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印刷電路板PCB簡介 　　PCB是印刷電路板(即Printed Circuit Board)的簡稱） 印刷電路板（Printed circuit board，PCB） 　　PCB(Printed Circuie Board)印制線路板的簡稱，通常把在絕緣材上，按預定設計，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導電圖形稱為印制電路。如南京三門灣PCB接線端子，它在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。 　　標準的PCB上頭沒有零件，也常被稱為"印刷線路板Printed Wiring Board（PWB）"． 　　PCB幾乎我們能見到的電子設備都離不開它，小到電子手表、計算器、通用電腦，大到計算機、通迅電子設備、軍用武器系統，只要有集成電路等電子無器件，它們之間電氣互連都要用到PCB。除了固定各種小零件外，它提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機械支撐、實現集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。同時為自動錫焊提供阻焊圖形；為元器件插裝、檢查、維修提供識別字符和圖形。隨著電子設備越來越復雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了． 編輯本段PCB接線端子的制造原理 　　我們打開通用電腦的健盤就能看到一張軟性薄膜（撓性的絕緣基材），印上有銀白色（銀漿）的導電圖形與健位圖形。因為通用絲網漏印方法得到這種圖形，所以我們稱這種印制線路板為撓性銀漿印制線路板。而我們去電腦城看到的各種電腦主機板、顯卡、網卡、調制解調器、聲卡及家用電器上的印制電路板就不同了。它所用的基材是由紙基（常用于單面）或玻璃布基（常用于雙面及多層），預浸酚醛或環氧樹脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。這種線路板覆銅簿板材，我們就稱它為剛性板。再制成印制線路板，我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形我們稱單面印制線路板，雙面有印制線路圖形，再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印制線路板，我們就稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印制線路板，通過定位系統及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱為多層印制線路板。現在已有超過100層的實用印制線路板了。 編輯本段PCB的生產過程 　　PCB的生產過程較為復雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡單的機械加工到復雜的機械加工，有普通的化學反應還有光化學電化學熱化學等工藝，計算機輔助設計CAM等多方面的知識。而且在生產過程中工藝問題很多而且會時時遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了，由于其生產過程是一種非連續的流水線形式，任何一個環節出問題都會造成全線停產或大量報廢的后果，印刷線路板如果報廢是無法回收再利用的，工藝工程師的工作壓力較大，所以許多工程師離開了這個行業轉到印刷線路板設備或材料商做銷售和技術服務方面的工作。 　　板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質所制作成．在表面可以看到的細小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在制造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網狀的細小線路了．