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          高頻高速覆銅板行業發展現狀分析  
        發布時間:2021.09.22
         
        一、高頻高速覆銅板概述
        高頻高速覆銅板分為射頻/微波用覆銅板(高頻CCL)和高速數字用覆銅板(高速CCL)。為滿足5G技術的發展需求,高頻高速覆銅板具有低信號損失、輕量化、多功能化的特點,從而對其基材提出了低介電常數(Dk)、低介電損耗(Df)、低熱膨脹系數(CTE)和高導熱系數等嚴格要求。
        根據介電損耗等級,覆銅板可分為六個等級,不同等級所用的樹脂有所不同。普通環氧樹脂傳輸損耗較大,是傳統覆銅板的主要基材;改性特種環氧樹脂的Dk和Df值無法達到PTFE、PCH、LCP等特種樹脂的水平,只能作為中等損耗等級的高頻高速覆銅板基材(Df=0.008-0.01),而極低/超低損耗高頻高速覆銅板所用的特種樹脂性能要求最高,通常使用PTFE、BMI、PPE等特種樹脂。

        高頻高速覆銅板行業產業鏈上游為原材料,包括金屬銅箔、木漿、玻纖紗、合成樹脂和油墨刻蝕液;下游為各類電子產品,包括消費電子、汽車電子、計算機、通訊設備和工業、航空國防。

        高頻高速覆銅板行業產業鏈


        二、高頻高速覆銅板行業現狀
        2020年全球高頻高速覆銅板市場為28.86億美元,同比增長17.03%,其中,射頻/微波覆銅板2020年銷售額為5.23億美元,預計2024年產值達到8.53億美元;高速覆銅板中,含氟高速覆銅板2020年銷售額為11.96億美元,無氟高速覆銅板2020年銷售額為11.67億美元,同比增長32.86%,增速最快,預計2024年高速覆銅板總產值28.3億元。


        2020年全球高頻高速覆銅板市場格局發生較大演變,臺資企業市占率大增,約占47.1%,日本和美國企業市場份額分別為20.3%和12.5%,內資企業僅占7.3%。特種樹脂的國產化將有利于我國高頻高速覆銅板企業市場份額的提升。我國僅有少數企業的特種樹脂產品能實現量產,進口替代空間廣闊。


        資料來源:公開資料整理相關報告:華經產業研究院發布的《2021-2026年中國覆銅板行業發展監測及投資戰略規劃研究報告》

        三、高頻高速覆銅板用特種樹脂
        按照性能分類,高頻高速覆銅板用特種樹脂可分為熱塑性樹脂和熱固型樹脂,前者受熱后能發生流動變形,如聚四氟乙烯(PTFE)類樹脂,碳氫樹脂(PCH)類、聚苯醚(PPE)、液晶聚合物(LCP)類等,另一類是熱固型樹脂,加熱時不能軟化和反復塑制,如雙馬來酰亞胺(BMI)類等。
        在高頻高速基板材料的發展初級階段,PTFE樹脂因其容易實現低介電損失性成為最早被使用的最成熟的特種樹脂,但其工業化成本較高,且含有極性基團,難以達到更低的介電損失性,發展空間有限。
        BMI樹脂在未來各類特種樹脂中具有較大的潛力,其極性極低,有與環氧樹脂相近的流動性和可模塑性,克服了環氧樹脂耐熱性相對較低的缺點,但其脆性教大,提高韌性成為促進BMI樹脂廣泛應用的技術關鍵。


        資料來源:公開資料整理

        我國在PTFE型覆銅板用的PTFE原液生產廠家有晨光(四川)、東岳、巨化、晨光科慕氟材料(上海)公司(晨光和杜邦的合資公司)、三愛富等。另外,江西中氟也在建設中。國內的覆銅板用PTFE液產量估計占全球總量的60%以上。
        改性聚苯醚樹脂(PPO/PPE)作主樹脂制造的基板材料,在5G通訊,設備對應的Very low loss應用領域,目前有著不可替代的作用。它大部分的終端產品是基站設施的服務器等。5G通訊的深入開展,對PPO/PPE需求也有著迅速的擴大。我國廣東同宇已批量產,山東圣泉、東材科技已進入客戶試用、評價階段。
        碳氫樹脂在高頻高速覆銅板發展中,無論是在品種、技術上,還是應用的廣度、規模量上,都在基板材料業中得到快速的發展。碳氫樹脂、馬來酰亞胺(長鏈)等還在半加法所制的高端HDI板、封裝載板、模塊基板中采用的樹脂膜制造中得到應用。我國在碳氫樹脂方面的創新研制、量產及應用上,仍是短板需要迎頭趕上。


        資料來源:公開資料整理

        四、高頻高速覆銅板未來發展展望
        (1)使用于高頻高速基板的覆銅板材料,根據高頻化應用條件與PCB的加工、裝聯的需求,它主要具備以下幾方面的性能:①低介電損失;②高耐熱性;③優良的粘接性(主要指基材樹脂與銅箔的粘接性);④低線性膨脹系數;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,降低高頻信號的介電損失,是最為重要的項目。
        (2)在高頻高速基板材料的樹脂體系的設計、選擇的最初階段,是選擇了易于實現低介電損失性的PTFE熱塑性樹脂。像過去PCB基材常用環氧樹脂、聚酰亞胺(PI)樹脂,由于它們都有形成網狀成型所必需的極性基團,更低的介電損失性是難以達到的。但是,隨著高頻高速基板材料的應用普及,它PTFE樹脂型基板材料的實現工業化生產的高成本性,限制了它的應用領域的擴大。而極性低的化學結構與高耐熱性同時兼備的含乙烯基固化型樹脂,則越來越扮演了新一代高頻高速基板材料所用樹脂的重要(但不是唯一的)角色。
        (3)在高頻高速基板材料的樹脂體系設計中選擇的樹脂類別,除了優先考慮它的低介電損失性外,還需考慮到PCB制造工藝和加工性的性能需求,考慮在樹脂合成中的樹脂端基高度反應性、多項性能可控性、與其他樹脂配合的溶劑溶解性的要求。而在此方面,含乙烯基固化型樹脂,具備了可實現低聚合物化的聚合官能基,以及可形成網狀結構的交聯基的同一結構條件。
        圖文來源:中商情報網
         
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