PCB-Marktausblick: Trends, Innovationen und Wachstumsprognosen

Leiterplatten (PCBs) werden ständig verbessert und modifiziert, um den stetig wachsenden Anforderungen der Industrieelektronik gerecht zu werden. Im APAC-PCB-Markt legen Board-Hersteller besonderen Wert auf Laminatmaterial und Signalkomponenten bei doppelseitigen und einseitigen PCB-Bestückungen.

Inhaltsverzeichnis: Aktuelle PCB-Trends und Markt | Zukunft der PCBs und erwartete Markttrends | Leiterplatten von Millennium Circuits Limited

Eine regionale Analyse jedes Sektors würde einen Trend zu kompakten Geräten zeigen, die PCBs mit ausreichend Flexibilität und High-Speed-Kapazität benötigen, um ungehinderte Signale in praktisch jeder Umgebung zu übertragen.

Die 2020er-Jahre werden die universelle Adaption tragbarer drahtloser Geräte sehen, wenn das Internet of Things (IoT) alle Lebensbereiche übernimmt. Bis 2024 wird der globale PCB-Markt voraussichtlich 70 Milliarden Dollar erreichen. Die Produktentwickler, die das höchste Wachstum erleben werden, sind jene, die diese Anforderungen erfüllen und die sich schnell ändernden Bedürfnisse einer technikaffinen Öffentlichkeit befriedigen können.

Aktuelle PCB-Trends und Markt

Trendprognosen für die frühen 2020er-Jahre konzentrieren sich auf kleinere und flexiblere Computing-Optionen. Der Druck unter PCB-Herstellern, diese Anforderungen zu erfüllen, hat bestimmte Markttrends angestoßen, wie:

1. High-Density Interconnect (HDI)

Einer der bedeutendsten Trends im PCB-Markt ist die Verbreitung von High-Density Interconnect (HDI), entwickelt als Reaktion auf die wachsende Nachfrage nach schnelleren und kompakteren Verbindungsmöglichkeiten zwischen Geräten. Mit HDI können Hersteller kleinere drahtlose Produkte mit größerer Routing-Kapazität und schnellerer Signalübertragung massenproduzieren.

Dank der Kraft von HDI können Hersteller nun Einheiten mit einfacheren PCB-Stackups entwickeln. HDI wurde in Tandem mit Anti-Interferenz-Technologien wie Every Layer Interconnect (ELIC) und Any Layer Interconnect (ALIC) entwickelt.

2. High-Power Boards

Da Computertechnologie fortschreitet und Geräte mehr Energie und Rechenleistung benötigen, produzieren Hersteller leistungsstärkere PCBs. Einige der neuesten Boards arbeiten bei 48 V und höher. Diese Entwicklungen wurden durch die Verbreitung von Solarenergie inspiriert, da Solarpaneele meist auf hohen Energieniveaus laufen. Diese leistungsstärkeren PCBs sind in heutigen Computergeräten für die Montage von Batteriepacks essenziell. High-Power-Boards sind auch besser in der Lage, Interferenzen zu widerstehen.

3. Internet of Things (IoT)

Eine anhaltende Entwicklung der 2010er-Jahre war die rasante Ausbreitung und zunehmende Raffinesse des Internet of Things, das alle Geräte des täglichen Lebens in ein integriertes Netzwerk kombiniert, das per Funktechnologie ferngesteuert werden kann.

Beispiele für IoT-Technologie wurden in Smart Homes und Büros implementiert. In naher Zukunft könnte die Technologie auf smarte Automobile ausgeweitet werden. Um den Herausforderungen durch IoT gerecht zu werden, sehen sich PCB-Hersteller erhöhten Sicherheitsstandards gegenüber.

4. Flex PCBs

Eine der neuartigeren Entwicklungen in der Leiterplattentechnologie war das Aufkommen und die Expansion von Flex PCBs, die in verschiedene Formen gebogen und gewickelt werden können und in ausgefalleneren Computing- und Wireless-Geräten eingesetzt werden.

Die Entwicklung von Flex PCBs erfolgte parallel zur steigenden Nachfrage nach kleineren Wireless-Geräten. Mit Flex PCBs haben Gerätehersteller das Potenzial, kompaktere und flexiblere Computing-Produkte herzustellen.

