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电路板

电路板

分类: 电子工程
属性: 产品
最后修改时间: 2024年04月25日
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电路板(print circuit board,PCB)可称为印刷线路板或印刷电路板。电路板是由集成电路、石英振子、微调电容和印刷电路板所组成。电路板的名称有:陶瓷电路板,氧化铝陶瓷电路板,氮化铝陶瓷电路板等。

       电路板使电路迷你化、直观化,对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。在电子设备中主要用于连接各种电子元器件,并起着结构支撑件的作用。

       电路板可称为印刷线路板或印刷电路板,英文名称为(Printed Circuit Board)PCB、(Flexible Printed Circuit board)FPC线路板(FPC线路板又称柔性线路板柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性,绝佳的可挠性印刷电路板。具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好的特点。)和软硬结合板(reechas,Soft and hard combination plate)-FPC与PCB的诞生与发展,催生了软硬结合板这一新产品。因此,软硬结合板,就是柔性线路板与硬性线路板,经过压合等工序,按相关工艺要求组合在一起,形成的具有FPC特性与PCB特性的线路板。

组成

       电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成,各组成部分的主要功能如下:

       焊盘:用于焊接元器件引脚的金属孔。

       过孔:有金属过孔 和 非金属过孔,其中金属过孔用于连接各层之间元器件引脚。

       安装孔:用于固定电路板。

       导线:用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。

       接插件:用于电路板之间连接的元器件。

       填充:用于地线网络的敷铜,可以有效的减小阻抗。

       电气边界:用于确定电路板的尺寸,所有电路板上的元器件都不能超过该边界。

技术现状

       国内对印刷电路板的自动检测系统的研究大约始于90年代初中期,还刚刚起步。从事这方面研究的科研院所也比较的少,而且也因为受各种因素的影响,对于印刷电路板缺陷的自动光学检测系统的研究也停留在一个相对初期的水平。正因为国外的印刷电路板的自动检测系统价格太贵,而国内也没有研制出真正意义上印刷电路板的自动检测设备,所以国内绝大部分电路板生产厂家还是采用人工用放大镜或投影仪查看的办法进行检侧。由于人工检查劳动强度大,眼睛容易产生疲劳,漏验率很高。而且随着电子产品朝着小型化、数字化发展,印制电路板也朝着高密度、高精度发展,采用人工检验的方法,基本无法实现。对更高密度和精度电路板(0.12~0.10mm),己完全无法检验。检测手段的落后,导致目前国内多层板(8-12层)的产品合格率仅为50~60%。

分类

       线路板按层数来分的话分为单面板,双面板,和多层线路板三个大的分类。

       首先是单面板,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,所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单,造价低,但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。

       双面板是单面板的延伸,当单层布线不能满足电子产品的需要时,就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线,并且可以通过过孔来导通两层之间的线路,使之形成所需要的网络连接。

       多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成,且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。

       线路板按特性来分的话分为软板(FPC),硬板(PCB),软硬结合板(FPCB)。

发展前景

优势

       产业政策的扶持

       我国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出,要提升电子信息制造业,根据数字化、网络化、智能化总体趋势,大力发展集成电路软件和新型元器件等核心产业。

       根据我国信息产业部《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》,印刷电路板(特别是多层、柔性、柔刚结合和绿色环保印刷线路板技术)是我国电子信息产业未来5-15年重点发展的15个领域之一。在东莞、深圳成立了许多线路板科技园。

       下游产业的持续快速增长

       我国信息电子产业的快速发展为印刷电路板行业的快速发展提供了良好的市场环境。电子通讯设备、电子计算机、家用电器等电子产品产量的持续增长为印刷电路板行业的快速增长提供了强劲动力。此外,3G牌照发放将引发大规模电信投资,并带动对服务器、存储、网络设备的大量需求。根据中国信息产业部的预测,2006和2007年中国大陆电信固定资产投资规模增长率将分别达到10.53%、14.29%。

       劳动力成本优势,制造业向中国的转移

       由于亚洲各国在劳动力资源、市场、投资及税收政策方面的优惠措施,吸引美国及欧洲的制造业向亚洲,特别是中国转移。中国具有得天独厚的条件,大量的电子产品及设备制造商将工厂设立在中国大陆,并由此带动相关产业的发展。印刷电路板作为基础的电子元件,市场的配套需求增长强劲,行业前景看好。

