【本刊独家】日本挠性印制电路板及其基材发展现况的综述

CPCA印制电路信息2019-06-22 21:20:25




摘要:文章对日本挠性印制电路板(FPCB)及其挠性基材(FCCL)的企业,在近年中的产品市场、经营业绩、产品及技术、企业发展规划等方面的现况,作以综述。


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前言


近几年来,随着手机、电脑附件(主要为HDD等)、数码相机市场需求的波动起伏,以及汽车、医疗器械、穿戴型电子等新兴市场对挠性印制电路板(FPC)需求的扩大,给在全球FPC市场的格局、FPC制造企业的兴衰,以及FPC产品、技术的创新开展,都带来巨大的变化。特别是这种巨变凸显在对全球FPC业发展具有重大影响力的日本、韩国。


回顾2016年的日本、韩国FPC业,来自手机市场的衰退,给他们的FPC经营,带来了深刻的负面影响。惨遭打击的日本、韩国FPC重点企业,也相应在企业经营战略、产品结构、新市场及新技术重点发展方向等方面,都进行了深刻的反省,产品及市场的发展战略进行纠偏、重新布局。因此,对全球FPC业“老大”、“老三”的这些经营变化了解、研究,对我们当前如何看待发展变化中的FPC市场与产业,如何从他们的经营转变中汲取的经验,更显得是件十分需要之事。


笔者在收集、研究了多方面大量信息资料的基础上,编写了综述近年日本与韩国FPC及其基材业发展现况的姊妹篇,与关注此方面的业界同仁共勉。篇中以“新”、“全”、“实”为写作的追求目标,对两个FPC制造大国的FPC整体行业及重点企业,近一、两年的FPC市场、经营业绩统计、新产品及新技术开展、生产基地的新建设、中长远经营战略等方面,作以介绍。


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日本FPC产业的发展现况总述


1.1  日本FPC企业产销总况 

据Prismark统计并公布,2016年全球的FPC销售额达到109.01亿美元[1]。笔者根据有关参考资料[2]-[7],分析推估了2016年全球主要FPC生产国家/地区销售额情况(表1)。2016年日本FPC产品销售额占全球46%的比例,远远高于FPC销售额排在第二、第三的中国台湾、韩国。 


1.2  日本FPC企业生产重点转至海外

自2013年起,日本企业在国内生产FPC的比例,在明显减少(表2)。到2016年,日本FPC销售额约有87 %是由海外企业所贡献(表3)。而在它的FPC海外工厂中,它在中国的工厂所创FPC产值(以2016年为计)约占整个海外工厂产值的4~5成左右。2016年日本国内厂家FPC产值达865.6亿日元(约合7.96亿美元),年增长率为-11.6%。而日本FPC业的海外工厂在2016年共计产值为6054.4亿日元(约合55.6亿美元),年增长率为5.4%。


1.3  日本FPC企业面临的市场新变化 

Prismark在2017年春报告中,在总结2016年全球PCB发展特点时提到:“挠性板产值在2016年出现较大的下滑,年增长率为-7.6%。这可能也与全球(主要是韩国)手机市场未有更大的增加相关。” 日本、韩国的几家大型FPC企业中,手机FPC占企业FPC的总产值比例普遍是超过半数。


它们多为苹果、三星电子手机所用FPC的主要供应商。由表4中的2017年最新统计资料[2]可看出,在新机型iPhone的七家FPC供应商中,有三家是日本企业,另有三家是韩国企业。从某种意义上讲,手机市场直接关系到这些日本、韩国FPC的经营业绩的好与坏。多家日本FPC企业2016年经营情况也证实了此结论的正确。

2016年在新型iPhone的主画面用显示屏改用OLED(有机发光二极管),这对为手机配套的FPC企业是是一个新的商机。


特别是由许多OLED屏的出自于三星液晶公司所提供。因此在这一手机OLED屏用FPC市场竞争上,日本企业即有与最强劲对手韩国企业的挑战。


车载FPC是日本企业占据此市场的强项领域。多家日本FPC重点厂在2016年由于手机市场的萎缩而遭遇巨大经营损失之后,开始转向更加专注、更大投入的这一具有很大发展空间市场上。日本FPC重点厂在2016年间的技术开发和市场开拓上,还为占领穿戴电子、医疗器械、埋入元器件多层FPC等新市场,作出了积极努力。


日本近年来积极发展印制电子技术,并取得在技术进展上处于全球行业领先。目前已掌握关键印刷模组技术及材料,并还获得成功的整合。日本Fujikura(藤仓)公司积极应用精密印刷生产整合工艺,已制造出高密度电子电路元件,并成功的应用在印制电路板的制造中。


大阳日酸公司在纳米级接合材料上取得新成果。小森电子公司、凸版印刷公司在利用电子印刷技术制造微细线路上也获得技术新突破。凸版印刷公司还在2017年将完成新导电性的墨水材料的产业化。


