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屏蔽吸波导热高频高速 覆铜板新材料技术新发展

Time:2021-12-21Number:863

1  高频高速覆铜板市场的新格局

以低信号传送损失为最重要特性的高频高速覆铜板,是射频/微波电路用 CCL( 一般简称 “高频 CCL”)和高速数字电路用 CCL(一般简称“高速 CCL”)的统称。
2020 年,全球刚性高频高速覆铜板的市场规模,以销售额为计是 28.86 亿美元(据 Prismark 统计,下同),年增长率为 17.0%,占当年全球刚性覆铜板总额的 22.4%;以销售面 积为计是 89.9 百万平方米,年增长率为 20.0%[1]。
2020 年,全球刚性高频高速覆铜板的市场格局(主要[敏感词]/地区高频高速覆铜板生产企业 市场占有率)(见图 1),发生了较大的演变。2020 年它的市场新格局新特点为:台资企业市 占率大增,近于实现占全球此类 CCL 市场的半壁江山。

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Prismark 在 2021 年 6 月发布的全球覆铜板经营情况的调查报告[1]中,首次统计、公布 了 2020 年三大类刚性特殊覆铜板的全球整体及主要厂家销售数据(见表 1)。所提及刚性特 殊覆铜板,包括 IC 封装载板用 CCL,射频/微波电路用 CCL,以及高速数字电路用 CCL 的三 大类品种。其中,高速 CCL 还划分为有卤型(标准型)与无卤型两大品种。

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从表 1 中,我们可得到:2020 年三大类刚性特殊覆铜板销售额达到 39.3 亿美元。占全 球 2020 年刚性覆铜板销售额的 30.5%,这个占比,比 2019 年提升了约 3 个百分点。在三大 类刚性特殊覆铜板销售总额,封装载板用 CCL 的销售额占 26.6%(销售额同比增长 11.4%), 高频 CCL 占 13.3%(同比增长 3.3%),高速 CCL 占 60.1%(同比增长 20.6%)。
Prismark 的这份报告,还对全球主要 CCL 在三大类刚性特殊覆铜板方面的市场占有率, 作了统计(见图 2、表 2),很值得我们参考。

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据 Prismark 的统计,2020 年有一定规模生产刚性三大类特殊覆铜板的企业,在全球共 有 18 家,它们所创的三大类特殊覆铜板销售额,约占全球此类覆铜板销售额的 95%。在 2020 年三大类特殊覆铜板销售额中,台资企业此三大类基板材料的销售额占 37%,日资企业占 27%,美资企业占 10%。
其中,我国内资企业有四家企业,登上“全球特殊覆铜板的 18 家生产厂家榜”,四家内 资企业的 2020 年三大类特殊覆铜板销售额共计为 254 百万美元,占全球这三大类特殊覆铜 板总销售额的 6.5%。

在“全球特殊覆铜板的 18 家生产厂家榜”的刚性覆铜板品种综合性企业(有 15 家)中, 2020 年三大类特殊 CCL 销售额占本企业刚性 CCL 总销售额比例很高(达到 50%以上)的厂 家,主要有:台燿科技(本企业内三大类特殊 CCL 销售额占总销售额的 95%);三菱瓦斯化 学(占 81%);昭和电工(原为日立化成)(占 76%);斗山电子(占 61%);松下(占 52%);联茂电子(占 52%);Isola(占 52%)
从以上统计数据中,我们可明显看出三点:日美资企业在三大类特殊覆铜板制造领域, 特别是此领域中的高端品种市场,仍保持着强大的竞争优势;台资有两、三家企业在近几年 的产品结构调整上,取得长足的进展,为此也已具备了很大的三大类特殊 CCL 市占率,以及很强的市场竞争实力;我国内资三家综合性覆铜板企业,在三大类特殊 CCL 市场竞争力方面 的差距,更为凸显。

2  高频性覆铜板的市场竞争加剧,太赫兹频段用基板材料的研发课题提出

在高频高速覆铜板市场中,2020 年中表现各生产企业间产品竞争最突出的热点方面, 是高频性覆铜板市场领域。此章重点讨论高频性覆铜板市场、产品、技术发展的新特点。
2.1 高频性覆铜板的新品纷纷推出,关键性能有明显提高
当前,5G 基站及网路通信终端(如 76~79GHz 汽车防碰撞雷达等)向着毫米波频段(30~ 300GHz)快速的发展。这些设备所用的高频 PCB,越来越依靠它的基板材料端,去克服降低 其信号传输损失的难题,开发并提供更多客制化档次的、还能达到其它重要性能(如多层板 加工性、可靠性、导热性等)要求的高频性基板材料。
近一年多来,全球热固性高频高速基板材料主要生产厂家在新品开发及市场开拓上,更 多的精力都集中在毫米波电路用基板材料方面的角斗中。例如,2020 年以来 Df≤0.002 等级 的 RF/无线通信用热固性类覆铜板的市场,不再只是几家日美厂家(Rogers、松下、Isola 等) 所占据,而中国大陆(生益科技、南亚新材等)、中国台湾(台燿、台光、联茂、腾辉电子 等)厂家产品,也开始分割到市场一定的份额[2][3]。

在高频高速覆铜板发展的各阶段,它的主流采用的某一类树脂,总是决定了高频高速基 板材料技术与市场发展趋势的最重要因素。当前高频性覆铜板市场的激烈竞争的背后,是这 类覆铜板的主树脂开发技术的进步,甚至是跨越作为支撑。
近两、三年来,Df<0.002(@10GHz)等级的热固性高频性覆铜板,又有多家开发出来, 有的已开始量产。表 3 中列举的厂家及牌号。

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以下,我们再对表 3 所示的 Df<0.002 新品的性能,作一些介绍与分析。
(1)台湾工研院专家近期曾发表论文[4],对台湾厂近期新出台的高频高速覆铜板作了 较高的评价:碳氢树脂类覆铜板台湾岛内“有几间主要的 CCL 厂商,例如:联茂、台光电以 及台燿科技,也都非常积极投入相关材料技术开发。其中以台燿科技的进度最为超前,目前特性[敏感词]的商品为代号TU-943,它在RC=64%、频率为10GHz下测得的Dk=3.22/Df=0.0015, 特性已经接近 PTFE 的基板。”
(2)可从表 3 所列产品牌号及 Df 性能值中看出:台湾的台光、台燿、腾辉及美资 Isola 新推出的高频性基板材料产品,在 Df 的指标值上,已低于松下相对应的产品品种[R-5785(GN)、 R5515/R5410]的 Df 值, 并更加接近所对应同一应用市场的 PTFE 类覆铜板的 Df 指标值。
(3)在表 3 所列的新品,它们锁定的市场目标是基本共同的。即毫米波频段应用的、 多层型电路基板。因此,它的 CTE 大小(主要是 Z 方向 CTE),也是非常重要的性能,CTE 与加工性好坏有着密切相关。CTE 也成为各厂家间性能水平的竞争重要焦点之一。表 3 中所列一些厂家,在近年出台的这类新品的 CTE 性上水平得到了较明显的提高。
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