劣势

       产品同质性高,高端板比重低,成本转嫁能力弱

       激烈的价格竞争,各公司无法把成本上升因素转嫁给用户,只能靠自身因素去消化,在材料成本不断上升的情况下,PCB价格不会出现大的变化,而一旦材料成本下降,激烈的竞争使价格下降。

       本土企业产品规模结构和关键技术不足

       中小型和民营厂商的生产能力和技术水平都在低级产品

       没有被国际接受的工业标准

       缺少自己和公认的品牌

       对研发重视不够,无力从事研发

       高级设备、技术多掌握在外资企业中

       没有形成配套齐全,行业自律的市场

       废弃物的处理没有达到环保标准

机会

       下游需求带来发展动力

       美国、欧洲等主要生产国减产或产品结构调整带来的市场空间

       国际产业转移带来新的技术和管理电子信息产业高速发展,出口增长40-45%之间,PCB产业却落后于整体电子信息产业的增长幅度,多层板和HDI板的产量更远远落后于市场,需大量依赖进口,PCB产业还有很大的发展空间

       各厂商要寻找高毛利的细分市场、产品,转型到高阶产品,以软板、软硬结合板、厚铜板、光电的XY控制板、TFT面板的source板、汽车板、内存板、内存模块板、10层以上PCB板,有更多的机会。

威胁

       原材料和能源价格上涨的压力

       印刷电路板生产所需的主要原料包括覆铜板、铜箔、半固化片、化学药水、阳极铜/锡/镍、干膜、油墨等,此外,印刷电路板的生产还需要消耗电力能源,贵金属以及石油、煤等基础能源价格的大幅上涨也使得印刷电路板行业覆铜板、铜箔等主要原材料和能源的价格均有较大幅度的上升,这给印刷电路板生产企业带来一定的成本压力。

       下游产业的价格压力

       我国印刷电路板行业的市场竞争程度较高,单个厂商的规模不大,定价能力有限。而随着下游产业产能的扩张和竞争的加剧,下游产业中的价格竞争日益激烈,控制产品成本是众多厂商关注的重点。在这种情况下,下游产业的成本压力可能部分传递到印刷电路板行业,印刷电路板价格提高的障碍较大。

       人民币升值风险:影响出口,影响以国外订单为主的企业

       行业过剩供给,需要进一步整合风险

       解决环保问题与ROHS标准

       3G牌照迟迟不发

       原材料涨价PCB提不动价格,而阶段性回落时,立即招来下游行业一片降价要求。PCB结构性供需不平衡。高中低三个企业层面,中高端有外资、港资,台资、少数国有企业主导,国内企业处于资金和技术劣势。低端指运作不规范的小厂,由于设备、环保方面投资少,反而形成成本优势。中端层面形成厂家密集态势,两头夹击,竞争更加激烈。一些厂家改扩建,市场难以很快消化,价格战越演越烈

       中国政府严格制定和执行有关污染整治条例,涉及到PCB产业,不许新建和扩建PCB厂,电镀厂规定很严

       工人工资水平上升很快。

       中国PCB周期性分析和预测:

       PCB的周期性变的平稳,以前受电脑的周期性影响,但产品多元化。不会因为一两个电子产品产销不旺,造成整个市场下滑。

       印刷电路板行业的周期性不明显,主要是随着观经济波动。上世纪90年代以来,我国印刷电路板行业连续多年保持着30%左右的高速增长。

       2001年至2002年,受世界经济增长放缓等因素的影响,我国印刷电路板行业的增长速度出现较大幅度的下降,2001年和2002年的行业产值同比增长不足5%。

       2003年以后,随着全球经济的复苏以及新兴电子产品的出现和广泛应用,印刷电路板的需求再度出现快速增长,我国印刷电路板行业的产值恢复到30%左右的年增长速度。2005年,我国印刷电路板行业产值同比增长约31.4%。

       2007年景气成长脚步趋缓,从2003年下半年景气复苏到2006年似乎已告终结,但中国的增长还可以靠发达国家的产能转移来实现。

       最近几年中国玻纤( 18.83,0.56,3.07%)工业蓬勃发展,其高速的发展动力,来自先进的池窑拉丝技术。中国玻纤工业已彻底打破了国外对先进池窑拉丝技术和主要装备的垄断局面,完全实现了有中国特色的自主知识产权的成套技术与装备国产化的总体战略目标,从而带动了玻纤行业的大发展。