以日本FPC业为主力军开展的印制电子技术快速发展中,近期还组织成立了印制电子技术协作、交流性的联谊会性质的组织——“日本先进印制电子技术研究协会(Japan Advanced Printed Electronics Technology Research Association,JAPERA)”。JAPERA目前已有26家日本厂商及1家独立的研究法人参与。其中来自包括上游材料、零组件厂商、终端系统厂商及研究机构。其中材料厂商包括:旭化成、出光兴产、JNC、住友化学、综研化学、DIC、帝人、东洋纺、日本化药、日立化成、三菱化学科学技术研究中心。终端应用(挠性基板制作及产品应用)厂商包括:SONY(索尼)、大日本印刷、东芝、日本电气、松下、FUJIKURA(藤仓)、理光。


1.4  日本FPC重点企业在2016年的经营衰退 

台湾工研院产经中心(IEK of ITRI)近期发表论文指出:“全球软板产值2016年相较2015年大幅衰退约7.4%左右。衰退的原因除了受到2016年全球终端电子产品消费力道的减弱,所有电路板产品需求均下滑的整体因素之外,最大的原因仍是软板最大应用市场手机的出货量衰退所造成的。——若由全球软板主要供应厂家台湾、日本及韩国2016年的产值观察。其中以日本厂商的衰退幅度最大,根据日本电路板协会公布由日本经济产业省所统计的资料显示,2016年日本境内的软板产值较2015年衰退二位数以上。” 


日本FPC重点企业主要有NOK(日本旗胜Mektron)、住友电工、Fujikura(藤仓)、Nitto Denko(日東電工)。


其中前三企业进入了2016年全球销售额前30强的PCB企业排名榜,并且它们在2016年全球FPC业的排名(按销售额计)中分别获得第1、第4、第6位。


上述日本四大FPC企业在2016年的FPC销售收入,全部为负增长(见表5)。日本五家FPC企业在2016年平均销售收入年增长率为-16.0%,可见日本整个FPC业在2016年是所遭遇了的经营情况之悲惨。


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日本FPC重点企业的发展现况


2.1  住友电工

2.1.1  企业发展总述

住友电气工业株式会社(Sumitomo Electric Interconnect Products,住友電気工業株式会社,简称:住友电工)成立于1939年,住友电工公司目前下属九个事业部,其中FPC生产部门是属于电子事业部的旗下。


近年由于手机及汽车电子用FPC的需求扩大,使得住友电工自2012年起连续多年的销售收入提高。特别是在2015年,它的FPC销售收入实现1804亿日元(约合14.9亿美元),达到本企业FPC销售收入的历史最高峰。但到了2016年FPC销售收入只达到1172亿日元( 约合10.8亿美元,据《電子デバイス産業新聞》统计[2]),出现较大的经营赤字。按Prismark统计数据,它的2016年FPC销售收入为11.36亿美元,年增长率为-29.7%。住友电工在2017年7月它发布的2016年经营运行报告[8]中提到:整个住友电工电子事业部在2016年经营,“但由于携带型电子用FPC的需求减少,以及新制品生产工艺确立的推迟,造成销售量的减少与市场价格竞争的激化,造成整个此电子事业部的销售收入只达到了2 511.13亿日元,减收了609.08亿日元,经营收益损失108.98亿日元。仅FPC的生产量的减少,就同期大幅下降了211.01亿日元。”


住友电工较早开始步入FPC事业,1969年3月开始生产挠性PCB,公司内部建立了生产FPC的部门。住友电工100%控股从事FPC生产的子公司,在日本国内有两家:水口事业所和石部事业所。


住友电工在海外FPC生产企业目前共有四家。包括深圳工厂(SEPG公司,2010年建立)、越南工厂(SEPV社,2007年由住友电木公司建立,位于河内)、泰国工厂(SEPT社,2011年建立)設立,越南新工厂(SEEV公司,2012年建立并开始投建,位于河内)。住友电工最早建立的海外FPC生产工厂,是1994年在中国广东建立的松岗电子线制造厂。2010年在深圳新建了FPC工厂[住友电工电子制品(深圳)有限公司],随后关闭了松岗厂。


2.1.2  产品市场结构的调整

住友电工运用丰富的技术人才,从基板到FPC加工、零件组装皆自行技术开发。以前该FPC企业主要是销售产业设备上采用的挠性PCB及其制品,在近年,由于美国苹果公司手机市场的扩大,它为手机配套的FPC销售额的比率得到大幅增加。据统计,2016年住友电工FPC产品销售就有70%用于手机。但近年住友电工FPC产品市场面临着手机需求的波动,对企业经营带来严重影响。还严重的受到来自中国市场上的手机用FPC价格的激烈竞争的制约。  