這些線路被稱作導線（conductor pattern）或稱布線，并用來提供PCB上零件的電路連接． 　　為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上．在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導線則都集中在另一面．這么一來我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的．因為如此，PCB的正反面分別被稱為零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）． 　　如果PCB上頭有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時會用到插座（Socket）．由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝． 　　如果要將兩塊PCB相互連結，一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭（edge connector）．金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實上也是PCB布線的一部份．通常連接時，我們將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適的插槽上（一般叫做擴充槽Slot）．在計算機中，像是顯示卡，聲卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來與主機板連接的． 　　PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的顏色．這層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方．在阻焊層上另外會印刷上一層絲網印刷面（silk screen）．通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的），以標示出各零件在板子上的位置．絲網印刷面也被稱作圖標面（legend）． 　　印刷電路板將零件與零件之間復雜的電路銅線，經過細致整齊的規劃后，蝕刻在一塊板子上，提供電子零組件在安裝與互連時的主要支撐體，是所有電子產品不可或缺的基礎零件。 　　印刷電路板以不導電材料所制成的平板，在此平板上通常都有設計預鉆孔以安裝芯片和其它電子組件。組件的孔有助于讓預先定義在板面上印制之金屬路徑以電子方式連接起來，將電子組件的接腳穿過PCB后，再以導電性的金屬焊條黏附在PCB上而形成電路。 　　依其應用領域PCB可分為單面板、雙面板、四層板以上多層板及軟板。一般而言，電子產品功能越復雜、回路距離越長、接點腳數越多，PCB所需層數亦越多，如高階消費性電子、信息及通訊產品等；而軟板主要應用于需要彎繞的產品中：如筆記型計算機、照相機、汽車儀表等。 編輯本段PCB的發展簡史 　　印制電路基本概念在本世紀初已有人在專利中提出過,1947年美國航空局和美國標準局發起了印制電路首次技術討論會,當時列出了26種不同的印制電路制造方法.并歸納為六類:涂料法、噴涂法、化學沉積法、真空蒸發法、模壓法和粉壓法.當時這些方法都未能實現大規模工業化生產, 直到五十的年代初期,由于銅箔和層壓板的粘合問題得到解決,覆銅層壓板性能穩定可靠,并實現了大規模工業化生產,銅箔蝕刻法,成為印制板制造技術的主流,一直發展至今.六十年代,孔金屬化雙面印制和多層印制板實現了大規模生產,七十年代收于大規模集成電路和電子計算機和迅速發展,八十年代表面安裝技術和九十年代多芯片組裝技術的迅速發展推動了印制板生產技術的繼續進步,一批新材料、新設備、新測試儀器相繼涌現.印制電路生產動手術進一步向高密度,細導線,多層,高可靠性、低成本和自動化連續生產的方向發展. 　　我國從五十年代中期開始了單面印制板的研制.首先應用于半導體收音機中.