現(xiàn)代印刷電路板技術的專利分析

崔衛(wèi)華　黃棟棟　曹根千　李楠楠

【摘 要】本文通過專利檢索、統(tǒng)計、分析印刷電路板的專利申請，獲得了印刷電路行業(yè)的重要領域在全球的專利的分布，著重介紹了撓性電路板和高密度互連電路板專利現(xiàn)狀及發(fā)展前景，對印刷電路板專利申請總量及其區(qū)域分布進行了匯總分析。指出我國印刷電路板的發(fā)展的優(yōu)勢及其不足，并提出參考建議。

【關鍵詞】印刷電路板；撓性印刷電路板；高密度互連；專利

中圖分類號： TN41 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）23-0034-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.011

中美貿易的“中興禁令”事件讓國人意識到高新核心科技“芯片”的重要性，而印刷電路板常常作為芯片的載體出現(xiàn)，作為連接芯片與其他器件電路設計和布局布線的載體，是現(xiàn)代電子產品不可或缺的重要組成部分。

1 印刷電路板簡介

印刷電路板的定義：完成印刷電路或印制線路工藝加工的成品板，簡稱PCB。印刷電路板的常規(guī)制作流程：依照電路設計要求，將連接電子元器件的電路原理圖繪制成實際布線圖并將其制成掩模版；利用掩模版和涂有光致抗蝕劑的銅箔基板材料，通過一系列的曝光、顯影、化學刻蝕以及電鍍等工藝流程、重現(xiàn)出實際電路連接線路。印刷電路板的分類：按柔軟程度分為剛性電路板和撓性電路板。

2 撓性印刷電路板專利申請情況

由于大眾對電子產品輕薄短小的高要求，那么對產品內部電路板的改進是必經之路。撓性電路板作為印刷電路板中的一種重要的類型，由于具有體積小、重量輕、耐彎折、韌性好等諸多優(yōu)點，在電子行業(yè)備受青睞。撓性印刷電路板經過近80年的發(fā)展歷程，其生產工藝已經成熟，產品的功能性能已經相當優(yōu)良，廣泛應用于民品、工業(yè)化、武器裝備以及航空航天等各行業(yè)領域[1]。目前，中國大陸、美國、日本、歐洲已大量生產，應用相當普遍。

筆者選取中國專利文摘數(shù)據(jù)庫CNABS（中國資產證券化分析平臺）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫DWPI （德國溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫）進行檢索，通過該領域主要技術準確關鍵詞、分類號對撓性印刷電路板領域進行檢索。在CNABS數(shù)據(jù)庫中檢索到各國在中國大陸專利申請量共計3947件，在DWPI數(shù)據(jù)庫中檢索到全球專利申請共計6427件，將其作為專利分析的樣本數(shù)據(jù)，對該領域的全球專利申請數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。本次專利分析的檢索數(shù)據(jù)截至2017年底。

經統(tǒng)計分析，撓性印刷電路板在全球專利申請中，日本的專利申請數(shù)量最多，其次為中國大陸。專利具有區(qū)域性，專利申請在各國家/地區(qū)分布數(shù)量統(tǒng)計體現(xiàn)了該行業(yè)在該國家/地區(qū)的活躍程度。從圖2中可以看出，撓性印刷電路板技術在日本、中國大陸的保護力度較大，一定程度上反映了該技術在該國/地區(qū)甚至是全球范圍的市場較大。

專利申請通常在研發(fā)國家/地區(qū)首次申請專利，然后根據(jù)如《保護工業(yè)產權巴黎公約》或《專利合作條約（PCT）》提出國際申請，根據(jù)需要進入特定的國家/地區(qū)進行專利申請以期在全球較大范圍內獲得專利權保護該項發(fā)明，而專利申請在某個國家/地區(qū)首次申請的數(shù)量一定程度上反映的是該國家/地區(qū)的原創(chuàng)數(shù)量，間接反映了該國家/地區(qū)在該領域的創(chuàng)造活力或創(chuàng)新能力。由圖1可以看出，日本在撓性電路板的領域占有絕對領先的優(yōu)勢，其在該領域創(chuàng)造力居于各國家/地區(qū)之首；中國大陸、韓國以及中國臺灣地區(qū)的撓性電路板行業(yè)在全球范圍內舉足輕重，勢頭強勁。我國撓性印刷電路板生產總量巨大，經濟效益高，但是我國撓性印刷電路板的核心專利發(fā)明申請量偏低，應加強對撓性印刷電路板的創(chuàng)新研發(fā)投入，提高專利申請總量，增強自主知識產權技術的研發(fā)和保護。