在很长时期内,住友电工的主导FPC产品是面向手机、HDD、汽车领域。近两三年,它的市场正积极、逐渐向穿戴电子产品、医疗器械、机器人等新应用领域扩延。目前住友电工海内外的六家FPC前工程生产厂,所生产约有5成比例的FPC产品,是提供给在本公司内部进行在基板上的元器件等部品的装联,以及还包括了提供装配手机框架和高频部件组合等用的高性能FPC模块等。


2.1.3  对应市场需求变化开发FPC新技术

住友电工高层管理人员认为,手机仍是当前FPC的重要市场。公司要适应手机的技术的发展。近年,伴随着智能手机的小型化、薄形化的进展,它的与FPC相关的新技术发展,其技术开发重要成果实例如下:

在2012年~2013年对应高速传送(1~10)Gbps发展,住友电工在全球业界率先开发成功并实现了商品化高速FPC(又称为:FPC中继线)产品。它采用了LCP或低介电PI基材制造,可取代USB 3.0同轴电缆线。


2013年4月起,住友电工在国内水口工厂正式投产了薄形化的双面FPC。它比常规FPC的同类产品,最大的可减薄了30%。此项薄形化FPC,采用了独自创新的金属纳米新技术,替代了原有产品的传统性的通过电镀连接方式,以实现导电柱的导通理解方式。其优点是:减少了原有Cu电镀层的厚度,且柔软性得到提高,可形成高精细的电路。近期住友电工还在制程上进一步简化制作过程、提高产品良率,作了大量改进工作,取得了新进展。


近年,住友电工在高耐热性FPC开发中,对覆盖膜进行了改造,以达到提高FPC的高温长期可靠性。由原来保证在100 ℃以下工作条件的耐热性,提高到可确保150 ℃以下(上限在175 ℃以下)的耐热性。这种高耐热性FPC,主要应用在车载功率部件,以及LED照明产品的中继线缆、部品搭载挠性基板等方面。高耐热性FPC产品在2015年实现了量产商业化,在2016年得到其市场的扩大。


为实现FPC的薄形化及低成本化,住友电工采用异向导电膜的FPC-刚性PCB互连技术产品。


开发出装联0402尺寸片式芯片、0.35 mm间距连接器等对应的小型部品的FPC。


还有选择混载安装、新型框体形状、高耐热性等连接材料对应的FPC等。


2.1.4  海外企业竞争实力的加强

自2012年起,住友电工投入130亿日元的资金,用于提高它的海内外工厂的手机用FPC生产能力方面。为此到目前为止,它的中国深圳工厂内手机FPC的产能提高了约30%,该工厂已占整个住友电工公司手机FPC产能的60%左右。同时,面对中国手机市场,住友电工还在中国苏州有一家FPC组装工厂,在生产能力上也得到改造与提升。 它的泰国工厂面对客户对HDD需求的扩大,强化该厂的HDD类产品的试作功能。2012年9月,住友电工从住友电木公司手中接管了设在越南的FPC生产企业,并着力在这家FPC工厂附近的住友电工FPC工厂后期加工(FPC装联厂)作了相应的设备改造,以获得更好的生产衔接、配合。


2.2  Nippon Mektron(NOK)

2.2.1  FPC经营总况

目前全球最大的挠性板制造企业Nippon Mektron株式会社,又称为NOK(中国大陆及中国台湾称旗胜),NOK创建于1969年11月。据Prismark统2017年3月统计公布的数据:2016年,NOK的FPC销售收入达到33.07亿美元(含FPC装联品的销售额部分),年增长率为-5.9%。在近几年NOK的PCB销售收入在世界排名一直保持首位。 


NOK的FPC制造据点,除了日本3座工厂之外,海外工厂有中国台湾(2座工厂MMCZ:南屏工厂和龙山工厂)、中国大陆(在珠海2座工厂、苏州1座工厂)、泰国(老厂MMCT位于大城府,新工厂NPCT在建设中)、欧洲 (在德国2座工厂:法兰克福的enmech工厂、埃尔克伦茨(Erkelenz)工厂;1座工厂在捷克)。它的泰国工厂还大规模进行对FPC的零件组装。NOK曾在美国西岸经营3家工厂,由于近些年的FPC市场变化皆己关闭。 


NOK前身是从事汽车用橡胶制品的日本油封公司(OIL,SEAL),最初从美国Rogers公司引进了FPC的基础技术,之后它一直坚持独自的技术开发,并拥有独自设计制造设备的优势。在FPC的基材方面,该公司始终坚持在集团内自行生产、内部配套供应,因而也开发出许多独有特点的、密切结合本集团发展FPC需求的基材、接着剂等。


2.2.2  2016年FPC销售收入下跌

NOK生产经营FPC的部门,属该集团的部品事业部。该事业部在2015年全年销售收入为4097亿日元,营业利润为136亿日元。但在2016年经营情况转为恶化,全年销售收入下降到3668亿日元(约合33.96亿美元)。