六十年代中自力更生地開發了我國的覆箔板基材,使銅箔蝕刻法成為我國PCB生產的主導工藝.六十年代已能大批量地生產單面板,小批量生產雙面金屬化孔印制 ,并在少數幾個單位開始研制多層板.七十年代在國內推廣了圖形電鍍蝕刻法工藝,但由于受到各種干擾,印制電路專用材料和專用設備沒有及時跟上,整個生產技術水平落后于國外先進水平.到了八十年代,由于改革、開放政策的批引,不僅引進了大量具有國外八十年代先進水平的單面、雙面、多層印制板生產線,而且經過十多年消化、吸收,較快地提高了我國印制電路生產技術水平. 　　1990年以來香港、臺灣地區及日本等外國PCB廠商紛紛來到我國合資或獨資設廠，使我國PCB生產產量猛增，發展很快。1995年全國印制電路行業協會進行了一次全國調查，共調查了全國459個印制電路板生產企業，其中包括國營企業128個，集體企業125個，合資企業86個，私營企業22個，外資企業98個。合計印制板總產量已達1656萬平方米，其中雙面板為362萬平方米，多層板為124萬平方米，總銷售額為90億元人民幣(約11億美元)。美IPC協會的資料公布中國包括香港地區1994年印制電路銷售額為11.7億美元，已占世界總額的5.5％，居世界第四位，在生產技術上，由于大量引進了國外先進設備和先進生產技術，大大縮短了和國外的差距，取得了很大的進步。但我國的PCB企業大都規模較小，人均年銷售額和工業全員勞動生產率較低，技術水平較低編輯本段PCB在行業中的運用 　　電腦及周邊：主機板、顯示器、網卡、內存卡、IC、鼠標、路由器、攝像 頭、U盤、風扇馬達、 　　游戲機、游戲卡板（金手指板） 　　手機：手機板、充電器 　　電子防盜鎖 　　音響、打印機、復印機、傳真機、電話、掃描儀 　　監控系統、視像頭 　　DV、相機 　　電表板 　　汽車產品：車載音響、空調開關、控制系統 　　燈具 　　LED板（液晶顯示器、液晶告示牌） 　　各種機器的感應器 　　衛浴設備：馬達、控制器、開關 　　還有高端行業的PCB板：如醫療設備、軍用設備、航天設備等 編輯本段PCB設計 　　1. POWER PCB的圖層與PROTEL的異同 　　我們做設計的有很多都不止用一個軟件，由于PROTEL上手容易的特點，很多朋友都是先學的PROTEL后學的POWER，當然也有很多是直接學習的POWER，還有的是兩個軟件一起用。由于這兩個軟件在圖層設置方面有些差異，初學者很容易發生混淆，所以先把它們放在一起比較一下。直接學習POWER的也可以看看，以便有一個參照。 　　首先看看內層的分類結構比較如下表所示。 　　表1 PROTEL與POWER的內層結構圖 　　軟件名 屬性 層名 用途 　　PROTEL 正片 MIDLAYER 純線路層 　　MIDLAYER 混合電氣層（包含線路，大銅皮） 　　負片 INTERNAL 純負片 （無分割，如GND） 　　INTERNAL 帶內層分割（最常見的多電源情況） 　　POWER 　　正片 NO PLANE 純線路層 　　NO PLANE 混合電氣層（用鋪銅的方法 COPPER POUR） 　　SPLIT/MIXED 混合電氣層（內層分割層法 PLACE AREA） 　　負片 CAM PLANE 純負片 （無分割，如GND） 　　從表1可以看出，POWER與PROTEL的電氣圖層都可分為正負片兩種屬性，但是這兩種圖層屬性中包含的圖層類型卻不相同。 　　1.PROTEL只有兩種圖層類型，分別對應正負片屬性。而POWER則不同，POWER中的正片分為兩種類型，NO PLANE和SPLIT/MIXED。 　　2.PROTEL中的負片可以使用內電層分割，而POWER的負片只能是純負片（不能應用內電層分割，這一點不如PROTEL）。內層分割必須使用正片來做。用SPLIT/MIXED層,也可用普通的正片(NO PLANE)＋鋪銅。 　　也就是說，在POWER PCB中，不管用于電源的內層分割還是混合電氣層，都要用正片來做，而普通的正片（NO PLANE)與專用混合電氣層（SPLIT/MIXED）的唯一區別就是鋪銅的方式不一樣！負片只能是單一的負片。（用2D LINE分割負片的方法，由于沒有網絡連接和設計規則的約束，容易出錯，不推薦使用）。 　　