       近2年中国的池窑数量、产能以超过30%的速度不断增加,电子玻纤布的产能也以相应速度发展。中国的电子玻纤行业瞄准世界先进水平,发展无碱池窑拉丝先进生产力,建设高水平无碱池窑拉丝生产线及玻纤制品生产线,继续压缩落后的球法拉丝工艺生产能力,产品标准实现与国际产品标准接轨。池窑拉丝成为强大动力,促进了中国玻纤行业生产技术的升级换代,国产设备的自主创新,推动着玻纤产业的高速增长。

       覆铜板用电子玻纤布正在向薄型发展,以满足电子产品的短、小、轻、薄、高密度组装的要求,促进电路板向多层、超多层发展。2000年以前,我国大陆的覆铜板行业使用的是7628布(属于厚布),占总用量的80%,使用2116和1080布(属于薄布)占总用量的20%已经发展到厚布占60%,薄布占40% 。

       目前我国大陆使用的覆铜板生产厂家使用的薄型电子布规格除2116和1080外,还有3313、2313、2113、2112、1505、1500、1086、1065等8个规格,极薄型电子布由1078和106等2个规格。因此电子布生产厂家加速研制开发薄型电子布是当务之急。

       电路板的价格

       简介

       根据电路板的设计不同,价格会因为电路板的材料,电路板的层数,电路板的尺寸,每次生产的数量,生产的工艺,最小的线宽线距,最小的孔径以及孔的数量,特殊工艺等要求来决定.行业内主要有以下几种方式来计算价格:

       1,按尺寸计算价格(对于样品小批量适用)

       生产商会根据不同的电路板层数,不同的工艺给出每平方厘米的单价,客户只需要把电路板的尺寸换成厘米然后乘以每平方厘米单价就能得出所要生产的电路板的单价.这种计算方式对于普通工艺的电路板来说是很适用的,既方便生产商也方便采购商.以下是举例说明:

       例如某生产厂定价单面板,FR-4材料,10-20平方米的订单,单价为0.04元/平方厘米,这时如果采购商的电路板尺寸是10*10CM,生产的数量是1000-2000块,就刚好符合这个标准,单价就等于10*10*0.04=4元一块.

       2,按成本精细化计算价格(对于大批量适用)

       因为电路板的原材料是覆铜板,生产覆铜板的工厂定了一些固定的尺寸在市场上销售,常见的有915MM*1220MM(36"*48");940MM*1245MM(37"*49");1020MM*1220MM(40"*48");1067mm*1220mm(42"*48");1042MM*1245MM(41"49");1093MM*1245MM(43"*49");生产商会根据所要生产的电路板的材料,层数,工艺,数量等参数计算出此批电路板的覆铜板利用率,从而算出材料成本,举例来说就是你生产一块100*100MM的电路板,工厂为了提高生产效率,他可能会拼成100*4和100*5的大块板来生产,这其中他们还需要加一些间距和板边用于方便生产,一般锣板的间距留2MM,板边留8-20MM,然后形成的大块板在原材料的尺寸中来切割,这里如果刚好切割,没有什么多余的板,就是利用率最大化.算出利用就只是其中的一步,还要算钻孔费,看看有多少个孔,最小的孔多大,一张大板有多少个孔,还要根据板子里的走线来算出电镀铜的成本等每个小工艺的成本,最后加上每个公司平均的人工费,损耗率,利润率,营销费用,最后把这个总的费用除以一大块原材料里能生产多少个小板,得出小板的单价.这个过程非常复杂,需要有专人来做,一般报价都要几个小时以上.

       3,在线计价器

       由于电路板的价格受多种因素影响,普通的采购商对于供应商的报价过程也不懂,往往要得到一个价格需要花很久的时间,浪费了大量的人力物力,还会因为想了解一个电路板的价格,把个人的联络信息交给了工厂带来后续的不断推销骚扰.已有很多公司开始在自己的网站上建一个电路板计价程序,通过一些规则,让客户自由计算价格.对于不懂PCB的人也能轻松计算出PCB的价格.

