02.中国印制电路行业技术现状与存在的问题.doc

PAGE PAGE 7 中国印制电路行业技术现状与存在的问题 陈长生 中国电子学会印制电路专委会主任 一、中国印制电路产业的现状 中国印制电路制造业经过50多年的发展，从产业规模看，已成为世界印制板生产大国 。从2006年开始超过日本成为世界第一，2008年由于金融危机的影响中国印制板行业增幅由以前年均增幅25％急速下降为1%-2%，2009年有部分印制板企业由于订单不足开始缩减工作班次，有的关停并转。2009年中国印制板产值仍达171亿美元,居世界第一，已占全球PCB产量近33％，预计2010年印制板企业生产有所回升，整体增幅将达到10%，其中多层印制板产量预计至少上升15%，达到9900万平方米，HDI（高密度互连印制板）和挠性印制板也会大幅增加。由于价格的过度竞争，企业效益增幅不大。 目前印制板的制造厂商主要集中在珠江三角洲、长江三角洲和环渤海的大连天津等地，随内地部分地区印制电路产业园的建立，沿海部分印制板企业内迁，内地印制板产值占比将会增大。目前我国印制板制造企业已经超过1200家,其中包括：国营企业、民营个体企业、股份制企业和外资企业。除少数规模较大的印制板企业外，大多数国营企业、民营个体企业、股份制企业规模较小，但他们总体数量占中国PCB企业90％，而其产值只占30％多，其PCB产品水平大部分处于中低档，只有少数生产高端产品，已有部分有实力的企业在香港或国内上市（10多家）。而其他60％多的产值是由数量不足10％的境外企业在中国境内生产创造的。从厂地、厂房和设备看国内企业大体已与国际先进水平接轨，有不少还优于国外企业。但生产管理水平、技术档次、经济效益和环保意识等与国外企业相比仍存在不小差距。企业研发投入少，科研人员缺乏，横向未能有效形成产学研为一体的产业发展格局。 中国PCB企业大多注重扩大自身的生产规模，企业原创性技术创新能力弱，技术的积累不足以支撑技术创新的要求，导致高水平产品产能不足，低水平产品产能严重过剩，部分企业生产不饱满，低技术层面的产品过度竞争，竞相压价，从而影响印制板行业有序良性发展。目前国内印制板企业面临来自多方的压力。原材料价格上涨，设备投入增大，加上国家相关环保、税法、劳动合同法等陆续出台，PCB企业抵御市场风险的能力下降。 其次国内印制板行业还面临PCB产业链不完善，相当一部分高端设备仪器、精细电子化学品、专用物料仍是国外一些知名品牌的天下，给国内PCB企业的发展带来较大的成本压力。 二、印制电路制造技术中存在主要问题 目前中国印制板制造技术中存在的主要问题表现在以下几方面：1、常规印制板制造可靠性控制技术；2、新型印制板制造工艺技术；3、清洁生产技术；4、与印制板制造配套相关标准、材料及设备。 1、常规印制板制造可靠性控制技术问题 印制板的主要功能是要实现自身电气互连与信号传输，还要保证与后续元器件良好焊接性，焊接后的印制板组装件能经受严酷的各种环境试验，特别是高温焊接和高低温的温度冲击试验等。常规印制板可靠性失效的案例屡见不鲜，保证印制板长期使用的可靠性至关重要作用，影响印制板可靠性因素表现在以下方面：1）印制板镀铜层的厚度不均匀性问题 其中包括 板面电镀均匀性和金属化孔镀层厚度均匀性。 随印制板线宽线间距越来越小（0.075mm），由于受设备和工艺条件的限制印制板板面镀铜厚度均匀问题成为制造难点之一，目前国内大多印制板厂多采用垂直电镀的方式，大板面印制板的镀铜层厚度不均匀达到0.010㎜以上。它会造成细线条蚀刻困难，在图形电镀过程中为了保证印制板上最薄处的镀铜厚度达到25um,板面上最厚处可能镀到40um以上，导致镀铜层厚度超过膜厚产生压膜现象，严重时出现镀层突沿，造成线宽增加间距减小，从而影响电气性能。 同时镀铜层厚度不均匀会造成印制板导线厚度不均匀，在高速电路中，印制板中导线本身又是信号传输线对其特性阻抗有匹配性要求，导线上电镀铜层的厚度对导线本身的特性阻抗值有明显影响（见图1），所以电镀铜厚度均匀性对高速电路用印制板尤其重要。 图1 导线铜层厚度与特性阻抗对应关系图 如何提高印制板金属化孔镀铜层厚度均匀性是长期困扰印制板工程师的难题，印制板金属化孔失效是印制板常见质量缺陷之一。目前航天系统对高可靠印制板要求对板上的Φ0.5mm以下导通孔全部进行微孔电阻检测。印制板上金属化导通孔可以是通孔，也可以设计是盲孔或埋孔，而且孔径大小不一，位置各异。随设计密度的提高孔径越来越小，板厚与孔径比越来越大，给孔金属化难度加大。通常印制板板厚孔径比超过6:1时会出现孔口处镀铜层厚而孔中心处镀铜层薄现象。 解决上述问题需要根据不同情况综合处理如电镀槽、阴阳极距离大小、电镀电源、印制板夹持方式等硬件条件和电镀药水成分配比、添加剂种类、溶液搅拌方式等方面进行改善。例如水平电镀时，工件在镀液