2016年的上半年期(4月~9月)与上年同期相比减少了23%。造成2016年上半年FPC销售收入下跌的原因,主要是手机市场(特别是占NOK销售市场很大份额的北美手机市场)低迷,以及HDD(硬盘驱动器)和数码相机市场需要也出现衰减。对于NOK的来讲,还有一个特殊原因,那就是该公司在2016年新上市的FPC新品,在产出合格率上低下,也造成企业经济收益低下。


2016年下半年期起,NOK采用了一些扭亏增盈的措施:改善新品合格率低的现况;减轻对北美客户的依赖度;将市场开拓的重点转向了有明显市场增长的中国大陆手机市场等。这些“急刹车”的措施实施后,经营状况已有所好转,确保了全年FPC经营不亏局面。该企业高层预测,在2017年FPC经营状况会得到全面好转。


2.2.3  FPC新市场的开拓 

近年来,NOK的手机用FPC的销售收入在不断增高,这也使得它对手机市场的依存度有很大的提升。经过2016年由于手机市场形势的恶化,教训了该公司。使该公司开始谋划避免市场突变的风险、均衡经营的营销新战略。具体讲,NOK在近两年中,更多的投入到车载用FPC事业的扩大方面。2015年度NOK在汽车市场的FPC的销售收入仅为150亿日元,占NOK整个FPC销售额的9%。近期该公司确定了车载用FPC在2020年销售收入要达到1000亿日元的经营目标。为实现此目标,他们对车载FPC制造用的工艺技术及其所用挠性基材投入积极研发,以建立重新的组合,实现更理性的附加值水平。


在提升手机市场竞争力方面,NOK还针对手机装联的工艺多种多样的情况,NOK在手机FPC方面开发了高附加值的功能性的、更好分解操作的拼版的FPC。


NOK在2016年间发展车载FPC事业中,还完成一件扩大市场的大举措:在2016年它收购了德国的en mech公司全部股份,并更名为Nippon Mektron enmech公司(简称MEK-E公司)。该公司前身是由日本NOK集团和德国科德宝集团(German Freudenberg Group)于2002年共同合资(股份各占50%)建立的专门生产FPC企业。该FPC企业位于法兰克福的技术园区,在欧洲无论是技术还是在产销规模上,都享用盛名。2010年代初,NOK将大规模进军车载FPC业的“登陆点”最初选定就是德国这家当时的NOK合资公司。由它承揽并制造主要来自欧美的车载FPC产品(前制程),并积极扩大业务。然后再转到在捷克的NOK分公司完成车载FPC的后制程加工。2014年、2015年间En Mech公司维持在年增长率为15%~20%的产值增长率的好势头[10]。En Mech公司与NOK的捷克公司目前已有90%的业务为制造FPC。2016年,NOK为进一步发展汽车FPC,将德国的En Mech公司收购为100%的NOK企业。 


NOK着眼于适应未来车载FPC发展,2016年开始在越南河内市郊的第二园区建立新FPC生产厂。计划此工厂厂房在2017年10月完成后,将投资约370亿日元的生产设备及配套设施。NOK还对日本媒体表示:该新工厂主导品种定位于汽车用FPC。


在FPC的手机市场新开拓中,NOK主要瞄准了快速发展的中国手机市场。另外,未来为适应在越南的手机制造聚群化发展形势,强化了它的越南工厂的手机FPC生产。 


2.2.4  近年FPC新产品的不断推出 

近几年NOK株式会社不断推出了多种运用新技术研发出的新型FPC成果,并有的申请了专利。这些最新技术成果实例如下所列[9]:开发出透明FPC及伸缩性FPC等针对新用途的制品。


弯曲感知型FPC:不用电源也可感知弯曲;FPC比金属基板更轻更薄;可制作成3D立体形状。


超微细FPC:采用卷对卷(RTR)方式实现高生产性的半加成工艺。开发单面FPC线节距为10 μm ,双面FPC线节距为15 μm,可进行窄隙厚膜的配线。


高散热单面FPC采用超薄挠性基材(5 μm),从而降低了发热阻抗。金属增强板贴合时采用了热传导性粘接剂,提高了散热性,FPC基板与金属板间的耐电压实现3 kV以上。 


超薄单面FPC:PI基材为5 μm。由超薄的覆盖膜,超薄粘接材料组成的TCF式样,可安装在各种天线中。可应用于NFC,各种小型携带式产品等。


3D成形/高频FPC采用成形良好的LCP(Liquid Crystal Polymer)基材:产品用于手机等。通过立体成形实现反复的伸缩;采用成形良好的LCP基材。未来10GHz以上的传输将成为趋势,因此高速高频材料的开发成为电路板材料研发的热点。另一方面,3D立体及拉伸技术在电子终端产品中应用,更要求PCB可塑性更强,而一般使用的PI材料因过于柔软而无法定型,因此FPC基材改用LCP材料,可利用LCP材料加热后的可塑性,加工制造出所需要的3D立体软板,例如机器人手指的弯曲关节。NOK公司开发成功Dk约3.0、Df为0.002、吸水率为0.04%(一般PI基材Dk3.3、Df0.002、吸水率1.5%)的LCP基材,FPC产品主要应用市场为TypeC USB接头、4K高画质影像传输接头、SATA传输线、HDMI、天线等。


