BB平台体育
感光干膜是线路板制造的专用品,通常由聚乙烯膜(PE)、光致抗蚀剂膜和聚酯薄膜(PET)三部分所组成。其中,光致抗蚀剂膜又被称为感光层,是感光干膜最重要的组成部分,其主要成分为光刻用感光材料。聚酯薄膜为感光层的载体,用于混合感光材料涂布成膜;聚乙烯膜是感光干膜的保护层,最大的作用是隔绝氧气、分层和避免机械划痕。
感光干膜的结构组成:1、聚乙烯膜PE层,最大的作用是保护层、隔绝氧气、避免机械刮伤,厚度是在21um左右。2、光阴层/光致抗蚀刻(感光层),最大的作用是蚀刻、电镀、掩孔,厚度在12um-100um。3、举止薄膜,最大的作用是起保护作用,隔绝氧气、分层、避免、机械化划伤,厚度在15-19um。
感光干膜主要使用在在航天技术、计算机、医疗仪器、消费电子、汽车电子、通信电子的PCB线路板中。虽然感光干膜在PCB线%,但作为发展中高端线路板的重要原材料,感光干膜对pcb板的质量起决定作用。
据统计,2020年全球感光干膜出货量为11.26亿平方米,同比增长3.59%,2016-2020年复合增长率为4.41%,若以6元/平方米的销售价来计算,2020年全球感光干膜市场规模大约在67.6亿元左右,预计到2023年全球感光干膜出货量为13.05亿平方米,市场规模将达到78.3亿元左右。受疫情的影响,2020年全球PCB板产值为652亿美元,相比于2019年同比增长6.4%。在当前全球经济复苏的大环境下,PCB板下游通讯电子行业、消费电子行业需求相对来说比较稳定,同时汽车电子、医疗器械等下游市场的需求在逐年上升。
全球PCB板产能向中国转移趋势明显,中国大陆市场占有率已从2008年的31.11%提升至2020年的56.2%,据统计,2020年我国PCB板市场规模为351亿美元,2016-2020年复合增长率为5.6%,高于全球增速。国内PCB板下游应用市场中,通信电子占据了35%的市场占有率。其次是汽车电子和消费电子,占比分别为16%和15%,未来几年国内5G基站建设、汽车电子和消费电子都会保持比较高的景气度,使感光干膜需求加速放量。中国PCB行业下游应用分布(单位:%):通讯电子:35%汽车电子:16%消费电子:15%计算机:9%共轭电子:9%军事航空:8%医疗器械:5%
中国大陆虽然是全球PCB板最大的生产地,但由于技术限制,PCB板行业的关键辅助材料感光干膜仍基本为台资、外资所垄断,尚未完全实现自主生产。全球感光干膜厂家主要有中国台湾长兴化学、日本旭化成、日本日立化成、中国台湾长春化工、美国杜邦、韩国KOLON等。作为PCB上游材料的感光干膜因技术上的含金量高、设备投资大、市场壁垒高、规模效应显著,行业集中度较高,长兴化学、旭化成、日立化成3家厂商占据全球市场占有率的80%以上。
福斯特是全球光伏胶膜龙头,2020年全球市占率达到了3.87%。据统计,2020年福斯特感光干膜销售量为4363万平方米,同比增长206.45%,随着产能的快速扩张,福斯特感光干膜产销量以及收入将迅速增加,感光干膜未来有望成为福斯特营收新的增长点。
碱溶性树脂作为感光干膜的成膜剂,使感光胶各组份粘结成膜,起抗蚀剂伪骨架作用;光聚合物单体经紫外线光照发送聚合反应,生成聚合物,感光部分不融合于显影液,从而形成抗蚀图像;光引发剂在曝光过程中,吸收紫外光的能量产生游离基,引发光聚合单体交联。在引发剂引发-聚合物单体聚合反应发生后,需要在干膜上形成分辨率10-40um的精细图案,因此对感光层各物质组分配比要求极高。感光层配方是感光干膜的核心技术壁垒。
