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PCB是什么意思?还是什么东西?

文章来源:亚洲城人气:发表时间:2018-08-16 16:56

  PCB板即PrintedCircuitBoard的简写,中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒(PaulEisler),他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年,美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年,美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起,印刷电路版技术才开始被广泛采用。在印制电路板出现之前,电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在,电路面板只是作为有效的实验工具而存在;印刷电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。

  印制电路板的设计是以电路原理图为根据,实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手工实现,复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。

  根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达十几层。

  1、单面板(Single-Sided Boards) 在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。

  2、双面板(Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

  3、多层板(Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。

  PCB的原材料:覆铜箔层压板是制作印制电路板的基板材料。它用作支撑各种元器件,并能实现它们之间的电气连接或电绝缘。

  PCB就是印刷电路板(Printed circuit board,PCB板),简单的说就是置有集成电路和其他电子组件的薄板。

  据Time magazine 最近报道,中国和印度属于全球污染最严重的国家。为保护环境,中国政府已经在严格制定和执行有关污染整治条理,并波及到PCB产业。许多城镇正不再允许扩张及建造PCB新厂,例如:深圳。而东莞已经专门指定四个城镇作为“污染产业”生产基地,禁止在划定的区域之外再建造新厂。

  如果在某样设备中有电子零件,它们都是镶在大小各异的PCB上的。除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。

  随着电子设备越来越复杂,需要的零件自然越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了。裸板(上头没有零件)也常被称为印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接。

  通常PCB的颜色都是绿色或是棕色,这是阻焊漆(solder mask)的颜色。是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。

  为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上.在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面.这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的.因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component Side)与焊接面(Solder Side).

  如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket).由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装.

  如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge connector).金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份.通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot).在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的.

  印刷电路板将零件与零件之间复杂的电路铜线,经过细致整齐的规划后,蚀刻在一块板子上,提供电子零组件在安装与互连时的主要支撑体,是所有电子产品不可或缺的基础零件。

  印刷电路板以不导电材料所制成的平板,在此平板上通常都有设计预钻孔以安装芯片和其它电子组件。组件的孔有助于让预先定义在板面上印制之金属路径以电子方式连接起来,将电子组件的接脚穿过PCB后,再以导电性的金属焊条黏附在PCB上而形成电路。

  依其应用领域PCB可分为单面板、双面板、四层板以上多层板及软板。一般而言,电子产品功能越复杂、回路距离越长、接点脚数越多,PCB所需层数亦越多,如高阶消费性电子、信息及通讯产品等;而软板主要应用于需要弯绕的产品中:如笔记型计算机、照相机、汽车仪表等

  按产业链上下游来分类,可以分为原材料-覆铜板-印刷电路板-电子产品应用,其关系简单表示为:

  玻纤布:玻纤布是覆铜板的原材料之一,由玻纤纱纺织而成,约占覆铜板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。玻纤纱由硅砂等原料在窑中煅烧成液态,通过极细小的合金喷嘴拉成极细玻纤,再将几百根玻纤缠绞成玻纤纱。窑的建设投资巨大,一般需上亿资金,且一旦点火必须24小时不间断生产,进入退出成本巨大。玻纤布制造则和织布企业类似,可以通过控制转速来控制产能及品质,且规格比较单一和稳定,自二战以来几乎没有规格上的太大变化。和CCL不同,玻纤布的价格受供需关系影响最大,最近几年的价格在0.50-1.00美元/米之间波动。目前台湾和中国内地的产能占到全球的70%左右。

  铜箔:铜箔是占覆铜板成本比重最大的原材料,约占覆铜板成本的30%(厚板)和50%(薄板),因此铜箔的涨价是覆铜板涨价的主要驱动力。铜箔的价格密切反映于铜的价格变化,但议价能力较弱,近期随着铜价的节节高涨,铜箔厂商处境艰难,不少企业被迫倒闭或被兼并,即使覆铜板厂商接受铜箔价格上涨各铜箔厂商仍然处于普遍亏损状态。由于价格缺口的出现,2006年一季度极有可能出现又一波涨价行情,从而可能带动CCL价格上涨。

  覆铜板:覆铜板是以环氧树脂等为融合剂将玻纤布和铜箔压合在一起的产物,是PCB的直接原材料,在经过蚀刻、电镀、多层板压合之后制成印刷电路板。覆铜板行业资金需求量不高,大约为3000-4000万元左右,且可随时停产或转产。在上下游产业链结构中,CCL的议价能力最强,不但能在玻纤布、铜箔等原材料采购中拥有较强的话语权,而且只要下游需求尚可,就可将成本上涨的压力转嫁下游PCB厂商。今年三季度,覆铜板开始提价,提价幅度在5-8%左右,主要驱动力是反映铜箔涨价,且下游需求旺盛可以消化CCL厂商转嫁的涨价压力。全球第二大的覆铜板厂商南亚亦于12月15日提高了产品价格,显示出至少2006年一季度PCB需求形式良好。

  目前,全球PCB产业产值占电子元件产业总产值的四分之一以上,是各个电子元件细分产业中比重最大的产业,产业规模达400亿美元。同时,由于其在电子基础产业中的独特地位,已经成为当代电子元件业中最活跃的产业,2003和2004年,全球PCB产值分别是344亿美元和401亿美元,同比增长率分别为5.27%和16.47%。

  我国的PCB研制工作始于1956年,1963-1978年,逐步扩大形成PCB产业。改革开放后20多年,由于引进国外先进技术和设备,单面板、双面板和多层板均获得快速发展,国内PCB产业由小到大逐步发展起来。2002年,中国PCB产值超过台湾,成为第三大PCB产出国。2003年,PCB产值和进出口额均超过60亿美元,成为世界第二大PCB产出国。我国PCB产业近年来保持着20%左右的高速增长,并预计在2010年左右超过日本,成为全球PCB产值最大和技术发展最活跃的国家。

  从产量构成来看,中国PCB产业的主要产品已经由单面板、双面板转向多层板,而且正在从4~6层向6~8层以上提升。随着多层板、HDI板、柔性板的快速增长,我国的PCB产业结构正在逐步得到优化和改善。

  然而,虽然我国PCB产业取得长足进步,但目前与先进国家相比还有较大差距,未来仍有很大的改进和提升空间。首先,我国进入PCB行业较晚,没有专门的PCB研发机构,在一些新型技术研发能力上与国外厂商有较大差距。其次,从产品结构上来看,仍然以中、低层板生产为主,虽然FPC、HDI等增长很快,但由于基数小,所占比例仍然不高。再次,我国PCB生产设备大部分依赖进口,部分核心原材料也只能依靠进口,产业链的不完整也阻碍了国内PCB系列企业的发展脚步。

  作为用途最广泛的电子元件产品,PCB拥有强大的生命力。无论从供需关系上看还是从历史周期上判断,2006年初是行业进入景气爬坡的阶段,下游需求的持续强劲已经逐层次拉动了PCB产业链上各厂商的出货情况,形成至少在2006年一季度“淡季不淡”的局面。将行业评级由“回避”上调到“良好”。

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