軟性電路板材料技術趨勢

軟板及軟板材料市場
受惠於資通訊產品輕量薄型、省電、觸控化的三大需求及中國大陸山寨市場的興盛，讓軟板市場在這二年有較好的營運氛圍。尤其近年來智慧型手機(Smart Phone)及i-Pad平板電腦的市場加持，造就軟板需求的持續不墜，整體產業一直處於高峰的階段。以智慧型手機而言，包括螢幕面板、按鍵、主機、照相裝置等，隨著製造廠牌設計的不同，每隻手機需要6~10片軟板，加上觸控面板及LED背光的盛行，軟板需求的成長在短期內是可以期待的，當然上游的軟板材料也隨之受益，FPC整體產業發展熱絡。
全球FPC市場方面，在金融風暴之前是呈現穩定成長的步調，每年有7~8% 的成長率，受到2008年底到2009年的金融危機影響，整體產業需求萎縮，使得2009 年的FPC市場呈現近11%的負成長，但這與一些相關電子產品相較，已是屬於影響較低的產業了。經過金融海嘯後的2010年，FPC市場隨即強力反轉，出現12% 的高成長，市場恢復到2008年的水準，這是除了市場信心恢復外，同時帶有上述所言之新應用需求及產品加持的雙重效應，預估2010年全球FPC產值約有73.4億美元（圖一）。

圖一、全球軟板市場產值分析

如果僅觀察我國的FPC產值，則需要將其區分為台灣及大陸台商二個區塊。我國電路板產業長期的兩岸布局，已造就產業的分工及產業的延續， FPC也不能免除，尤其在下游的電路製造及組裝部分，台商在中國大陸的製造規模已超越本土，產品技術層次也提高很多，與本土的製造技術差異及分工也越來越不明顯。圖二是台商兩岸的FPC產值分析，由過去以台灣為主要生產基地，逐漸轉變成中國大陸為主的生產模式，2007年台商在中國大陸的FPC產值正式超越台灣本土，成為兩岸產值的分水嶺，而且兩者的差距也隨著年份越來越大，2009 年台商大陸的產值已占55%，台灣本土產值下降到45%。兩岸FPC製造產值的變動原因，除了生產成本的考量外，中國大陸廣大而新興的應用內需市場也是關鍵的因素，這些年來中國大陸山寨文化的興起及整體消費能力的增加，都是促使台商兩岸FPC產值板塊移動的原因。

圖二、台商兩岸軟板產值分析

LED節能議題的軟板材料發展
為因應LED產業的蓬勃發展，軟板在LED Light Bar上獲得相當的利潤及市場成長，所以因應的相關產品陸續出現。其中最熱門當屬白色反射保護膜，一般是在PI膜上塗佈一層白膠後，再於另一面布上結合膠材，以傳統軟板保護膜的方式進行加工。其中白膠是由環氧樹脂混成如二氧化鈦(TiO₂)而成，目前在使用上最為詬病的是其黃變特性，尤其是在經高溫銲錫組裝製程所引起的環氧樹脂變黃，一般客戶端的要求是在經260°C IR Reflow 10次後，其黃變指數（色偏係數）不得大於2 (ΔE<2)，原始的反射率需大於85%，但目前要能達到這樣水平的白色反射保護膜並不多，主要的瓶頸即在高溫銲錫製程的黃變。以下幾個白色反射保護膜材料的設計可以參考，例如耐熱性環氧樹脂的結構選擇、高溫型硬化劑及抗氧化劑的導入等，都是被提出的材料發展方向，期盼來解決其高溫黃變的問題。近來也有開始研究以白色PI 膜直接布膠做為白色反射保護膜，如此將可少去白膠的使用，簡化保護膜的結構及製造步驟。
在今年JPCA Show展覽中，發現油墨業者開發軟板專用的高反射率油墨，以印刷方式將白色油墨印於LED軟板上，另外還推出感光型白色油墨系統，以符合未來軟板封裝的細線化，例如Nippon Polytech的NPR-5/X，此類產品除須高耐熱及抗黃化之外，最重要的是還需具備一定之撓曲性，這是與硬質載板兩者間最大的差異，但無疑此種產品技術成熟後，對市場的衝擊性是相當大的，包括Nippon Polytech、Taiyo Ink、Sanwa、四國化成等油墨大廠都將此項材料開發列為重點，相信不久將會有重大成果出現。
除了高反射率保護膜外，導熱基板也是LED所引領的另一題材。"ECOOL" 是松電工為LED照明所開發的高導熱基板，是一種有機基板的高導熱基材，與傳統的金屬基板(Metal PCB)不同，有著較低的製作成本，但其導熱效果卻遠高於FR-4基板。該公司也展出“ECOOL-F” 軟質導熱基板，可以做撓曲的封裝（圖六），其導熱率有0.8及1.5 W/K•m兩種，因為可撓曲的功能特性，使其產品應用空間加大。
LCP軟板的再生?
LCP一直因為高頻及低吸濕的高可靠性，過去被認為有機會取代PI，但近年來在市場的能見度依然有限。今年LCP較特殊的是，Japan Gore-Tex竟以此產品榮獲2010 JPCA Show大賞（今年總共有5項產品大賞），推敲原因是近來環保綠色當道，加上節能減碳議題正紅，LCP因屬於熱可塑型材料，可以使用後再加熱回收使用（當然其回收效率及成本是否划算還未定論），加上LCP材料原本白色的外觀，正好可以做為LED光反射之用，即基板就具備高反射率之效能，被認為在LED封裝上具有利基。所以可以想見環保的訴求，已成為各項新產品開發的必要設計。
筆者認為，LCP除了需要在成本上與PI競爭外（目前LCP仍較PI貴，原因可能在於生產量的問題），下游FPC業者如何由過去已熟悉的PI基材製程，轉換到LCP材料製程，兩者在設備及製程技術上的差異，是否可以順利克服？相信是LCP未來應用成功與否的重要關鍵…以上內容為重點摘錄，如欲詳細全文請見原文
作者：金進興/工研院材化所★本文節錄自「工業材料雜誌286期」，更多資料請見：http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=8878