感光干膜主要成分及供应商:感光层组成:高分子粘合剂(碱溶性树脂),主要成分是丙烯酸树脂,甲基丙烯酸、丙烯丁酯、丙烯酸乙酯等调配而成,主要供应商有三井化学、三菱化学、陶氏化学、美源商事等。感光层组成:光可聚化合物,主要成分是甘油丙氧基化物三丙烯酸酯和乙氧基化双酚A二甲基丙烯酸酯,乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯等;主要供应商用三菱化学、日本丸红、陶氏杜邦、国精化学、美国沙多玛等。感光层组成:光引发剂:主要成分是N苯基苷胺酸、二苯基-1,二苯甲酮等,主要供应商有日本丸红、巴斯夫、富士、强力新材等。
感光干膜的主要技术指标如下内容所示,其中分辨率、耐蚀刻、耐电镀性、附着力决定了感光干膜在电路板制作的完整过程中的核心性能,也决定了感光干膜产品是不是有可能进入下游PCB制造厂商的供应链,其他的综合性技术指标和产品定价决定了该感光干膜产品是不是会成为最适合该下游PCB厂商的最佳选择。分辨率评价:影响PCB板的最高制造精度,使用线(单位:um)的描绘图案,已20/40级曝光等级的能量对覆铜板上的感光性树脂组合物层进行曝光。曝光30min后,2倍最小显影时间显影,测定感光性树脂层的分辨率。对于分辨率,在曝光后依靠显影形成的抗蚀剂图案中,读取未曝光部分被完全除去的团的最小值。附着力评价:影响PCB板制作的制造精度:产品的利用Line/Space=n/400um(n范围从15到51,每次递增3)的等线距、不同线宽布线图案的光掩模进行曝光显影,水洗烘干后,利用放大镜进行观察。耐蚀刻线和耐电镀性:影响PCB板制造的质量可靠性,使用耐三氯化铁蚀刻液、过硫酸铵蚀刻液、过氧化氢蚀刻液的侵蚀;电镀前处理液;观察电路工艺加工后电路板的线路完整性,观察是不是存在渗透现象。去膜可拔性评价:影响PCB板的制造效率,曝光+显影后,利用3%氢氧化纳溶液剥离固化后的干膜,并用秒表记录干膜实际剥离时间。光敏性评价和光谱特性:感光干膜感光性和光谱适应范围:以10~24mj/cm2的能量进行曝光,感光性树脂层为基准进行测定。显影性和耐显影性:影响PCB的制造效率,曝光部分清晰可见、非曝光区域干净无残胶、显影宽容度强。mark点打表识别:影响LDI设备的制造精度,使用LDI曝光机进行曝光,由于LDI曝光没有菲林板的辅助定位,LDI设备需要在感光膜上完成MARK打标,实现定位以供后续加工。
按照PCB制造商下游应用领域对光致抗蚀干膜精度的要求,可分为一般商用感光干膜和高精度感光干膜。目前,在感光干膜的需求中仍以普通商用感光干膜为主,随着电子技术的日益发达,电子芯片、电子线路板也慢慢变得精细,高精度感光干膜的应用比例持续不断的增加,为满足市场的需求,需不断开发新型、高精度、高感度的感光干膜产品。国内PET、PE、千膜涂布设备等技术日趋成熟,相信未来完全依赖进口的高端干膜产品的局面将会有所改变。现阶段,LDI曝光设备光源波长为350-410nm的紫激光,尤其是i射线或h射线,这种紫激光光源穿透性差,光固化配方中一些具有共轭结构的组分或色素物质对紫外光有较强吸收,导致光强衰减严重,干膜的表层接受到的光强较强,而底层接受的光强较弱,导致干膜的底层曝光不完全,表层和底层的成像有一定差别。另外,紫外光易产生臭氧对环境造成污染,光源寿命短,设备价格更高。因此有待研发新型光源的LDI曝光设备。
目前,干膜主要使用在于印制电路板、制备掩膜,微流控芯片,微流道结构,微电子机械系统的微纳模具、封装纳米通道、制备聚合物微悬臂梁、制作柔性OLED图案化电极等,可进一步拓宽其应用领域,如应用于柔性电子、可穿戴设备、引线框架、太阳能电池、导体封装、Ball Grid Array封装、Chip Size Package等领域。