2.3  Fujikura  

2.3.1  近年FPC经营总况

Fujikura株式会社(藤仓电子株式会社)。它的母公司创建于1910年,为大型电线厂商。上世纪80年代初,它建立了FPC事业部,FPC产品也在此期间投入了市场。


2000年左右,随着Fujikura的FPC业迅速成长,特别是在市场经营上,它与美国苹果公司建立了FPC的密切供需关系。但在2011年秋的泰国发生大洪水中,Fujikura在泰国的两个FPC生产工厂都造成重大打击,造成一度中断供应苹果公司FPC,续订合同单却难以恢复,订单被流失。


Fujikura手机市场的“元气”在近几年有了较快的恢复。2013年~2015年,出现了销售收入较高的年增长率。但是2016年又遭受手机市场带来的改公司销售收入的负增长。据统计,Fujikura公司在2016财政年度期(2016年4月~12月及2017年1月~3月为计)FPC的销售收入达到936亿日元,与2015年同期相比减少3.7%(见图3)。据统计数据,它的2016年FPC销售收入销售收入为7.86美元,年增长率为-3.9%,在全球2016年PCB企业销售收入排名中列为第9名,在日本FPC企业中的FPC销售收入排名第三。


当前Fujikura的FPC产品品种结构为:单面FPC占40%,双面FPC占50%,多层FPC占40%。按不同市场领域统计的销售收入,它的手机FPC约占7~8成;汽车及数码相机用FPC占约1成。


2.3.2  新市场开发步伐快造成与日本同行经营效益有差异

近年,Fujikura增大了技术开发的投入,积极研发与手机、汽车、通信装置等市场需求密切对应的FPC新产品,并取得很大的成果。其中,有两大FPC应用成果特别令业界所瞩目:开发出的无源元器件埋置多层FPC,它的市场前景远大; 采用液晶聚合物(LCP)基材开发出的高频微波FPC,在毫米波带状天线阵列上得到应用,在高频FPC市场的成果明显。通过这些FPC新产品的积极开发及投放市场,转化为经营上的收益新增。该企业在2016年市场形势衰退下,只有小幅的减少(年增长率-1.1%)。



2.3.3  FPC新技术新产品的开发

近几年Fujikura的技术开发重要成果实例如下所列:

Fujikura于2011年7月在全球率开发出PI薄膜基的埋置元器件多层FPC。称为WABE Package®(Wafer And Board level device Embedded Package)。最初产品,有5层结构,基板总厚260 μm ,在板的内层采用WLP(晶圆级封装)形式,安装了有源器件(IC)和无源器件(0603/1005尺寸、厚0.15 mm)。近年这项技术得到了很大的发展并实现了商业化。


2014年,Fujikura在薄膜绝缘层开沟,采用半加成法埋设高精细线路,实现了最小宽度2 μm的高密度布线(L/S=10 μm/10 μm)和直径10 μm层间连接用通孔的形成的成果。


智能手机及平板电脑所需的小型化、薄型化发展,所用FPC与安装的框体的组合提出更高的要求。根据这个市场需求,Fujikura在2014年采用新型感光性阻焊剂的FPC,解决了原采用覆盖膜反弹力过高,易翘曲的问题,它具有市场需求的低反弹、低翘曲、阻燃的特性(见图4)。


近年来,随着高速和60 GHz的数据传输大容量无线通信发展,更加专注在短距离无线通信在60 GHz下传输的应用。例如这项技术已在近距离的接收站上得到应用。它所用的毫米波器件,根据天线要求其低损耗和宽带在7 9 GHz范围。在此背景下,Fujikura投入这项课题的FPC开发,并于2014年12月首次在业界公布采用LCP基板的高频FPC的成果。它应用在60 GHz频带工作的微波带状天线阵列中。这项高频FPC新品运用了“卷对卷”制造技术,为今后实现低成本化生产提供了有利的条件。这项成果又用在60 GHz带下波导供电型偶极天线上。近年它在这类高频FPC开发工作中,所获得的技术新进展。由于它很具又市场前景,因此这项目开发成果已成为日本FPC业界中的技术进步的一大事件。


目前USB2.0規格同轴线缆的数据线(中继线)最高的数据传输速度为480 Mbps。而新一代的USB 3.1 Gen1则要求达到5G bps, USB3.1 Gen2要求10 Gbps,以及10 Gbps以上。2017年4月,Fujikura网站公布[11]:该公司采用高精度的电路形成技术,对应USB3.1要求开发出高速传输的多层FPC新品,实现了阻抗高精度的控制。并由于在此多层FPC中采用了低Dk的层间粘合剂及低Dk、低Df的基材,使得它具有低插入损失的特性。


