PCB 簡介、類型與應用

關鍵字 :軟板(FPC)硬板IC載板PCB板材電路板

台灣是PCB產業大國,全球PCB市占高達32.8%居冠,同時也擁有相當完整的產業鏈,投資人對於PCB一詞肯定不陌生,然而市場上對於PCB的分類又有ABF、BT、HDI等稱呼。

一、PCB介紹

PCB全名為Printed circuit board,中文稱印刷電路板,之所以被稱為電子產品之母,主要是因為它是組裝電子零組件所使用的基底板材,即為電子零組件的骨架,可以將其視為電子設備的“神經系統”,將組件連接在一起,以便電流可以沿著指定路徑流動,從而執行訊號傳輸和電力分配等功能。其工作原理基於 歐姆定律 基爾霍夫定律,引導電流通過所連接的元件以完成電路並使設備能夠執行複雜的任務。例如,在智慧型手機中,PCB 連接處理器、記憶體和相機等元件,使它們協同實現通話、拍照和網頁瀏覽等功能。

二、PCB產業鏈

PCB 的結構和組件

典型的PCB由幾個部分組成:

  • 絕緣基板:這是 PCB 的基底,通常由以下材料製成: 玻璃纖維 or 環氧樹脂,提供機械強度和優異的絕緣性以支撐電子元件。
  • 導電軌道:銅通常用於傳輸電流和訊號的導電通路。
  • :焊盤是電子元件引線焊接與導電軌道連接的區域。
  • 通孔:這些是連接多層 PCB 不同層的孔,確保訊號可以在它們之間傳輸。
  • 阻焊膜:覆蓋 PCB 的保護層(通常為綠色),用於防止焊接過程中的短路並保護銅線免受氧化。

PCB產業鏈的上中下游如下:

上游:主要是材料,印刷電路板包括絕緣紙、玻纖蓆、玻纖紗、玻纖布等補強材料,無氧銅球、電解銅箔、壓延銅箔等導電材料,以及酚醛樹脂、溴化環氧樹脂、聚醯亞胺(PI)樹脂、聚四氟乙烯(PTFE)樹脂等黏合材料。

中游:根據應用場景的不同需求,製造出對應的印刷電路板,分類有軟板、硬板、IC載板,值得注意的是,銅箔基板(CCL)占整個印刷電路板的製造成本高達4-5成,再檢視銅箔基板的成本結構,可以發現銅箔佔其成本近40%,也因此銅價對銅箔基板的供應商影響就相當顯著

下游:各式電子產品

PCB板市場主要有是「軟板(FPC)」、「硬板」、「IC載板」3大類,根據特性與材質,又可各自往下分3項

三、硬板(RPCB)

可以依層數來做分類,一般而言分為單層板、雙層板、多層板。

而這個分類主要是因為當電子產品功能越複雜、迴路距離越長、接腳多,相應的PCB所需的層數也會越多。

其中市場經常提到的為多層板中的HDI,這主要應用在消費性電子如手機、平板、筆電等。

其中,HDI又可依技術再度分為1-3階、Anylayer HDI、高階SLP等,從線寬與線距可以看到,當線距越小面積體積也相應減少,也表示工藝難度會提高。高工藝、體積小的SLP,就會應用在高階智慧型手機,1、2階HDI則是多應用在中低階的手機。

簡易分類如下:

HDI板優點

輕薄短小、線路密度較高、電氣特性與訊號較佳、傳輸路徑短、射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放得以改善等優點。

Anylayer HDI

HDI的進化版,主要是省略中間銅箔基板,能讓產品減少近4成體積,但製造難度較一般HDI高。

類載板(SLP)

本是HDI板,但其規格接近IC封裝用載板的等級,因此也稱類載板。其PCB上線寬/線距密度介於HDI板與IC載板之間。

四、軟板(FPC)

相較於硬板,軟板具有可彎曲凹折、較薄的優勢,因此在空間受限時,經常使用軟板來連結,比如手機中的天線,軟板依使用材料可分為PI、MPI、LCP三種。

其中PI隨著時代演進,已經幾乎被淘汰,MPI性價比較高,因此中低頻產品多使用MPI,而高頻產品則是使用LCP。

PI:介電常數和損耗因子較大、吸溼性較高、可靠性較差,高頻傳輸訊號耗損嚴重,已經無法適應未來科技趨勢。

MPI:PI的改良版,就性價比而言, MPI 較高,加上近幾年 MPI 性能大幅改善,也更進一步威脅 LCP。

LCP :一種熱塑性有機材料,材料具低吸濕、耐化性佳、高阻氣性及低介電常數 / 介電耗損因子等特性,再加上有良好的可彎曲性,滿足電子產品小型化的趨勢,符合 5G 高頻訊號傳輸的應用場景。

五、IC載板

IC載板主要就是作為IC晶片的載體,並在基本內部線路連接晶片和印PCB間的訊號,載板用途為固定、保護線路與導散餘熱,是封裝製程的關鍵零件,但也會因為使用材質的不同,而有不同的應用場景,當前以ABF、BT為大宗



BT主要用在記憶體、手機等,ABF則是應用在客製化IC(ASIC)、顯示卡(GPU)、中央處理器(CPU)、FPGA等。

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參考來源

豐學雲堂-https://www.sinotrade.com.tw/richclub/industry/PCB是什麼-印刷電路板是電子產品之母-硬板-軟板-IC載板介紹一次看--64db2edfb69055858cecb512: