳、惠州、東莞、珠海、廣州、中山一帶,民營投入的多,投入資本少的幾百萬元,多的一二千萬元,甚至上億元。長三角據(jù)說也有幾十家撓性板廠商會在明年陸續(xù)投產(chǎn)。撓性板成為近二年拉民營投資的熱門項目之一。
日本、美國、***在中國建廠不少,世界最大的撓性板公司日本Nippon mektron在珠海,日本第二大公司Fujikura在上海,Sony chemical在蘇州,Nitto Denko, Sumitoto Denko,Cosmo Elecrtonics在深圳;美國Parlex在上海,M-Flex在蘇州,Word circuits在上海;***雅新在東莞、蘇州,嘉義在廣州,嘉聯(lián)益(百稼)在昆山,耀郡在華東,欣業(yè)(同泰)在昆山,佳通在蘇州,統(tǒng)嘉雜華東。另外,***撓性板的龍頭企業(yè)華通、楠鋅從2004年開始亦會投入FPC項目。***FPC的大廠幾乎都在國內(nèi)建立了工廠。
另外,國內(nèi)多間著名的的剛性PCB企業(yè),也在改建、新建FPC工廠,包括長沙的維用長城(新加坡MES公司)、深圳景旺、福建福強、天津普林等。
據(jù)CPCA報道,進入2004年第三屆中國電子電路排行榜上的FPC企業(yè)有:蘇州維訊柔性電路,2003年產(chǎn)值10.79已元,蘇州佳通6.14億元,索尼凱美高6.02億元,上海伯樂3.0億元,暗捷利1.85億元,典邦1.8億元,廣州誠信軟性電路1.1億元。
3.2中國FPC現(xiàn)狀
?。?) 中國FPC大量生產(chǎn)是近三四年間才形成的,目前達到月產(chǎn)一萬平方米產(chǎn)量(汗單、多、多層)是大廠,國內(nèi)企業(yè)屈指可數(shù),如伯勒、安捷利、元盛、典邦等。
?。?) 水平高,生產(chǎn)量大的集中在***、日本、美國在華投資獨資企業(yè)里,集中在長三角、珠三角。例如在珠海的世界NO.1的日本旗勝(Nippon Mektron),在昆山和蘇州***FPC老大且的嘉聯(lián)益,在蘇州和東莞的***雅新,蘇州的佳通,在蘇州的Sony Chemical,蘇州的維訊,深圳的金柏科技,目前看到報道的月產(chǎn)是20~40萬平方尺。香港人投資FPC企業(yè)不多。
(3) 生產(chǎn)工藝多為片式加工,國內(nèi)成功的Roll-to-roll卷式連續(xù)生產(chǎn)線未見到有報道。
?。?) 生產(chǎn)撓性板基材的廠家屈指可數(shù),亦就幾家,都是膠粘劑(三層法),無膠粘劑(二層法)未見到有報道,出于研發(fā)狀態(tài)。主要是聚酰亞胺和聚酰撓性基材二大類,國內(nèi)撓性覆銅板基材處于起步、發(fā)展、上水平、大批量階段。
?。?) 宣稱能作多層撓性板的企業(yè)有很多,但形成量產(chǎn)供貨,能做手機FPC的企業(yè)是少數(shù),通常是3~6層。
(6) 目前高難得量產(chǎn)的FPC線寬/間距為0.075-0.10mm(3-4mil),孔徑0.1-0.2mm,多層,主要應用在手機、數(shù)碼相機上。
?。?) 國內(nèi)做剛撓結合多層板的論文在近幾屆全國印制板學術年會上都有發(fā)表,包括15所、深南、699廠家。國內(nèi)宣稱能做剛-撓結合多層板的企業(yè)也有一些。但總的看來,國內(nèi)做剛-撓板還處于摸索、研發(fā)、起步階段,尚未形成批量生產(chǎn)能力。
4.0FPC市場驅動力
電子產(chǎn)品輕、薄、短、小的需求潮流,使FPC迅速從軍用品轉到了民用,轉向消費類電子產(chǎn)品,形成近年來涌現(xiàn)出來的幾乎所有的高科技電子產(chǎn)品都大量采用了撓性印制板。日本學者召倉研史在《高密度撓性印制電路板》一書說:幾乎所有的電氣產(chǎn)品內(nèi)部都使用了撓性印制板。例如:錄像機、攝像機、盒式錄音機、CD唱機、照相機、程控電話、傳真機、個人電腦、文字處理機、復印機、洗衣機、電鍋、空調(diào)、汽車、電子測距儀、臺式電子計算機等。而今恐怕很難找到不使用撓性印制板的稍微復雜的電子產(chǎn)品了。