积极开发应用精密印刷生产整合工艺,在印制电子技术上获得新成果。该公司已制造出密度电子电路元件,并成功的应用在PCB制造中。


2.3.4  汽车FPC市场份额的提升成为未来推进经营发展的重点

2015年出台的Fujikura的FPC中期发展计划中披露:Fujikura“将电子产品应用市场列为驱动企业经营业绩增长的首要领域。特别是手机是此应用市场的主力终端领域。但同时,Fujikura还注重未来在汽车、医疗器械方面的市场开拓。”Fujikura计划到2020年整个FPC销售额将比2015年规模扩大一倍,即实现FPC年销售额1900亿日元的目标。其高层认为:未来车载用FPC将会有更大的FPC市场空间。特别是在汽车内安装的各类显示器方面,凸显有大型化的发展趋势。同时,参与车载商业功能电装与FPC的组合结构的设计方案工作,力图未来在此方面开拓车载电子装置的新市场。Fujikura认为,在扩展汽车用FPC市场方面,注重参与、配合中国汽车企业及直接向它们提供部品的企业的设计工作。推进这些车载部品的可靠性的构筑,也是该公司的FPC中期发展的重要工作。


2.3.5  埋置元器件多层FPC新技术的开发

Fujikura的中期发展计划中提出,具有竞争力的新品投入市场,是提升经营利润率的重要途径之一。将微型毫米波元器件(又称为Mi-WAVE元器件,覆盖频段5 GHz~325 GHz的Mi-Wave产品包含:天线、控制器件、传感器件、铁氧体器件、波导转接器等)埋置于多层FPC中的技术得到进一步发展,并已经出现内埋置元器件型多层FPC产品的问世,实现商品化。Fujikura也正在开发利用WLP连接方式,多层FPC内层搭载存储或逻辑型器件。


2.3.6  东南亚FPC生产基地实力的增强

有关信息透露,Fujikura的FPC产品从生产面积讲,它的国内工厂产出只占5%~10%,其它比例全部由在它的海外FPC企业所贡献。Fujikura设在泰国有两个FPC的专业生产厂,即藤仓大城府工厂、藤仓巴真府工厂。其中巴真府工厂是比大城府工厂建立更晚些的、被称为“新泰国工厂”。2011年发生泰国水灾,重建后,这座新工厂分担了在泰国的约30%(按照面积计)的生产任务。并且,它在品种上更侧重于生产技术难度偏高的品种(双面FPC、多层FPC)。 

3

日本FPC用挠性基材企业的发展现况 


3.1  日本国内FPC用挠性基材生产现况及特点

日本电子电路工业会(JPCA)公布的统计数据[12],日本FCCL企业在国内整体挠性基板材料(含覆盖膜、粘结膜、FRCC)产值2016年达到1372.5亿日元(约合12.6亿美元),年增长率为-9.1%,产量达到11 966.7万平方米,年增长率为-6.7%。


从表6中可看出:日本FCCL业的国内产值、产量与日资海外企业相比越来越减少。日本国内FCCL产业在产品结构上近年在以下几方面发生了重大的演变:

(1)PI基材的3L-FCCL、2L-FCCL、覆盖膜(CL)以及粘接膜(BS)(总称:四大挠性基材),是日本国内FCCL业的主导品种,2016年它占整个国内挠性基材产值的97%。

(2)四大挠性基材2016年比2015年产值减少了10.8%,其中FCCL负的年增长率表现得更突出(为-18.6%),覆盖膜和粘接膜增长率尽管也是负值,但下滑幅度不大(为-4.2%)。

(3)四大挠性基材2016年分别所占的产值百分比为:2.8%(3L-FCCL)∶39.3%(2L-FCCL)∶39.6%(CL)∶18.3%(BS)。其中,覆盖膜和粘接膜合计产值占四大挠性基材总产值的比例的57.9%。 此所占比例值要比2015年提高了4个百分点(2015年CL+BS产值占53.9%)。这也说明了日本国内挠性基材的产品结构,逐渐向高附加值、高技术水平的覆盖膜和粘接膜产品上偏移。

(4)到2016年,日本国内的3L-FCCL产值在FCCL中所占比例已经降低到很小。国内产销的3L-FCCL与2L-FCCL的产值百分比例为6.7∶93.3。


3.2  日本FCCL行业发展现况与趋势

日本矢野经济研究所株式会社于2016年10月28日发布的 “2016年版挠性覆铜板市场的现状与未来展望”调查报告中[9],对日本挠性基板材料行业的现况及发展趋势,作了如下三方面的概述:

