PCB技術(shù)發(fā)展兩大趨勢

終端設(shè)備尺寸不斷減小以滿足用戶對便攜性的需求，但板級功能日趨復(fù)雜，而且高速信號應(yīng)用越來越多，以致PCB空間越來越擁擠，上述電子產(chǎn)品多個發(fā)展方向都需要PCB小型化。縮小PCB尺寸，或者說提高PCB“集成度”的方法，通?？梢约?xì)分為如下三種：增加層數(shù)，減小線寬線距及孔徑直徑，以及采用新型材料。PCB（印刷電路板）已經(jīng)成為亞太主導(dǎo)的產(chǎn)業(yè)，尤其是中國公司。

根據(jù)國際電子工業(yè)聯(lián)接協(xié)會（IPC）數(shù)據(jù)顯示，2017年大中華地區(qū)PCB產(chǎn)能占全球63.6%（其中大陸地區(qū)占比為52.7%），如果加上韓日，東亞地區(qū)占全球PCB產(chǎn)能超過80%。

PCB在歐美漸成夕陽產(chǎn)業(yè)，總體呈下降趨勢，但有一家總部在美國的PCB公司近年來卻一直專心耕耘PCB行業(yè)，而且勢頭良好，不僅以銷售額論位居全球三甲，而且2018年增長超過10%，銷售額超過28億美元，并在電子產(chǎn)業(yè)全行業(yè)預(yù)期悲觀的時候表示，2019年公司仍然期望實現(xiàn)正增長。

來自美國的PCB廠商

這家公司就是總部在美國的迅達(dá)科技（TTM Technologies, 簡稱TTM ）。在2019國際智能制造生態(tài)鏈峰會上，迅達(dá)科技首席執(zhí)行官湯姆·艾德曼（Tom Edman）發(fā)表主旨演講，并在會后接受探索科技（TechSugar）獨家專訪，向讀者講述他所理解的PCB產(chǎn)業(yè)。

迅達(dá)科技首席執(zhí)行官湯姆·艾德曼（Tom Edman）

艾德曼告訴探索科技（TechSugar），雖然全球約60%產(chǎn)能都在中國，但PCB產(chǎn)業(yè)仍然是全球性行業(yè)，PCB客戶的需求并不只是生產(chǎn)，而是從設(shè)計、出樣到量產(chǎn)的全方位的支持。迅達(dá)科技雖然是美國公司，但全球布局，在北美和亞太有生產(chǎn)基地，客戶可以就近選擇生產(chǎn)基地。

艾德曼認(rèn)為，相比競爭對手，迅達(dá)科技有三大優(yōu)勢。首先是技術(shù)完整性，他說：“全球很難找到像TTM這樣提供一站式服務(wù)的PCB公司，無論是超高層硬板、軟硬結(jié)合板，還是軟板，以及高密度互連硬板，包括射頻板和PCB基板，我們都能提供。”

其次，持續(xù)在PCB領(lǐng)域經(jīng)營積累的對PCB技術(shù)理解力，有助于幫助迅達(dá)科技客戶的工程師解決技術(shù)難題?！拔覀兊膽?yīng)用工程師能力極強(qiáng)，可以在設(shè)計開始階段就助力客戶?！?

最后，就是全球布局。迅達(dá)科技提供最靈活的供應(yīng)鏈配置供客戶選擇，客戶可以在迅達(dá)科技的美國工廠出樣，最后到其中國工廠量產(chǎn)?！盁o論是技術(shù)，還是供應(yīng)鏈，以及組織效率，我們都能滿足客戶的需求?！卑侣硎?，即便是美國公司，迅達(dá)科技在PCB行業(yè)仍然極具競爭力。

PCB技術(shù)發(fā)展趨勢

雖然不具備成本優(yōu)勢，但迅達(dá)科技在PCB的高附加值市場表現(xiàn)優(yōu)異，在通信、國防軍工、汽車、醫(yī)療及工業(yè)等應(yīng)用市場尤其出色。根據(jù)PCB市場調(diào)研機(jī)構(gòu)Prismark的數(shù)據(jù)，在通信PCB市場，2017年迅達(dá)科技高居榜首，而且是前五大廠商中唯一的中國廠商。

半導(dǎo)體領(lǐng)域有摩爾定律，單位面積每24個月晶體管集成數(shù)量翻倍（摩爾定律第一版翻倍時間是每12個月，在集成度發(fā)展到一定階段后調(diào)整為24個月，現(xiàn)在有進(jìn)一步拉長的趨勢），這意味著單個晶體管尺寸縮小，芯片整體集成度提高。PCB行業(yè)對尺寸微縮的需求雖然不如半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)那樣極致，但也伴隨電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不斷提出更高要求。個人計算設(shè)備從臺式機(jī)到筆記本，再進(jìn)化到平板電腦和手機(jī)，設(shè)備體積以數(shù)量級的形式縮小，其中芯片集成度提高起了主導(dǎo)作用，但PCB尺寸縮小、布線密度提高也是重要的輔助途徑。

面對探索科技（TechSugar）的提問，艾德曼表示當(dāng)前PCB技術(shù)發(fā)展有兩個主要趨勢。第一個趨勢便是一直在進(jìn)行的小型化。終端設(shè)備尺寸不斷減小以滿足用戶對便攜性的需求，但板級功能日趨復(fù)雜，而且高速信號應(yīng)用越來越多，以致PCB空間越來越擁擠，上述電子產(chǎn)品多個發(fā)展方向都需要PCB小型化?？s小PCB尺寸，或者說提高PCB“集成度”的方法，通常可以細(xì)分為如下三種：增加層數(shù)，減小線寬線距及孔徑直徑，以及采用新型材料。

“高密度互連板（HDI）上線寬線距已經(jīng)小于80微米，最早應(yīng)用于手機(jī)和平板，過去七八年，這種技術(shù)已經(jīng)從移動設(shè)備普及到臺式機(jī)、汽車電子中的影音娛樂與攝像頭模塊，以及國防航空領(lǐng)域?！卑侣赋?，80微米并非極限，已經(jīng)有客戶要求30微米以下的線寬線距，“為實現(xiàn)30微米以下的線寬線距，TTM加大了在半加成法（Modified Semi-Additive Process）與類載板（Substrate Like PCB）等技術(shù)上的投入，我對TTM開發(fā)新技術(shù)以滿足小型化需求的進(jìn)度非常樂觀?！?