歸納起來,撓性板大力普及和應用的市場驅動力有以下幾個方面:
?。?) 便攜式產(chǎn)品需求增長,刺激了手機、筆記本電腦、液晶平面顯示器、數(shù)碼相機等電子產(chǎn)品大量使用撓性印制板,單以手機來說,全球每年產(chǎn)量是近5億部,每月需生產(chǎn)5000萬部,每部手機上有1~3塊FPC(翻蓋手機2~3片),可以想象需求量是巨大的。旋轉式、、折疊式、拉長式的手機新品種出臺,加速了FPC技術的更新?lián)Q代,F(xiàn)PC成了電子設備的關鍵互連件。
?。?) 通信領域通向高頻、微波、阻抗控制,使撓性電路板在通信領域需求增長,特別是電信交換站中使用FPC日趨廣泛。
?。?) BGA(球柵陳列封裝)和CSP(芯片級封裝)及COF(新品直接封裝在撓性板上),MCM(多芯片模塊)都需要大量使用撓性封裝載板。
?。?) 軍用市場穩(wěn)固地向商用市場轉移,軍用介入了標準的大批量商用設計,促使高可靠、長壽命和輕小的醫(yī)療器械,航空航天設備等都需要大量撓性印制板。
據(jù)日本的同濟,信息科技產(chǎn)品占撓性板使用50%,移動電話占30%,其它類產(chǎn)品占20%。中國勞動力成本低,消費市場具有潛在規(guī)模,學習掌握技術很快,消費類電子產(chǎn)品必定會迅速增長。日本人把消費電子類產(chǎn)品分成12類,其中8類中國已在生產(chǎn)上排在全球第一。這8類產(chǎn)品是:DVD機、DVD光驅、筆記本電腦、手機、PDA、彩電、汽車音響,這8類產(chǎn)品都需要要大量使用FPC。
看來,F(xiàn)PC撓性板確實市場廣闊,前景誘人,技術含量高,而且是經(jīng)久不衰的,是朝陽工業(yè),國家鼓勵項目,怪不得那么多民間的人投資生產(chǎn)撓性板,F(xiàn)PC成為近兩年行業(yè)內(nèi)最熱門的議題之一。
5.0FPC技術的未來走向
FPC有二類別使用:
?。?) 撓性安裝,占絕大多數(shù),即產(chǎn)品設計成一次撓曲,當產(chǎn)品應用時而進行撓曲,如噴墨打印機中的墨盒,撓性電連接機架來控制油墨。該撓性電路提供系列的連接盒來與打印機電纜連接,與噴嘴互聯(lián)從而打印出圖形來。
?。?) 是動態(tài)撓曲,可做多次撓曲,間歇式撓曲,連續(xù)性的撓曲,如用于磁盤驅動讀寫頭的撓性電路。
FPC的未來應用上的趨勢是:
★ 尺寸和重量盡量減少。為電氣互連提供薄至0.05mm的絕緣載板,并大為減少電子封裝的重量。
★ 減少安裝實踐和成本,F(xiàn)PC將外型、裝配和功能結合在一起,成為縮短產(chǎn)品安裝實踐的極佳手段。
★ 提高系統(tǒng)可能性,F(xiàn)PC的最大優(yōu)點是在電氣安裝中減少互連次數(shù),互連接點少,產(chǎn)品可靠性就高了。
★ 提高阻抗控制,信號傳輸?shù)脑O計和制造,因為FPC使用的材料厚度和電性能十分均勻,這一特性決定它在高速電路中可獲得廣泛應用。
★ 三維組裝,電子設備常常需要三維的互連結構進行互連,F(xiàn)PC在設計和制作上是二維的,但可作三維安裝。
FPC未來的技術走向是:
★ HDI撓性板,線路節(jié)距8mils(0.2mm),孔徑0.25mm,為HDI撓性印制板,節(jié)距≤.1mm(4mils),孔徑≤0.075mm(3mils)的精細純線路為超高密度互連(超HDI)撓性板,撓性電路也需要激光鉆孔機,積層成4、6、8、10層,同剛性PCB趨勢相同,線寬/間距趨向0.05mm。
★ 剛-撓結合板,美國在軍事和空間科學上用剛撓板很成熟,層數(shù)多為6、8、10層。剛-撓結合板今后會更多用于減少封裝的領域,尤其是消費領域。這類板的特點是可柔曲,立體安裝,有效利用安裝空間;可做成高密度、細線、小孔徑;體積小、重量輕;可靠性高,在震動、沖擊、潮濕環(huán)境下其性能仍穩(wěn)定。當然,剛-撓板制作難度大,一次性成本高,裝拆損壞后無法修復。主要市場是手機、數(shù)碼相機、數(shù)字攝像機。預測未來很多剛性板漢被剛-撓板所取代。
