由行動通訊看軟性電路板技術發展(上)

刊登日期:2012/9/11
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受惠於智慧手機及平板電腦兩大新興電子產品的需求大幅成長,其中的關鍵組件- 軟板的市場聲勢如日中天。儘管蘋果供應鏈受惠匪淺,非蘋果陣營也是急起直追,成就我國以代工為主的相關產業供應鏈,在景氣處於蟄伏未明的現象下,只要與這兩項產品相關的產業,都可以維持既有的營收及獲利。其中軟板產業因為我國布局較早,近年來整體產業鏈趨於成熟,再加上原有深耕兩岸的分工體系完整,以及日本軟板競爭力的下滑,逐漸形成我國為全球軟板製造重要樞紐的態勢。

值得觀察的是中國大陸的手機市場,如中興及華為系統的中低階智慧手機,已逐漸超越台灣本土品牌HTC(宏達電),證實了中國大陸內需市場的商機無限,也成為未來智慧型手機的主要成長之地,這對於台商的軟板產業而言,無疑是好消息。因為台商早已落實的兩岸布局與分工,對於搶食這一塊新興手機市場有天時及地利之便。

薄型與多彩化的軟板
由於資通訊電子產品行動化後,不僅功能較多且強大,對於外型與重量的要求卻依然是輕量薄型,為了滿足功能與外型的需求,各廠紛紛以模組化來達到目的。表一及表二分別是各家所推出智慧型手機與平板電腦的厚度比較,可以發現因為高度多模組化後,在厚度上更薄型,智慧手機已經Push 到7 mm 以下,平板電腦也下降到8 mm 以下的規格。而這些模組組成及扮演模組元件連接導通的軟板,其薄型化勢必成為必要。軟板薄型化可以從基板與覆蓋膜兩方面著手。在基板部分,過去幾年的無膠基材已逐漸取代有膠基材,此趨勢將持續進行。PI 基材主流已經轉為12.5 µm ,PI 膜領導廠-杜邦公司2012 年產出7.5µm的超薄PI 膜(Kapton 30 EN),朝10 µm以下發展的PI 基材態勢已經越來越明確。


圖四、杜邦展出的5 µm超薄型PI 膜

無膠雙面基材也已經朝厚度20 µm 以下的需求邁進,接近10 µm的TPI 雙面無膠銅箔基材已經可以看到試產品。鐘淵(Kaneka)是TPI (PIXEO BP)基材的主要供應商, 12.5 µm的TPI 已經量產, 9 µm的TPI正在開發中;另外,如新日鐵化學(Nippon Steel Chemical)也推出9 µm 超薄的Casting Type 無膠雙面銅箔基材,搭配9 µm的銅箔(Espanex M series),這都是軟板薄型化的另一個事實。銅箔厚度主流來到1/3 oz (12 µm),已經有產品開始朝1/4 oz (8 µm)發展,除了各家已經在生產的超薄載體銅箔外,JX 日礦提出6 µm 的超薄壓延銅,具有超薄及Low Profile 表面,這種銅箔的出現已經不單是薄型化考量,高密度的產品應用端需求也是重要的驅動力。

高頻與高速化的軟板
一般高頻訊號傳輸是指射頻類(Radio Frequency; RF)訊號,這類訊號強調訊號傳輸的完整性,也就是要求傳輸線與元件間的阻抗要能匹配,否則訊號在傳送時會產生反射(Reflection)、散射(Dissipation)、衰減(Attenuation)及延遲(Delay)等現象,造成所傳送的訊號不完整,產生訊號的辨識性差及傳送延誤。影響高頻訊號傳輸阻抗匹配的因素有絕緣(介質)材料的厚度、介質常數(Dielectric Constant)、介質損失(Dielectric Loss)、導體厚度及寬度等,其中以絕緣材料的厚度影響最大。導體寬度是由軟板製造廠的線路製造精度能力來決定,而材料因素(絕緣材及導體)是可以依選材來決定。當然,線路設計與布局也可以協助阻抗的匹配,可是這會讓線路設計變得複雜及受限,並增加製程的難度,間接造成良率的下降。在高頻下元件的阻抗會提高,這時傳輸線的阻抗也須隨之提高以匹配彼此的阻抗,達成訊號傳輸的完整。

在資訊傳輸領域的應用,電路基板絕緣材的介質常數(Dielectric Constant)是決定訊號傳輸速度的主因;但如果是在通訊傳輸的應用,則必須同時考慮電路基板絕緣材的介質常數及介質損失。具有低介質常數及介質損失的基板絕緣材料,會呈現較快的訊號傳輸速度及傳輸損失,因此低介質常數或介質損失基板材料,就是高速訊號傳輸所須具備的特性。2012 年JPCA Show 在這一方面的著墨不少,主要是以低介質常數的LCP(液晶高分子)新基板材為展出重點。LCP 生產大廠- Kuraray 終於拜高頻高速的資通訊傳輸需求蓬勃所賜,使LCP 成為軟板新基材的聲勢再起,因為過去10 年來, LCP 一直被認為有機會取代PI ,成為軟板的新基材,原因在於LCP 具有低吸濕、低介質常數及低介質損失等高頻高速訊號所必備的特性……以上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文


圖八、Kuraray公司展出的LCP 膜(Vecstar CT-Z)

作者:金進興 / 亞洲電材股份有限公司
★ 本文節錄自「工業材料雜誌309期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=10563


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