5. Commercial-Off-The-Shelf (COTS) Components

Die 2020er-Jahre werden voraussichtlich einen massiven Anstieg von Commercial-Off-the-Shelf (COTS) Komponenten sehen, da immer mehr Organisationen einen generalisierten Satz technologischer Lösungen suchen.

In der Vergangenheit suchten Privatunternehmen einzigartige, maßgeschneiderte Lösungen für ihre Business-Computing-Bedürfnisse. Da immer mehr Unternehmen in unkonventionellen Umgebungen operieren, werden die breite Optionenvielfalt und Features von COTS praktischer. Der Trend wurde auch durch jüngste Entwicklungen in der Weltraumfertigung gefördert.

6. Komponenten-Lieferkettenkontrolle

Da Organisationen stärker computergestützt werden und Bedarf haben, remote über weite Distanzen zu operieren, ist die Nachfrage nach fortschrittlicher Sicherheit in technologischen Komponenten gestiegen. Ein Hauptziel war die Beseitigung gefälschter Komponenten aus Computing-Frameworks. Zu diesem Zweck nutzen PCB-Hersteller Augmented Reality und Virtual Reality Simulationen während der Board- und Unit-Bestückung.

Zukunft der PCBs und erwartete Markttrends

In den 2020er-Jahren wird Smart Technology unweigerlich bestimmte Aspekte industrieller Prozesse und des Alltags übernehmen. Mit der steigenden Nachfrage nach nahtloser Kommunikation zwischen Computern, Mobilgeräten, Maschinen, Automobilen und stationären Geräten werden PCB-Hersteller sich auf Innovationen für die Smart Revolution konzentrieren.

Die folgenden Markttrends im PCB-Design werden sich über alle Bereiche öffentlicher und privater Sektoren erstrecken – von industrieller und geschäftlicher Nutzung bis zu Consumer Electronics:

1. High-Density PCBs (HDI)

Über das kommende Jahrzehnt wird Computing-Technologie voraussichtlich vermehrt High-Density-Schaltungen (HDI-PCBs) nutzen. Aufgrund ihrer Konstruktion bieten HDIs ein komplexeres Fähigkeitsspektrum.

HDI-Boards werden wegen ihres geringen Gewichts und ihrer kompakten Größe bevorzugt. Mit HDIs können Produktentwickler mehr Komponenten auf jeder Seite einer Leiterplatte unterbringen. Damit können Hersteller kleinere Geräte mit erweiterter Funktionalität anbieten. Die kompakte Natur von HDIs ermöglicht auch die Fertigung solcher Boards in weit weniger Zeit als traditionellere PCBs.

HDIs bieten auch überlegene elektrische Leistung gegenüber Standard-Boards. Auf HDIs sind Komponenten in näherer Nähe mit erhöhter Transistoranzahl platziert. Mit dieser Zusammensetzung übertragen HDIs stärkere, zuverlässigere Signale und verbrauchen weniger Energie.

Preisanalysen haben auch gezeigt, dass HDIs die Kosteneffizienz der Board-Fertigung steigern. Dank kompakter Größe und reduzierter Lagenanzahl benötigen HDIs weniger Materialien als Standard-PCBs.

2. Kameras

Da Kameras in Unternehmen im kommerziellen und industriellen Sektor alltäglich werden, werden PCBs verbessert, um den neuen und verbesserten Features führender Kamerahersteller gerecht zu werden.

Boards werden für höhere Megapixel-Spezifikationen ausgelegt, und diese Kameras erzeugen optimierte Auflösung und Klarheit bei Foto- und Überwachungskameras gleichermaßen. So können Unternehmen Fotos mit optimaler Klarheit und Detail für Websites und Broschüren präsentieren.

PCBs werden auch designed, um Zoom-Features der Kameras von morgen zu verbessern. Bald könnten einige der kleinsten Kameras am Markt die Fähigkeit haben, Motive in großer Distanz heranzuzoomen.

Verbesserungen in der PCB-Technologie werden auch Kameraherstellern ermöglichen, die Freeze-Frame-Klarheit von Objekten in Bewegung zu verbessern. Während Bewegung bei älteren Kameras typischerweise unscharfe Bilder verursachte, ermöglicht heutige Kameratechnologie, Bewegung in kristalliner Klarheit einzufangen.

Dank verbesserter PCB-Komponenten werden zukünftige Kameras auch mit fortschrittlichen Filterfunktionen ausgestattet sein, die die Menge an Foto-Bearbeitung für Broschüren, Websites oder Pressemitteilungen reduzieren könnten.

3. 3D-Druck

Im gesamten Industriesektor wird 3D-Druck verwendet, um Prototypen für eine Reihe von Produkten herzustellen. In einigen Fällen wird die Technologie genutzt, um Produkte für die Öffentlichkeit herzustellen. Die verwendeten Drucker bestehen aus komplexen technologischen Komponenten, die High-Capacity-PCBs erfordern. Branchen, die 3D-Druck implementiert haben, umfassen:

• Bekleidung: 3D-Druck-Technologie wurde in der Bekleidungsindustrie weit akzeptiert, wo 3D-Drucke für Prototypen von Schuhen, Gürteln, Handtaschen und Schmuck verwendet werden.
• Automobil: 3D-Druck wurde in der Automobilindustrie zum Bau von Prototypen neuer Modelle genutzt.
• Lebensmittel: Einige Innovatoren in der Lebensmittelindustrie haben 3D-Druck genutzt, um mit neuen Produkten wie Schokolade, Pasta und Crackern zu experimentieren.
• Luft- und Raumfahrt: Die Luft- und Raumfahrtindustrie hat sogar die Möglichkeit erforscht, die Technologie im Weltraum einzusetzen, wo Astronauten ihr eigenes Essen auf Raumschiffen produzieren könnten. All solche Produktionen erfordern optimale PCB-Technologie.

3D-Druck wird auch in Cloud-basierter Fertigung eingesetzt. Dies ermöglicht Unternehmen mit geografisch verteilten Teams, via Cloud-Server zu kommunizieren und neue Designs von jedem Standort hochzuladen. Zum Beispiel kann der Moment, in dem ein neues Design in die Datenbank eines Unternehmens in Sydney hochgeladen wird, sofort mit 3D-Technologie am Firmensitz in New York gedruckt werden.

4. Smarte Büros und Fabriken

Dank des PCB-getriebenen Internet of Things werden computergestützte und automatisierte Funktionen allmählich die Arbeitsumgebung in Büros und Presswerken übernehmen.

Die Revolution ist bereits im Gange mit zahlreichen Büros, die nun mit technologischen Arsenalen ausgestattet sind, in denen Computer, Drucker, Handheld-Geräte, Überwachungskameras, HLK-Systeme und Präsentationsbildschirme alle mit drahtlosen Systemen verbunden und von autorisiertem Personal fernprogrammierbar sind.

In Fabriken sollen IoT-Fähigkeiten Effizienz steigern und den Rollout von Automatisierung unterstützen. Von einem zentralen Computersystem aus können Ingenieure Geschwindigkeit und Tempo von Förderbändern und die Intensität jeder maschinengetriebenen Anwendung steuern. Maschinen und Werkzeuge werden mit PCBs gefertigt, die Signale von diesen On-Site-Computing-Systemen empfangen.

Das Internet of Things erobert auch den Einzelhandel, wo Kunden nun Self-Checkouts nutzen können. Von zentralen Computersystemen aus können IT-Mitarbeiter eine Reihe von Filialfunktionen steuern und verwalten, wie Aktivierung und Abschaltung von Beleuchtung sowie Regulierung von Klimaanlagen und Heizsystemen.

5. High-Speed PCBs

Die 2020er-Jahre werden voraussichtlich einen erhöhten Bedarf an PCBs mit physikalischen Eigenschaften sehen, die Signalintegrität in verschiedenen High-Speed-Umgebungen aufrechterhalten können. Da Produkte kompakter, aber leistungsstark und in anspruchsvollen Situationen eingesetzt werden, werden Leiterplatten designed, um alle möglichen Probleme zu umgehen, die Signalverzögerungen verursachen könnten.

In der Vergangenheit achteten Board-Assemblers primär auf Bauteilplatzierung und Basis-Routing-Muster. Heute wird mehr Wert auf Breite und Nähe von Signalen gelegt. So sind neuere Boards besser gerüstet, um Probleme wie Crosstalk, Emissionen, Dämpfung und Reflexionen zu bewältigen.

High-Speed PCBs basieren auf dem Konzept der Signal Integrity, entwickelt, um Herausforderungen durch mögliche Interferenzen zu umgehen, die die Übertragung eines gegebenen Signals beeinflussen könnten. Ob Sie ein welliges Analog- oder Ein/Aus-Digital-Signal senden – die Übertragung kann durch diverse intervenierende Faktoren beeinflusst werden.

Folglich könnte ein gesendetes Signal letztlich unerwünschte Antworten liefern, wie Reflexion, Ringing oder Rauschen. Auf High-Speed PCBs wird jede dieser Herausforderungen mit Bauteilplatzierungen berücksichtigt, die eine breitere Herausforderungsspektrum abdecken.

6. Anpassungsfähigkeit an kleinere Geräte

Die Nachfrage nach kleineren Computing-Geräten hat zur steigenden Beliebtheit flexibler PCBs geführt, die assembliert werden können, umvirtually jeden Designtyp zu accommodieren. Der Trend wurde auch durch den Bedarf an PCBs angestoßen, die die Flexibilität haben, einem breiteren Spektrum an Betriebsbedingungen standzuhalten. Mit flexiblen PCBs können Hersteller Boards in ungerade geformte Geräte einpassen und auch Produkte für heißere und extremere Umgebungen designen.

Einer der Hauptvorteile von Flex PCBs ist ihre leichte und portable Natur, was diese Board-Art für winzige Geräte geeignet macht, die für den täglichen mobilen Einsatz vermarktet werden. Die Flexibilität des Basismaterials macht PCBs in dieser Kategorie besser geeignet für Hochstress-Situationen sowie Anwendungen mit schnellen Bewegungen in zufälligen Richtungen.

Vor der Einführung flexibler PCBs mussten Produktentwickler ihre Designideen oft an den Formen und Dimensionen anpassen, die starre Leiterplatten aufnehmen konnten.

Folglich konnten Produktentwickler keine Geräte herstellen, die dieselbe Portabilität und Hochstress-Betriebsfähigkeit boten wie einige heutige Produkte. Jetzt hat sich die Dynamik umgekehrt, weil Flex PCBs es Produktentwicklern ermöglichen, Boards an die Bedürfnisse eines gegebenen Geräts anzupassen.

7. Biologisch abbaubare PCBs

Biologisch abbaubare PCBs wurden durch den Einsatz natürlicher Fasern aus Fruchtmaterial und Weizengluten möglich. Bananenstängel enthalten beispielsweise Fasern, die sich natürlich zersetzen, aber auch für PCBs genutzt werden können, wenn sie mit für Elektronik geeigneten Eigenschaften gemischt werden. In den kommenden Jahren werden Boards aus biologisch abbaubaren Produkten voraussichtlich in der Computing-Industrie und im Industriesektor Verbreitung finden.

Der Schritt zu biologisch abbaubaren PCBs wurde durch die Notwendigkeit getrieben, Tech-Müll auf Deponien zu reduzieren. Jahrelang landeten PCBs einfach auf dem Müll, sobald Komponenten durch neuere Technologie überholt waren.

Während Computergehäuse und andere Metallkomponenten einfach recycelt werden konnten, landeten PCBs einfach in Müllcontainern. Dank biologisch abbaubarer PCBs können Unternehmen ihren CO2-Fußabdruck reduzieren, indem sie Boards auf natürliche Weise entsorgen.

PCBs wurden traditionell aus feuerfesten Kunststoffen hergestellt, die aus Produkten bestehen, die sich nicht zersetzen können, wie Epoxid und Glasfaser. Glücklicherweise ergeben Komposite aus Weizengluten und Bananenfasern Dielektrizitätskonstanten, die im akzeptablen Bereich für elektronische Geräte liegen.

Leiterplatten von Millennium Circuits Limited

PCB-Innovationen expandieren in immer rasanterem Tempo, um den erhöhten Anforderungen des industriellen und kommerziellen Sektors gerecht zu werden. Um Ihre Produkte auf dem neuesten Stand dieser Anforderungen zu halten, ist es essenziell, PCBs mit der Flexibilität und High-Speed-Kapazität zu haben, die in einer Vielzahl kompakter Geräte funktionieren und fehlerfreie IoT-Übertragung ermöglichen.

Bei Millennium Circuits Limited bieten wir eine breite Palette an PCBs für Organisationen weltweit an. Hauptsitz in Harrisburg, Pennsylvania, liefern wir Flex- und Rigid-PCBs mit nationaler und internationaler Übertragungskapazität. Kontaktieren Sie Millennium Circuits Limited für ein Angebot zu unseren PCB-Produkten, Specials und Services.