基于专利数据的厚铜印制电路板技术现状.pdf
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1、中国科技信息 2024 年第 1 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024-20-专利分析厚铜印制电路板可承载大电流,在电源模块(功率模块)和汽车电子领域应用广泛,通过探讨该领域相关专利技术,为行业发展提供参考。本文从专利技术的角度出发,针对该领域专利申请趋势、国家/地区分布、主要专利申请人、中国专利量省市对比和重点专利技术进行了分析。全球厚铜印制电路板领域专利技术始于 20 世纪 50 年代,中国起步较晚于 90 年代,自 2005/06 年前后申请量迎来高速增长且延续至今,目前中国已经成为该领域的主要专利申请地。该领域高专利申请量
2、申请人高度集中为中国企业,以深南、崇达为代表的中国申请人数量领先全球。中国专利各省市申请量分化严重,高度集中广东、江苏两省份,其中深南、崇达、皆利士、胜宏、景旺为广东省在该行业中的发展提供了坚实保障。该领域重点专利技术自 2011 年之后转移到中国且技术方向覆盖广泛,包括:局部厚铜制作、内层超厚铜制作、厚铜板压合方法、厚铜板阻焊制作、超厚铜板孔加工等。研究背景印制电路板(PCB)作为电子元器件的承载体,有着“电子产品之母”的美誉,不但承载着电子元器件,而且要实现电子元器件的互连导通。伴随着电源模块(功率模块)和汽车电子技术的高速发展,PCB 板本身承载的电流越来越大,必然提高对铜厚的要求以满足
3、承载大电流、减低热应变和提高散热能力的需求,因此厚铜类大电流基板制作技术的重要性愈发突出。行业内一般将铜箔厚度等于或大于 105m(3oz)的印制电路板(PCB)称为厚铜印制电路板,300m 及其以上称为超厚铜箔,600m 及其以上称为超 MAX 铜箔。厚铜 PCB 应用领域及需求量在近年得到了迅速扩大,现已成为具有很好市场发展前景的热门 PCB 品种。例如现在制造的大电流基板使用 210m 厚铜箔已成为常规化;再例如代替用于汽车、机器人、功率电源等原用的母线(Busbar)、线束的基板的导体层厚度都已达到 4002 000m。专利检索策略本文选取 incoPat 科技创新情报平台进行检索,检
4、索范围为 2023 年 7 月之前公开的全球专利文献。其中参照数字经济核心产业分类与国际专利分类参照关系表(2023)之 010513 电子电路制造确定 IPC 主分类号:行业曲线开放度创新度生态度检索量持续度可替代度影响力行业关联度基于专利数据的厚铜印制电路板技术现状孙保玉孙保玉深圳崇达多层线路板有限公司孙保玉(1990),山东曹县,硕士,助理研究员,主要研究方向:印制电路板领域新产品、新技术开发及其知识产权管理。-21-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2024中国科技信息 2024 年第 1 期专利分析H05K1/*OR H05K3
5、/*OR G01R*OR H01L*,关键词采用:(电路板 OR 线路板 OR 电子电路 OR PCB)AND(“THICK COPPERK”OR 厚 铜 OR“THICK COPPER CIRCUIT BOARD”OR 厚铜电路板 OR 超厚铜 AND“EXTRA THICK COPPER”)。由于中国发明专利一般自申请日起 18 月后公开,故 20222023 年公开的数据不全,因此对应年份的专利数据下降的部分原因归结于此,并不完全反映实际趋势。厚铜印制电路板专利技术分析 专利申请趋势分析厚铜印制电路板的全球及中国专利申请趋势如图 1 所示。从全球来看,厚铜印制电路板的相关专利申请最早起源
6、于 20世纪 50 年代,一直到 2005 年前后,全球专利申请长期处于量少且增速缓慢的阶段;自 2006 年始,全球专利申请量出现快速增长,至 2013 年前后迎来第一个申请量的小高峰;2016 年至今,全球专利申请量增幅迎来第二个高速增长期。从中国来看,自 20 世纪 90 年代才开始出现相关领域的专利申请,至 2006 年前后中国专利申请处于萌芽阶段,申请量少且增幅缓慢;20072013 年期间,中国专利申请迎来了第一个高速增长期;20142017 年间专利申请量平稳震荡;2018 年至今又开启第二轮高速增加且仍在持续。另外,自 2012 年前后开始,全球专利申请曲线与中国专利申请曲线趋
7、于高度重合,说明中国专利申请虽然起步较晚,但近些年全球的主要专利申请地已经高度集中到中国。专利申请国家/地区分布分析对全球专利国家/地区申请量进行统计,得到图 2 厚铜印刷电路板专利主要国家/地区对比图。如图所示,全球专利主要公开国家/地区前5大分别为:中国、日本、中国台湾、韩国和美国;全球专利申请人国家/地区前5大分别为:中国、日本、韩国、中国台湾和美国。其中日本申请人在专利全球布局最为广泛,在前 5 大国家/地区中均开展了专利申请;中国、中国台湾、美国为全球申请人最为优选的布局地。专利主要申请人分析对全球专利主要申请人进行统计,得到图 3 厚铜印制电路板专利申请量前 20 大申请人。如图所
8、示整体上看全球前20 大申请人均为企业单位,且基本为中国企业。专利申请量超 40 件的企业为深南电路,位列榜首为该领域数量第一梯队企业;深圳崇达专利申请量超 20 件位列第 2 名,为该领域数量第二梯队企业。专利申请量超 10 件企业共 6 家,为皆利士、胜宏科技、景旺电子、江门崇达、生益电子、珠海杰赛,分列第 3 8 名。中国各省市专利申请分析对中国专利各省市申请量进行统计,得到图 4、5 厚铜印制电路板专利领域各省市申请量分布图、对比图。整体上看各省市间专利量分化较为严重,主要集中在广东、江苏、江西、浙江、上海等几个省市。第 1 大申请量省份为广东,申请量超 450 项,大幅超过第 2 名
9、江苏,为唯一的申请量450+省份,为数量第一档省份;申请量 80+省份共 1 个,为第 2 名的江苏,为第二档省份;江西、浙江分列第 3、4 名,申请量均超 20 件。广东和江苏两省申请量合计占据绝对优势,为我国厚铜印制电路板专利高集中度省份。其中深南、崇达、皆利士、胜宏、景旺为广东省在该行业中的发展提供了坚实保障。重点专利技术发展路线分析综合考虑专利引证次数、被引证次数以及 incoPat 合享价值度等,识别印厚铜印制电路板领域重点专利并以 5年为小周期绘制技术发展路线如图 5 所示。2000 年之前,东芝公司提出 US5650665A 专利申请,提供一种混合 IC器件,其具有绝缘衬底,可在
10、基板上形成由厚铜膜构成的电路图案。20012005 年 期 间,Pedretti Giuseppe、Varley Ken 提出 US20040168314A1 专利申请,提供一种用于在单个导电层中形成包含厚导电迹线区域和精细分辨率导体区域的印刷电路板的印刷电路板的制造方法,以及由该方法形成的印刷电路板。20062010 年期间,An Bok Man 提出KR100756873B1 专利,提供一种带有具有增强粘着强度的厚铜层的印制电路板及其制法;上海嘉捷通电路科技有限公司提出 CN102458033A 专利申请,提供一种厚铜印制电路板内层板边结构,其发明通过设置统一的正方形阻流铜块减图 1 厚铜
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