3 高密度互連（HDI）印刷電路板

二十世紀九十年代初日本、美國開創(chuàng)應用高密度互連技術（High Density Interconnect Technology，HDI），該技術在常規(guī)的線路板中引入了盲埋孔，精細線寬、線距，能夠制造常規(guī)多層板技術無法實現(xiàn)的薄型、多層，穩(wěn)定，高密度互連印刷電路板，適應了電子設備向更輕、更小、更薄、可靠性更高的方向發(fā)展的要求，滿足了新一代電子封裝技術不斷提高的封裝密度的需要[2]。

3.1 HDI板定義及其優(yōu)點

HDI板就是高密度、細線條、小孔徑、超薄型印刷電路板，TechSearch International定義的HDI柔性電路板是節(jié)距小于200μm，孔徑小于250μm的印刷電路板。HDI板迅猛發(fā)展的原因在于其在突出的優(yōu)勢為：（1）可降低PCB成本；（2）增加線路密度；（3）有利于先進構裝技術的使用；（4）擁有更佳的電性能及訊號正確性；（5）可靠度較佳；（6）可改善熱性質；（7）可改善射頻干擾/電磁波干擾/靜電釋放（RFI/EMI/ESD）；（8）增加設計效率。

3.2 HDI板專利申請情況

筆者選取2002-2017年DWPI數(shù)據(jù)庫中的申請量數(shù)據(jù)獲得全球專利申請量按年代分布情況，以及全球專利首次申請國家/地區(qū)分布圖來分析近年來HDI板的發(fā)展趨勢及布局。

截止到2017年年底，全球關于HDI板的申請量共計300余篇，并且申請量呈指數(shù)增長。其中，2015-2017年申請量約占2002-2017全球總申請量的60%，可以看出，自2015年來，全球范圍內對HDI板的技術研究顯著提高，專利申請量增加速度迅猛，足以看出HDI板目前的研發(fā)趨勢呈快速增長時期。

從圖2中可以看出，中國大陸、美國是主要申請國，其申請量占總量的85%，而中國大陸申請量在全球申請量中的占比超過60%，這是由中國經濟快速發(fā)展所形成的廣闊市場以及國家鼓勵發(fā)明創(chuàng)造政策所決定的。世界級的PCB企業(yè)均投入對HDI技術的研發(fā)，國外的HDI技術應用已經趨于成熟，國內PCB行業(yè)也在積極面對這場HDI新技術變革，加快研發(fā)的步伐并增強HDI技術儲備，可喜的是，國內企業(yè)專利布局意識日益覺醒，專利申請量日益增加。

4 結論

從上述全球PCB專利分布及發(fā)展動向觀察，國際市場對PCB產品需求旺盛，各個國家紛紛在華申請專利搶占中國市場，我國國內企業(yè)專利意識逐漸增強，申請量呈逐年上升趨勢。尤其對于撓性電路板以及HDI電路板技術發(fā)展迅猛，未來印刷電路板生產制造技術發(fā)展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細孔徑、細導線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展，也即是說更為精細的撓性電路板以及HDI發(fā)展?jié)摿薮蟆Ｇ覐挠∷㈦娐钒鍛檬袌鰜砜矗瑏喼拗饾u變成電子產品生產供應基地，為我國發(fā)展PCB產業(yè)提供極為有利的條件。然而，我國在PCB生產技術上相對日本較為落后，鑒于此情，抓住當前市場需求旺盛的有利時機，充分利用國際上發(fā)展PCB產業(yè)的經驗、技術以及積極科研創(chuàng)新，并加強對電路板行業(yè)的專利戰(zhàn)略布局，并以專利權為有力武器保護自主知識產權是我國PCB產業(yè)發(fā)展的當務之急。

【參考文獻】

[1]祝大同.Prismark“2017CPCA春季論壇”的報告要點解讀[EB/OL].PCB信息網.2017.3.14.http：//www.pcbinfo.net/InfoShow.asp？cls=100&ID;=208001.

[2]林金堵，梁志立，陳培良.現(xiàn)代印制電路先進技術[M]. 印制電路信息雜志社出版，2003：132-134.