艾德曼看重的另一個方向是板型（form factor）變化。除了傳統(tǒng)硬板PCB，軟板以及軟硬結(jié)合板市場需求“將持續(xù)增長，這些技術(shù)可應(yīng)用在可折疊手機(jī)，以及微縮封裝上?！?

軟硬結(jié)合PCB是當(dāng)前市場熱點。用超薄柔性電路帶，讓多個印刷電路板組件和其他元件（如顯示、輸入或存儲器等）連接起來，無需電線、電纜或連接器。軟硬結(jié)合印刷電路板模塊中各個多層剛性電路板模塊間按需要進(jìn)行連接時所需的線路，由柔性電路板作為其支撐載體。

與使用分離式線纜和連接器的標(biāo)準(zhǔn)PCB組合相比，軟硬結(jié)合板的平均無故障時間 (MTBF) 通常會更長，迅達(dá)科技此軟板及軟硬結(jié)合板廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、軍用飛機(jī)和導(dǎo)彈平臺、各種醫(yī)療健康設(shè)備，以及不同的科學(xué)與工業(yè)應(yīng)用中。

PCB與智能制造

智能制造、工業(yè)4.0是當(dāng)今的熱門話題，類似迅達(dá)科技這樣的領(lǐng)先廠商，自然需要思考，如何將PCB制造業(yè)帶入到流程更智能、質(zhì)量可追溯、生產(chǎn)效率高的智能制造時代。艾德曼表示，PCB智能工廠并只是IT策略，也不只是自動化制造，PCB智能工廠要能夠?qū)崿F(xiàn)流程控制實時可見、生產(chǎn)因素完全可控，能夠滿足PCB廠商及客戶對環(huán)境、技術(shù)、質(zhì)量、產(chǎn)能、成本收益，以及數(shù)據(jù)追蹤的所有需求。

但是，傳統(tǒng)PCB產(chǎn)線向智能工廠發(fā)展時面臨很多困難。例如，傳統(tǒng)PCB產(chǎn)線設(shè)備通常不聯(lián)網(wǎng)，而且不同環(huán)節(jié)的供應(yīng)商不一樣，設(shè)備之間互聯(lián)互通難度較大，行業(yè)內(nèi)也缺乏統(tǒng)一的設(shè)備通信標(biāo)準(zhǔn)，生產(chǎn)流程可追溯性差。PCB行業(yè)的MES系統(tǒng)又原始粗糙，與半導(dǎo)體或面板制造業(yè)相比，PCB設(shè)備自動化程度低，人工操作多，再加上PCB制造毛利率比較低，所以在設(shè)備投資上捉襟見肘，要跨入工業(yè)4.0并不容易。

不過，艾德曼認(rèn)為，PCB實現(xiàn)智能制造的趨勢不可逆轉(zhuǎn)，從業(yè)者所需要考慮的只是如何去實現(xiàn)。以迅達(dá)科技的視角來看，在PCB產(chǎn)線上實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及互連互通是第一步，一旦機(jī)器的數(shù)據(jù)被及時收集并記錄，PCB廠商就可以通過數(shù)據(jù)分析來優(yōu)化生產(chǎn)流程，改進(jìn)生產(chǎn)計劃，讓全流程制造實現(xiàn)可視化監(jiān)控。

但他最后又強(qiáng)調(diào)，PCB制造工藝超過50步，非常復(fù)雜，因此把PCB產(chǎn)線升級到智能制造只能一步一步來，千萬要杜絕一蹴而就的思路?！跋仍诰植凯h(huán)節(jié)實現(xiàn)智能制造，然后在逐步擴(kuò)展，一步到位需要太多投入，也會冒更大風(fēng)險，一次改進(jìn)一個環(huán)節(jié)（one step at a time），這是適合PCB產(chǎn)業(yè)邁向智能制造的節(jié)奏?！?

迅達(dá)科技首席執(zhí)行官湯姆·艾德曼演講視頻

迅達(dá)科技小檔案

成立于1998年，總部位于美國加州科斯塔梅薩，迅達(dá)科技（TTM Technologies, Inc. ）是一家全球領(lǐng)先的印刷電路板制造商，致力于快板和量產(chǎn)高科技印刷電路板、 背板組裝和機(jī)電解決方案（E-M Solutions），同時也是一家全球高頻射頻、微波元件和組裝的設(shè)計者和制造商。TTM是 Time-To-Market（產(chǎn)品上市時間）的首字母縮寫， 代表快速投放市場，提供快速的一站式制造服務(wù)，使客戶能夠縮短開發(fā)新產(chǎn)品并推向市場所需的時間。

TTM全球有 27,000 名員工和 29 家工廠，主要提供高階高密度互連板（HDI）、軟板、軟硬結(jié)合和軟板組裝、高層數(shù)及大尺寸板、專業(yè)射頻與微波印刷電路板產(chǎn)品。集成電路封裝載板，以及定制背板組裝和機(jī)電解決方案。