這兩點是它們在圖層設置與內層分割方面的主要區別。 　　2. SPLIT/MIXED層的內層分割與NO PLANE層的鋪銅之間的區別 　　（1） SPLIT/MIXED:必須使用內層分割命令（PLACE AREA)，可自動移除內層獨立焊盤，可走線，可以方便的在大片銅皮上進行其他網絡的分割，內層分割的智能化較高。 　　（2） NO PLANEC層：必須使用鋪銅的命令(COPPER POUR)，用法同外層線路，不會自動移除獨立焊盤，可走線，不可以在大塊銅皮上進行其他網絡的分割。也就是說不能出現大塊銅皮包圍小塊銅皮的現象。 　　3. POWER PCB的圖層設置及內層分割方法 　　看過上面的結構圖以后應該對POWER的圖層結構已經很清楚了，確定了要使用什么樣的圖層來完成設計，下一步就是添加電氣圖層的操作了。 　　下面以一塊四層板為例： 　　首先新建一個設計，導入網表，完成基本的布局，然后新增圖層SETUP-LAYER DEFINITION,在ELECTRICAL LAYER區，點擊MODIFY,在彈出的窗口中輸入4，單擊OK。此時在TOP與BOT中間已經有了兩個新電氣圖層，分別給這兩個圖層命名，并設置圖層類型。 　　把INNER LAYER2命名為GND，并設定為CAM PLANE，然后點擊右邊的ASSIGN分配網絡，因為這層是負片的整張銅皮，所以分配一個GND就可以，千萬不要分多了網絡！ 　　把INNER LAYER3命名為POWER，并設定為SPLIT/MIXED（因為有多組電源，所以要用到內層分割），點擊ASSIGN，把需要走在內層的電源網絡分配到右邊的ASSOCIATED窗口下（假設分配三個電源網絡）。 　　下一步進行布線，把外層除了電源地以外的線路全部走完。電源地的網絡則直接打孔即可自動連接到內層（小技巧，先暫時把POWER層的類型定義為CAM PLANE，這樣凡是分配到內層的電源網絡且打了過孔的線路系統都會認為已經連接，而自動取消鼠線）。待所有布線都完成以后即可進行內層分割。 　　第一步是給網絡上色，以利于區分各個接點位置，按快捷鍵CTRL+SHIFT+N，指定網絡顏色（過程略）。 　　然后把POWER層的圖層屬性改回SPLIT/MIXED，再點擊DRAFTING-PLACE AREA，下一步即可繪制第一個電源網絡的鋪銅。 　　1號網絡（黃色）：第一個網絡要鋪滿整個板面，然后指定為連接面積最大，數量最多的那個網絡名稱。 　　2號網絡（綠色）：下面進行第二個網絡，注意因為這一網絡位于整個板子的中部，所以我們要在已經鋪好的大銅面上切出一塊來作為新的網絡。還是點擊PLACE AREA，然后按照顏色指示繪制切割區域，當雙擊鼠標完成切割的時候，系統會自動出現當前所切割網絡（1）與當前網絡（2）的的區域隔離線（由于是用正片鋪銅的方式做切割，所以不能象負片做切割那樣用一條正性線來完成大銅面的分割）。同時分配該網絡名稱。 　　3號網絡（紅色）：下面第三個網絡，由于此網絡較靠近板邊，所以我們還可以用另外一個命令來做。點擊DRAFTING-AUTO PLANE SEPARATE，然后從板邊開始畫起，把需要的接點包圍以后再回到板邊，雙擊鼠標即可完成。同時也會自動出現隔離帶，并彈出一個網絡分配窗口，注意此窗口需要連續分配兩個網絡，一個是你剛剛切割出來的網絡，一個是剩余區域的網絡（會有高亮顯示）。 編輯本段國際PCB行業發展狀況 　　目前，全球PCB產業產值占電子元件產業總產值的四分之一以上，是各個電子元件細分產業中比重最大的產業，產業規模達400億美元。同時，由于其在電子基礎產業中的獨特地位，已經成為當代電子元件業中最活躍的產業，2003和2004年，全球PCB產值分別是344億美元和401億美元，同比增長率分別為5.27%和16.47%。 　　國內PCB行業發展狀況 ： 　　我國的PCB研制工作始于1956年，1963-1978年，逐步擴大形成PCB產業。改革開放后20多年，由于引進國外先進技術和設備，單面板、雙面板和多層板均獲得快速發展，國內PCB產業由小到大逐步發展起來。2002年，中國PCB產值超過臺灣，成為第三大PCB產出國。2003年，PCB產值和進出口額均超過60億美元，成為世界第二大PCB產出國。