【行业】高频高速覆铜板行业发展现状分析

PCB资讯 2021-09-17 21:00
一、高频高速覆铜板概述

高频高速覆铜板分为射频/微波用覆铜板(高频CCL)和高速数字用覆铜板(高速CCL)。为满足5G技术的发展需求,高频高速覆铜板具有低信号损失、轻量化、多功能化的特点,从而对其基材提出了低介电常数(Dk)、低介电损耗(Df)、低热膨胀系数(CTE)和高导热系数等严格要求。

根据介电损耗等级,覆铜板可分为六个等级,不同等级所用的树脂有所不同。普通环氧树脂传输损耗较大,是传统覆铜板的主要基材;改性特种环氧树脂的Dk和Df值无法达到PTFE、PCH、LCP等特种树脂的水平,只能作为中等损耗等级的高频高速覆铜板基材(Df=0.008-0.01),而极低/超低损耗高频高速覆铜板所用的特种树脂性能要求最高,通常使用PTFE、BMI、PPE等特种树脂。

资料来源:公开资料整理

高频高速覆铜板行业产业链上游为原材料,包括金属铜箔、木浆、玻纤纱、合成树脂和油墨刻蚀液;下游为各类电子产品,包括消费电子、汽车电子、计算机、通讯设备和工业、航空国防。

高频高速覆铜板行业产业链
资料来源:公开资料整理

二、高频高速覆铜板行业现状

2020年全球高频高速覆铜板市场为28.86亿美元,同比增长17.03%,其中,射频/微波覆铜板2020年销售额为5.23亿美元,预计2024年产值达到8.53亿美元;高速覆铜板中,含氟高速覆铜板2020年销售额为11.96亿美元,无氟高速覆铜板2020年销售额为11.67亿美元,同比增长32.86%,增速最快,预计2024年高速覆铜板总产值28.3亿元。

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2020年全球高频高速覆铜板市场格局发生较大演变,台资企业市占率大增,约占47.1%,日本和美国企业市场份额分别为20.3%和12.5%,内资企业仅占7.3%。特种树脂的国产化将有利于我国高频高速覆铜板企业市场份额的提升。我国仅有少数企业的特种树脂产品能实现量产,进口替代空间广阔。

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相关报告:华经产业研究院发布的《2021-2026年中国覆铜板行业发展监测及投资战略规划研究报告》

三、高频高速覆铜板用特种树脂

按照性能分类,高频高速覆铜板用特种树脂可分为热塑性树脂和热固型树脂,前者受热后能发生流动变形,如聚四氟乙烯(PTFE)类树脂,碳氢树脂(PCH)类、聚苯醚(PPE)、液晶聚合物(LCP)类等,另一类是热固型树脂,加热时不能软化和反复塑制,如双马来酰亚胺(BMI)类等。

在高频高速基板材料的发展初级阶段,PTFE树脂因其容易实现低介电损失性成为最早被使用的最成熟的特种树脂,但其工业化成本较高,且含有极性基团,难以达到更低的介电损失性,发展空间有限。

BMI树脂在未来各类特种树脂中具有较大的潜力,其极性极低,有与环氧树脂相近的流动性和可模塑性,克服了环氧树脂耐热性相对较低的缺点,但其脆性教大,提高韧性成为促进BMI树脂广泛应用的技术关键。

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我国在PTFE型覆铜板用的PTFE原液生产厂家有晨光(四川)、东岳、巨化、晨光科慕氟材料(上海)公司(晨光和杜邦的合资公司)、三爱富等。另外,江西中氟也在建设中。国内的覆铜板用PTFE液产量估计占全球总量的60%以上。

改性聚苯醚树脂(PPO/PPE)作主树脂制造的基板材料,在5G通讯,设备对应的Very low loss应用领域,目前有着不可替代的作用。它大部分的终端产品是基站设施的服务器等。5G通讯的深入开展,对PPO/PPE需求也有着迅速的扩大。我国广东同宇已批量产,山东圣泉、东材科技已进入客户试用、评价阶段。

碳氢树脂在高频高速覆铜板发展中,无论是在品种、技术上,还是应用的广度、规模量上,都在基板材料业中得到快速的发展。碳氢树脂、马来酰亚胺(长链)等还在半加法所制的高端HDI板、封装载板、模块基板中采用的树脂膜制造中得到应用。我国在碳氢树脂方面的创新研制、量产及应用上,仍是短板需要迎头赶上。

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四、高频高速覆铜板未来发展展望

(1)使用于高频高速基板的覆铜板材料,根据高频化应用条件与PCB的加工、装联的需求,它主要具备以下几方面的性能:①低介电损失;②高耐热性;③优良的粘接性(主要指基材树脂与铜箔的粘接性);④低线性膨胀系数;⑤低吸水性;⑥好的成型加工性;⑦阻燃性;⑧可靠性。在以上的各主要特性要求中,降低高频信号的介电损失,是最为重要的项目。

(2)在高频高速基板材料的树脂体系的设计、选择的最初阶段,是选择了易于实现低介电损失性的PTFE热塑性树脂。像过去PCB基材常用环氧树脂、聚酰亚胺(PI)树脂,由于它们都有形成网状成型所必需的极性基团,更低的介电损失性是难以达到的。但是,随着高频高速基板材料的应用普及,它PTFE树脂型基板材料的实现工业化生产的高成本性,限制了它的应用领域的扩大。而极性低的化学结构与高耐热性同时兼备的含乙烯基固化型树脂,则越来越扮演了新一代高频高速基板材料所用树脂的重要(但不是唯一的)角色。

(3)在高频高速基板材料的树脂体系设计中选择的树脂类别,除了优先考虑它的低介电损失性外,还需考虑到PCB制造工艺和加工性的性能需求,考虑在树脂合成中的树脂端基高度反应性、多项性能可控性、与其他树脂配合的溶剂溶解性的要求。而在此方面,含乙烯基固化型树脂,具备了可实现低聚合物化的聚合官能基,以及可形成网状结构的交联基的同一结构条件。

图文来源:中商情报网
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