(1)日本的2层FCCL的市场需要量的比例近年得到迅速上移,这也促使了3层FCCL市场的缩小。它驱动了3层FCCL企业去强化对新品开发与对 3层FCCL的新应用领域的开拓。例如,开始将市场转向汽车领域,扩大3L-FCCL的汽车应用市场。以及把发展高性能的覆盖膜(CL),列为了当前企业经营工作的重点之一。

(2)在日本2L-FCCL企业的经营方面,以智能手机为中心的2L-FCCL市场在近几年仍取得继续的微增长。发展中国家的2层FCCL得到技术上的进展,特别是中国大陆企业过度的扩大层压法2层FCCL产能,也造成了低价竞争的愈演愈烈。同时日本2L-FCCL企业还面临着台湾、韩国、中国大陆2L-FCCL企业经营业绩不断成长的威胁,这些都给日本2L-FCCL企业带来了产品市场空间上的缩小,市场竞争力上的不利。

(3)2016年日本FCCL企业普遍经营业绩下降。唯独新日鉄住金化学株式会社的销售收入仍保持上升而成为特例。它的牌号为“ESNECKS”无粘合剂型2L-FCCL,仍扮演着引领2L-FCCL市场发展的重要角色。 


3.3  新日铁住金化学 

新日铁住金化学株式会社(NIPPON STEEL &SUMIKIN CHEMICAL)原名为新日铁化学(Nippon Steel Chemical),在2012年并购了日本住友金属矿山株式会社之后,更为此名。


新日铁住金是目前世界上二层型FCCL产品生产规模最大的厂家。它在世界上率先实现涂布法2L-FCCL的工业化生产的创新发明,给世界2L-FCCL生产又开辟出一条新的工艺路线。经历了整整的三十年FCCL生产实践,这种具有低成本优势的工艺法及其FCCL产品越来越走向成熟。它的涂布法具有2L-FCCL高弯曲性、高折曲性的性能优势,因此它在智能手机市场的销售,一直呈现着很好的势头。


由于采用涂布法(Casting)生产的牌号为“エスパネックス”(“ESNECKS”) 2L-FCCL产品近年订单量在增加,新日铁住金在2013年实施了增强产线能力的扩产工程。


新日铁住金的于2016年竣工的新建生产线,所生产的FCCL不仅定向于手机市场,而且还致力于扩大对应车载、高频高速传输等应用市场。车载FPC是日本企业占据此市场的强项领域。多家日本FPC重点厂在2016年由于手机市场的萎缩而遭遇巨大经营损失之后,开始转向更加专注、更大投入的这一具有很大发展空间市场上。这也给新日铁住金公司FCCL产品提供了新的市场空间。这也在2016年日本FCCL企业普遍经营业绩下降情况下,唯独新日鉄住金化学株式会社却有较好经营表现之深层原因所在。 


3.4  住友金属矿山 

近年来,住友金属矿山株式会社(SUMITOMO METAL MINING)以精密的溅射技术为基础,发展起溅射-电镀法的2层FCCL的技术与工业化生产。所生产的2层FCCL产品,具有薄型、均一铜层的特性,很适于高精度微细线路的加工。产品还具有与电气绝缘基材的高接合力,从而实现了FPC的高可靠性。


溅射-电镀法2层FCCL在液晶显示器用于COF制造中,作为应用比例最大的一类挠性基材品种,在此市场上保持着较高的市场占有率 。住友金属矿山还积极开拓这类FCCL新用途的市场。例如期待4K,8K的高端TV和智能手机用双面COF市场需求的扩大,从中获得更大量的2层FCCL市场需求。


3.5  有泽制作所 

有泽制作所株式会社(Arisawa)于20世纪90年代初开始研发、介入3L-FCCL的生产行列。它目前已成为日本最大的3L-FCCL和为FPC配套的覆盖膜生产厂家。近年由于在FCCL新产品开发上,以及在车载市场开拓上,都取得了不小的成绩,使得该企业的产品差异化、经营收益两方面获得双丰收。有泽制作所面临着3L-FCCL市场需求的缩减,2L-FCCL、覆盖膜(CL)、层间粘接膜片(BS)、增强膜的市场需求增加的发展趋势,它开发出高频微波级的FPC辅材、UV感光覆盖膜、PI保护膜等新品。并且在这些新品产销中力图追求差异化、个性化。有泽制作所在3L-FCCL市场严重萎缩下,向新的挠性基材市场转型的标杆型企业。很多经验值得我国3L-FCCL企业有所借鉴。


3.6  尼关工业

尼关工业株式会社(Nikkan Industries)是在日本起步FCCL生产最早的企业之一。该企业与美国杜邦公司于2004年初共同合资,在日本建立FCCL生产厂,全面投入了正式的3L-FCCL生产。尼关工业生产的3L-FCCL,在历史上最高产量曾达到过每月150万平方米,近年它的3L-FCCL产量在日本位于第二位,仅次于有泽制作所。但近年来由于它的重要客户NOK及住友电工两家,开始追求3L-FCCL的企业内部配套生产,以及尼关工业的外销市场的处于低迷,这造成它的3L-FCCL销售量的大幅缩小。


