通讯产品 PCB 面临的挑战，一文告诉你
印制电路板是电子产品的关键电子互联件，被誉为“电子产品之母”。随着电子产品相关技术应用更快发展、迭代、融合，pcb作为承载电子元器件并连接电路的桥梁，为满足电子信息领域的新技术、新应用的需求，行业将迎来巨大的挑战和发展机遇。
根据prismark报告预测，2021年全球pcb产值为804.49亿美元，较上年增长23.4%，各区域pcb产业均呈现持续增长态势。2021年-2026年全球pcb产值的预计年复合增长率达4.8%，2026年全球pcb行业产值将达到1,015.59亿美元。
数据来源：prismark、中商产业研究院整理
从下游应用市场来看，pcb主要引用在通信、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制、医疗等领域。根据prismark的统计，通信、计算机、消费电子和汽车电子是pcb产品的重要应用领域，其中通信和计算机占比较大，约为65%。
数据来源：prismark、中商产业研究院整理
受益于5g商用，作为无线通信基础设施的基站将大规模建设，应用于5g网络的交换机、路由器、光传送网等通信设备对pcb的需求相应增加，通信类pcb的产值、附加值将得到双项提升。2021年通讯领域产业产值为6,310亿美元，预计2026年将达到8,280亿美元，2021年至2026年年均复合增长率为5.58%
通讯产品pcb面临的挑战
随着5g技术的发展，5g通讯产品对pcb的可靠性、可靠性、电性能、热性能和产品品质要求严格，而且要求产品使用寿命达到十年以上，这就对pcb板厂工艺和技术提出了更高要求。近期，笔者从通讯领域行业专家的了解并学习到通讯产品对pcb的技术要求，现在分享给大家。
一、对pcb板厂孔技术的要求
盲埋孔：5g产品功能提升功能提升，对pcb高密度要求提高，多阶hdi产品甚至任意顺序互连的产品越来越被需求，目前大多pcb板厂，1-3阶hdi趋向成熟，但更加高阶埋盲孔能力需要提升
stub：112g产品短桩效应变得不可忽视，背钻孔stub提出更严格要求，ostub将会是趋势
嵌铜：5g通讯高频高功率器件散热要求pcb内埋置铜块，提升pcb散热能力
二、对pcb板厂线、面技术的要求
精度及一致性：5g 产品对数据信号传输速率从 25gbps 提升至 56gbps，对产品的阻抗、损耗等提出了更严格的要求，产品阻抗要求由10%提升到5%，线宽公差需由20%提升到10%，线平整度对信号的影响。
从阻抗控制的影响因素来看，阻抗公差的大小，受介厚公差、铜厚公差、现况控制精度的影响。如下图，内层阻抗公差从10%降低到5%，介厚公差要控制在±7%，铜厚公差要控制在±3，线宽公差控制在±8%，外层阻抗亦是如此。这与板材、pcb工程设计、制程工艺、过程控制等都息息相关。
内层：5g通讯高速或高频情况下，主要受趋肤效应影响，信号在导体中传输感受到的阻抗将远大于导体在直流情况下的电阻，对传统内层粗糙度低粗糙度ra<0.5um
层间: 5g高速，介质层厚度均性也将影响信号传输特性，对介厚均匀性的要求15%，针对“大铜面bga下、阻抗线”等关键位置建立的介厚控制的管控体系，材料混压要求。
三、对板材技术的要求
损耗因子df：随着5g通讯速率、频率提升，板材损耗因子d便求越来越小
插损&一致性：随着5g通讯速率、频率提升，插损&一致性要求越来越高
耐温：5g高频板降耗：薄的基板材料、高导热率、铜箔表面光滑、低损耗因子等材料，pcb工作温度提高、需pcb板材有更高的rti，更高的导热率tc。通过仿真发现，高导热率（tc）比降低材料的df值来降低温升的方法更有效，板材rti的趋势：从105℃升级到150℃。
cte：pcb尺寸≥1100mm,芯片尺寸≥100mm，对封装材料和pcb的适配性需求提高，要求pcb板材cte（x,y）≤12ppm
高cti：电源板对cti有比价高的要求。
四、对辅料技术的要求阻焊油墨：影响信号传输质量的主要因素除了pcb的设计及材料的选型(板材、铜箔、玻纤搭配等)外，阻焊油黑的选用对外层高速线路也有较大的影响，常规阻焊油墨成为瓶颈，超低损耗油墨研究及应用需求急迫。棕化药水：由于电流的趋肤效应，在高频高速领域，铜箔表面粗糙度极其影响电路损耗，低粗糙度棕化药水在高速板加工中应用越来越广泛。
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数据来源：prismark、中商产业研究院整理
从下游应用市场来看，pcb主要引用在通信、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制、医疗等领域。根据prismark的统计，通信、计算机、消费电子和汽车电子是pcb产品的重要应用领域，其中通信和计算机占比较大，约为65%。
数据来源：prismark、中商产业研究院整理
受益于5g商用，作为无线通信基础设施的基站将大规模建设，应用于5g网络的交换机、路由器、光传送网等通信设备对pcb的需求相应增加，通信类pcb的产值、附加值将得到双项提升。2021年通讯领域产业产值为6,310亿美元，预计2026年将达到8,280亿美元，2021年至2026年年均复合增长率为5.58%
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二、对pcb板厂线、面技术的要求
精度及一致性：5g 产品对数据信号传输速率从 25gbps 提升至 56gbps，对产品的阻抗、损耗等提出了更严格的要求，产品阻抗要求由10%提升到5%，线宽公差需由20%提升到10%，线平整度对信号的影响。
从阻抗控制的影响因素来看，阻抗公差的大小，受介厚公差、铜厚公差、现况控制精度的影响。如下图，内层阻抗公差从10%降低到5%，介厚公差要控制在±7%，铜厚公差要控制在±3，线宽公差控制在±8%，外层阻抗亦是如此。这与板材、pcb工程设计、制程工艺、过程控制等都息息相关。
内层：5g通讯高速或高频情况下，主要受趋肤效应影响，信号在导体中传输感受到的阻抗将远大于导体在直流情况下的电阻，对传统内层粗糙度低粗糙度ra<0.5um
层间: 5g高速，介质层厚度均性也将影响信号传输特性，对介厚均匀性的要求15%，针对“大铜面bga下、阻抗线”等关键位置建立的介厚控制的管控体系，材料混压要求。
三、对板材技术的要求
损耗因子df：随着5g通讯速率、频率提升，板材损耗因子d便求越来越小
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cte：pcb尺寸≥1100mm,芯片尺寸≥100mm，对封装材料和pcb的适配性需求提高，要求pcb板材cte（x,y）≤12ppm
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