我國PCB產業近年來保持著20%左右的高速增長，并預計在2010年左右超過日本，成為全球PCB產值最大和技術發展最活躍的國家。 　　從產量構成來看，中國PCB產業的主要產品已經由單面板、雙面板轉向多層板，而且正在從4～6層向6～8層以上提升。隨著多層板、HDI板、柔性板的快速增長，我國的PCB產業結構正在逐步得到優化和改善。 　　然而，雖然我國PCB產業取得長足進步，但目前與先進國家相比還有較大差距，未來仍有很大的改進和提升空間。首先，我國進入PCB行業較晚，沒有專門的PCB研發機構，在一些新型技術研發能力上與國外廠商有較大差距。其次，從產品結構上來看，仍然以中、低層板生產為主，雖然FPC、HDI等增長很快，但由于基數小，所占比例仍然不高。再次，我國PCB生產設備大部分依賴進口，部分核心原材料也只能依靠進口，產業鏈的不完整也阻礙了國內PCB系列企業的發展腳步。 　　PCB產業鏈 　　按產業鏈上下游來分類，可以分為原材料-覆銅板-印刷電路板-電子產品應用，其關系簡單表示為： 　　玻纖布：玻纖布是覆銅板的原材料之一，由玻纖紗紡織而成，約占覆銅板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。玻纖紗由硅砂等原料在窯中煅燒成液態，通過極細小的合金噴嘴拉成極細玻纖，再將幾百根玻纖纏絞成玻纖紗。窯的建設投資巨大，一般需上億資金，且一旦點火必須24小時不間斷生產，進入退出成本巨大。玻纖布制造則和織布企業類似，可以通過控制轉速來控制產能及品質，且規格比較單一和穩定，自二戰以來幾乎沒有規格上的太大變化。和CCL不同，玻纖布的價格受供需關系影響最大，最近幾年的價格在0.50-1.00美元/米之間波動。目前臺灣和中國內地的產能占到全球的70%左右。 　　銅箔：銅箔是占覆銅板成本比重最大的原材料，約占覆銅板成本的30%(厚板)和50%(薄板)，因此銅箔的漲價是覆銅板漲價的主要驅動力。銅箔的價格密切反映于銅的價格變化，但議價能力較弱，近期隨著銅價的節節高漲，銅箔廠商處境艱難，不少企業被迫倒閉或被兼并，即使覆銅板廠商接受銅箔價格上漲各銅箔廠商仍然處于普遍虧損狀態。由于價格缺口的出現，2006年一季度極有可能出現又一波漲價行情，從而可能帶動CCL價格上漲。 　　覆銅板：覆銅板是以環氧樹脂等為融合劑將玻纖布和銅箔壓合在一起的產物，是PCB的直接原材料，在經過蝕刻、電鍍、多層板壓合之后制成印刷電路板。覆銅板行業資金需求量不高，大約為3000-4000萬元左右，且可隨時停產或轉產。在上下游產業鏈結構中，CCL的議價能力最強，不但能在玻纖布、銅箔等原材料采購中擁有較強的話語權，而且只要下游需求尚可，就可將成本上漲的壓力轉嫁下游PCB廠商。今年三季度，覆銅板開始提價，提價幅度在5-8%左右，主要驅動力是反映銅箔漲價，且下游需求旺盛可以消化CCL廠商轉嫁的漲價壓力。全球第二大的覆銅板廠商南亞亦于12月15日提高了產品價格，顯示出至少2006年一季度PCB需求形式良好。 編輯本段行業總評 　　作為用途最廣泛的電子元件產品，PCB擁有強大的生命力。無論從供需關系上看還是從歷史周期上判斷，2006年初是行業進入景氣爬坡的階段，下游需求的持續強勁已經逐層次拉動了PCB產業鏈上各廠商的出貨情況，形成至少在2006年一季度“淡季不淡”的局面。將行業評級由“回避”上調到“良好”。 　　PCB是信息電子工業最基本的構件，屬于電子元器件行業中的電子元件產業。按照層數來分，PCB分為單面板(SSB)、雙面板(DSB)和多層板(MLB)；按柔軟度來分，PCB分為剛性印刷電路板(RPC)和柔性印刷電路板(FPC)。在產業研究中，一般按照上述PCB產品的基本分類，將PCB產業細分為單面板、雙面板、常規多層板、柔性板、HDI(高密度燒結)板、封裝基板等六個主要細分產業。 　　PCB行業為典型的周期性行業。從歷史情況來看，其周期一般為7-8年，但隨著下游需求更新速度的加快，逐步縮短為4年左右，近期景氣的高點分別出現在1995年、2000年和2004年。和液晶面板及內存等產品不同，CCL的價格走勢主要受原材料成本驅動，而PCB的價格則受供需平衡度影響較大。

回答者：one_fire2016-08-22 00:00