近年尼关工业通过发挥在FCCL生产中长期积累的层压或涂布工艺技术的优势,开发了多项高性能的3L-FCCL胶粘剂产品、覆盖膜的新品,并迅速的开拓其应用市场。企业坚持差别化的市场开拓战略,尽管在整体的FCCL及FPC辅材上销售量有所减少,但坚持“客户指定只用尼关工业的产品”的经营宗旨。正因如此,它的具有差别化的FPC用粘结片(BS),得到了“水到渠成”的需求量扩大。


近年,尼关工业运用独自创新的粘结剂技术不断发展“战略性”新品。像FPC用的Low Dk/Df的覆盖膜及粘结片、万能粘接膜片、导热性粘接膜片等新产品,已推向了市场,并获得了一定的收益。


在挠性基材新品开发上,令业界更为关注的是尼关工业株式会社在近年与小松精练株式会社共同合作开发并生产的电磁波吸收片,产品牌号“NIKRAM”。它由小松精练株式会社提供电磁波吸收层材料,再由尼关工业株式会社完成在绝缘薄膜上的加工业务。此产品在以手机等终端整机产品为中心市场上得到应用,目前尼关工业株式会社在推广此产品上,不断有所新进展。


3.7  松下

近年来,松下株式会社(Panasonic)于2003年上马了FCCL产品。开始只是在松下电工的郡山工厂内生产的片状(层压法)二层型FCCL。2005年间松下电工与日本宇部兴产(Ube)开展技术合作,共同开发出卷状涂布法的2L-FCCL产品,并开始正式生产。2007年,松下电工的四日市工厂将2L-FCCL的产能得到扩大。松下电工公司近几年把挠性基板材料发展重点并不放在追求它的生产规模扩大上,而是在它的性能特色上狠下功夫。它的采用LCP作基膜的挠性覆铜板新品“FELIOS-LCP”(牌号“R-F705T”),具有180 ℃~200 ℃的低温成型、可常温保管、与粘接片很好接合的特性。


利用此“FELIOS-LCP”挠性基材制成FPC,在替代高速信号传输的细线同轴线带方面取得成果,这种信号高频传输带还已在笔记本电脑上得到了采用。2016年春,松下开始可以提供520 mm宽幅具有高频特性的“FELIOS-LCP”FCCL品种。


2017年1月,松下又有LCP基材型FCCL的新系列品种上市。这种高频挠性基板材料,包括多层板用的芯材“R-F705T”(FELIOS LCP,芯材),以及粘接片“R-BM17”。这种“低传输损耗挠性多层基板材料”在USB3.1 Gen2的高频高速线缆、天线模块用挠性基板上,得到了应用扩大。


采用FELIOS FRCC制作四层板,取消了原来制作挠性四层多层板所用的半固化片及覆盖膜,从而简化了积层法制作的工艺、使得基板的总厚度由原来的265 μm降低到189 μm,实现四层基板的薄型化(图5)。

3.8  Ube exsymo

Ube  Exsymo株式会社(宇部Exsymo,简称UEXC)涉足FCCL生产行业,是母公司宇部兴产(Ube Industries)出于“集团内的产品垂直整合,建立从PI单体到FCCL生产体制”经营战略需要所致。它在2013年起开始生产层压法的2L-FCCL(牌号为“Upilex”)。因这种产品所用的TPI膜是由自家集团内开发、生产,因而它不仅具有高的尺寸稳定性、耐热性,以及低成本性的性能优势,而且还有着短交货期的业界美誉。


近年在2L-FCCL的品种上,宇部Exsymo由原有的Upisel-N单一品种,扩大到“Upisel-H”、“Upisel-C”多个品种。


宇部Exsymo还非常注重USB3.0与5G等对应高频大容量的挠性基板材料的开发及市场开拓的工作。在2016年10月该公司公布了采用LCP基膜生产的FCCL“エクシラム-L”新品的问世。这种2L-FCCL还运用了INNOX Corporation(韩国怡若仕有限公司——笔者注)的独自开发的粘合剂技术,计划在2018年实现月销售量达到1万㎡ 目标。


近年,宇部Exsymo还对应汽车市场的需求,积极开展扩大此应用领域的3L-FCCL品种销售的工作。它还在扩大覆盖膜(CL)品种方面取得不小的成果。由于CL制品群的扩充,也强化了客户阵容。在CL品种扩大上,宇部Exsymo除了提供一般型的CL品种外,还努力追求品种的差异化。先后推出了スリムCL、Black CL、高TgCL、Anti Ion Migraion(耐离子迁移) CL等不同性能特点的新品种。


来源:《印制电路信息》11月刊

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2017年12月28日 微信日报

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