★ COF技術,COF(chip on flex)是芯片安裝在撓性板上,做到真正的輕、薄、短、小??烧蹚潱瑩闲院?。未來彩色屏幕,彩色液晶面板,平面顯示器必定會大量使用撓性板和COF技術。二層法撓性板基材(Cu+pl)主要用在COF上,是未來軟質基材的發(fā)展方向。(據(jù)了解,目前用二層法基材生產(chǎn)撓性板還是少數(shù),基材價錢也很貴,大量撓性板還是用三層法撓性基材)COF會成為未來市場主流。
★ 順便提一下,國內(nèi)可能還要注意研發(fā)一種新型半固化片,叫NO Flow pregpreg(無流動性半固化片),用在剛-撓性結合多層板上,在美國,僅有少數(shù)二三間公司生產(chǎn),價錢貴,先付錢還要等一二個月才能供貨。
7.0中國FPC的未來
基于中國FPC的廣闊市場,日、美、臺各國(地區(qū))大型FPC企業(yè)都已在國內(nèi)輪攤客戶,大批國內(nèi)民營企業(yè)興起,苦得挨得,充滿朝氣,勇往直前。預測到2008年,F(xiàn)PC同中國未來的剛性板相似,發(fā)脹壯大近年內(nèi)仍是高速度發(fā)展的。
★ 產(chǎn)量產(chǎn)值會超過美國、歐洲、韓國、***,接近日本,成為世界數(shù)一數(shù)二的國家。
★ 會占到全球約20%的產(chǎn)量。
★ 2008年技術上會接近世界先進水平。
★ 剛-撓結合多層板,多層撓性印制板,HDI撓性板,COF都已能大量應用到電子產(chǎn)品上。批量生產(chǎn)線寬/間距會達到2~3mils(0.05~0.075mm),最小孔徑0.05~0.10mm。
★ 中國會成為全球FPC生產(chǎn)基地。
★ 國內(nèi)生產(chǎn)的FPC基材品種、質量、產(chǎn)量會大幅度增加,逐步代替進口。
★ 會出現(xiàn)一批世界著名的FOC企業(yè)。民營、股份、上市公司會占主流。
8.0潑點冷水
FPC是目前熱門投資項目之一,前景一片光明,經(jīng)久不衰,屬高科技項目,利潤率目前高于剛性板,甚至有人跟我講,報廢20%~30%還有錢賺。
但是,又要非常清楚FPC項目的,搞好FPC項目碰到許多難題。
這事長期、大量實踐摸滾打爬才能成長的項目,要搞成量產(chǎn)、投產(chǎn)、掙錢非常不容易。生產(chǎn)FPC的技巧、訣竅、專用小技術非常多,需長期積累經(jīng)驗。FPC很薄,吸水率高、軟,每個工序拿取板、傳遞、加劇、沖模、成像、層壓、對位、蓋膜等等工序同剛性板都是不一樣的。例如,做一個比較復雜的撓性板,會涉及層壓多次,需要六七套模具,還需要不少心靈手巧的女工拍板,對位……要對這個項目的難點有充分準備。
另外,優(yōu)質基材不好買,國內(nèi)真正過關的FPC基材還不多,有的物料品種很少,壓交現(xiàn)錢排隊才能買到。
有的新上馬的企業(yè),到老的FPC企業(yè)挖一二個組長、工程師、升薪升職,做副總、總工,但好景不長,一年半載,還是死掉,投入的錢全泡湯了。FPC企業(yè)需要一個團隊,同樣需要將FPC的市場、管理、技術、采購方方面面的人才組合才能成功。
總結近年FPC能茁壯成長的企業(yè)都練了多年內(nèi)功,而更重要一點是有外援,有訂單市場又有技術指點的客戶支持,在鞭打投訴聲中不斷持續(xù)投入,改進成長。
特別提醒:不要以為懂得剛性板就會做撓性板生產(chǎn),不要拍下腦袋,聽說FPC好掙錢、前景好,市場大就匆忙上這個項目;不要連IPC-6013都未讀過,廠房要求都還未搞明白就盲目投資建廠,……當心!投下的錢,一二千萬會被打水漂,顆粒不收的。
要知道,做低端FPC,間間工廠都會做,價錢在不斷跌,企業(yè)不掙錢,訂單不穩(wěn)定;做FPC高端產(chǎn)品,手機FPC,折疊式。旋轉式手機FPC、多層FPC,軟硬結合撓性板,做到量產(chǎn),客戶認可下訂單,是非常不容易的。FPC技術日新月異,市場好,前景好,但要弄成企業(yè)掙錢、生存、擴大、發(fā)展、很難很難。
- PCB設計(82997)
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