现代印刷电路板技术的专利分析

崔卫华　黄栋栋　曹根千　李楠楠

【摘 要】本文通过专利检索、统计、分析印刷电路板的专利申请，获得了印刷电路行业的重要领域在全球的专利的分布，着重介绍了挠性电路板和高密度互连电路板专利现状及发展前景，对印刷电路板专利申请总量及其区域分布进行了汇总分析。指出我国印刷电路板的发展的优势及其不足，并提出参考建议。

【关键词】印刷电路板；挠性印刷电路板；高密度互连；专利

中图分类号： TN41 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）23-0034-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.23.011

中美贸易的“中兴禁令”事件让国人意识到高新核心科技“芯片”的重要性，而印刷电路板常常作为芯片的载体出现，作为连接芯片与其他器件电路设计和布局布线的载体，是现代电子产品不可或缺的重要组成部分。

1 印刷电路板简介

印刷电路板的定义：完成印刷电路或印制线路工艺加工的成品板，简称PCB。印刷电路板的常规制作流程：依照电路设计要求，将连接电子元器件的电路原理图绘制成实际布线图并将其制成掩模版；利用掩模版和涂有光致抗蚀剂的铜箔基板材料，通过一系列的曝光、显影、化学刻蚀以及电镀等工艺流程、重现出实际电路连接线路。印刷电路板的分类：按柔软程度分为刚性电路板和挠性电路板。

2 挠性印刷电路板专利申请情况

由于大众对电子产品轻薄短小的高要求，那么对产品内部电路板的改进是必经之路。挠性电路板作为印刷电路板中的一种重要的类型，由于具有體积小、重量轻、耐弯折、韧性好等诸多优点，在电子行业备受青睐。挠性印刷电路板经过近80年的发展历程，其生产工艺已经成熟，产品的功能性能已经相当优良，广泛应用于民品、工业化、武器装备以及航空航天等各行业领域[1]。目前，中国大陆、美国、日本、欧洲已大量生产，应用相当普遍。

笔者选取中国专利文摘数据库CNABS（中国资产证券化分析平台）和德温特世界专利索引数据库DWPI （德国温特世界专利索引数据库）进行检索，通过该领域主要技术准确关键词、分类号对挠性印刷电路板领域进行检索。在CNABS数据库中检索到各国在中国大陆专利申请量共计3947件，在DWPI数据库中检索到全球专利申请共计6427件，将其作为专利分析的样本数据，对该领域的全球专利申请数据进行统计分析。本次专利分析的检索数据截至2017年底。

经统计分析，挠性印刷电路板在全球专利申请中，日本的专利申请数量最多，其次为中国大陆。专利具有区域性，专利申请在各国家/地区分布数量统计体现了该行业在该国家/地区的活跃程度。从图2中可以看出，挠性印刷电路板技术在日本、中国大陆的保护力度较大，一定程度上反映了该技术在该国/地区甚至是全球范围的市场较大。

专利申请通常在研发国家/地区首次申请专利，然后根据如《保护工业产权巴黎公约》或《专利合作条约（PCT）》提出国际申请，根据需要进入特定的国家/地区进行专利申请以期在全球较大范围内获得专利权保护该项发明，而专利申请在某个国家/地区首次申请的数量一定程度上反映的是该国家/地区的原创数量，间接反映了该国家/地区在该领域的创造活力或创新能力。由图1可以看出，日本在挠性电路板的领域占有绝对领先的优势，其在该领域创造力居于各国家/地区之首；中国大陆、韩国以及中国台湾地区的挠性电路板行业在全球范围内举足轻重，势头强劲。我国挠性印刷电路板生产总量巨大，经济效益高，但是我国挠性印刷电路板的核心专利发明申请量偏低，应加强对挠性印刷电路板的创新研发投入，提高专利申请总量，增强自主知识产权技术的研发和保护。

3 高密度互连（HDI）印刷电路板

二十世纪九十年代初日本、美国开创应用高密度互连技术（High Density Interconnect Technology，HDI），该技术在常规的线路板中引入了盲埋孔，精细线宽、线距，能够制造常规多层板技术无法实现的薄型、多层，稳定，高密度互连印刷电路板，适应了电子设备向更轻、更小、更薄、可靠性更高的方向发展的要求，满足了新一代电子封装技术不断提高的封装密度的需要[2]。

3.1 HDI板定义及其优点

HDI板就是高密度、细线条、小孔径、超薄型印刷电路板，TechSearch International定义的HDI柔性电路板是节距小于200μm，孔径小于250μm的印刷电路板。HDI板迅猛发展的原因在于其在突出的优势为：（1）可降低PCB成本；（2）增加线路密度；（3）有利于先进构装技术的使用；（4）拥有更佳的电性能及讯号正确性；（5）可靠度较佳；（6）可改善热性质；（7）可改善射频干扰/电磁波干扰/静电释放（RFI/EMI/ESD）；（8）增加设计效率。

3.2 HDI板专利申请情况

笔者选取2002-2017年DWPI数据库中的申请量数据获得全球专利申请量按年代分布情况，以及全球专利首次申请国家/地区分布图来分析近年来HDI板的发展趋势及布局。

截止到2017年年底，全球关于HDI板的申请量共计300余篇，并且申请量呈指数增长。其中，2015-2017年申请量约占2002-2017全球总申请量的60%，可以看出，自2015年来，全球范围内对HDI板的技术研究显著提高，专利申请量增加速度迅猛，足以看出HDI板目前的研发趋势呈快速增长时期。

从图2中可以看出，中国大陆、美国是主要申请国，其申请量占总量的85%，而中国大陆申请量在全球申请量中的占比超过60%，这是由中国经济快速发展所形成的广阔市场以及国家鼓励发明创造政策所决定的。世界级的PCB企业均投入对HDI技术的研发，国外的HDI技术应用已经趋于成熟，国内PCB行业也在积极面对这场HDI新技术变革，加快研发的步伐并增强HDI技术储备，可喜的是，国内企业专利布局意识日益觉醒，专利申请量日益增加。

4 结论

从上述全球PCB专利分布及发展动向观察，国际市场对PCB产品需求旺盛，各个国家纷纷在华申请专利抢占中国市场，我国国内企业专利意识逐渐增强，申请量呈逐年上升趋势。尤其对于挠性电路板以及HDI电路板技术发展迅猛，未来印刷电路板生产制造技术发展趋势是在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展，也即是说更为精细的挠性电路板以及HDI发展潜力巨大。且从印刷电路板应用市场来看，亚洲逐渐变成电子产品生产供应基地，为我国发展PCB产业提供极为有利的条件。然而，我国在PCB生产技术上相对日本较为落后，鉴于此情，抓住当前市场需求旺盛的有利时机，充分利用国际上发展PCB产业的经验、技术以及积极科研创新，并加强对电路板行业的专利战略布局，并以专利权为有力武器保护自主知识产权是我国PCB产业发展的当务之急。

【参考文献】

[1]祝大同.Prismark“2017CPCA春季论坛”的报告要点解读[EB/OL].PCB信息网.2017.3.14.http：//www.pcbinfo.net/InfoShow.asp？cls=100&ID;=208001.

[2]林金堵，梁志立，陈培良.现代印制电路先进技术[M]. 印制电路信息杂志社出版，2003：132-134.