工作层面

       电路板包括许多类型的工作层面,如信号层、防护层、丝印层、内部层等,各种层面的作用简要介绍如下:

       ⑴信号层:主要用来放置元器件或布线。Protel DXP通常包含30个中间层,即Mid Layer1~Mid Layer30,中间层用来布置信号线,顶层和底层用来放置元器件或敷铜。

       ⑵防护层:主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡,从而保证电路板运行的可靠性。其中Top Paste和Bottom Paste分别为顶层阻焊层和底层阻焊层;Top Solder和Bottom Solder分别为锡膏防护层和底层锡膏防护层。

       ⑶丝印层:主要用来在电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等。

       ⑷内部层:主要用来作为信号布线层,Protel DXP中共包含16个内部层。

       ⑸其他层:主要包括4种类型的层。

       Drill Guide(钻孔方位层):主要用于印刷电路板上钻孔的位置。

       Keep-Out Layer(禁止布线层):主要用于绘制电路板的电气边框。

       Drill Drawing(钻孔绘图层):主要用于设定钻孔形状。

       Multi-Layer(多层):主要用于设置多面层。

维修知识

       电路板维修是一门新兴的修理行业。工业设备的自动化程度越来越高,所以各个行业的工控板的数量也越来越多,工控板损坏后,更换电路板所需的高额费用(少则几千元,多则上万或几十万元)也成为各企业非常头痛的一件事。其实,这些损坏的电路板绝大多数在国内是可以维修的,而且费用只是购买一块新板的20%-30%,所用时间也比国外定板的时间短的多。下面介绍下电路板维修基础知识。

       几乎所有的电路板维修都没有图纸材料,因此很多人对电路板维修持怀疑态度,虽然各种电路板千差万别,但是不变的是每种电路板都是由各种集成块、电阻、电容及其它器件构成的,所以电路板损坏一定是其中某个或某些个器件损坏造成的,电路板维修的思想就是基于上述因素建立起来的。电路板维修分为检测跟维修两个部分,其中检测占据了很重要的位置。对电路板上的每一个器件进行修基础知识的验测,直到将坏件找到更换掉,那么一块电路板就修好了。

       电路板检测就是对电路板上的每一个电子元件故障的查找、确定和纠正的过程。其实整个检测过程是思维过程和提供逻辑推理线索的测试过程,所以,检测工程师必需要在电路板的维护、测试、检修过程中,逐渐地积累经验,不断地提高水平。一般的电子设备都是由成千上万的元器件组成的,在维护、检修时,若靠直接一一测试检查电路板中的每一个元器件来发现问题的话将十分费时,实施起来也非常困难。那么从故障现象到故障原因的对号入座式的检修方式,是一种重要的检修方法。电路板只要检测出了问题的所在,那么维修就很容易了。以上即为电路板维修基础知识介绍。

费用标准

收费标准

       维修费用的收取最高不超过电子板原值的30%,其次按照电路板破环程度、难易程度、数量的多少、零件费用高低四方面收取费用,特殊情况,酌情增减。

维修说明

       ⒈工控产品免费检测。

       ⒉客户确认维修后,运输费用由我方承担。

       ⒊维修方应根据检测后的故障情况给出的收费标准要合理。

       ⒋维修方维修的产品应该给予三个月保修。

验收

       修复设备,基板以现场试机通过为准,基板交用户后,用户必须在一周内通知承修方,如没有通过则交回承修方返修,否则视未通过。特殊情况不能试机(板),则客户方必须事先通知承修方。

改制仿制

       对客户现成的基板提供改进、定制基板或替换进口基板,则该项费用视易难程度及基板数量等由双方协商决定,且需方先预付总价格的 50%。

工程报价

       根据客户的要求免费设计电路、油路、气路、线路图。根据工程量的大小、材料的选用、设备的选用,应一周内向客户报价。

       加工厂分布情况

       电路板加工厂在南北方均有分布,南方做多层线路板的比较多,北方则是单面线路板比较多,主要有刚性印制板、铝基板、翔宇电路板。

维护

       电路板在使用中,应定期进行保养,以确保电路板工作在良好的状态和减少电路板的故障率。使用中的电路板的保养分如下几种情况:

       1、半保养:

       ⑴每季度对电路板上灰尘进行清理,可用电路板专用清洗液进行清洗,将电路板上灰尘清洗完毕后,用吹风机将电路板吹干即可。

       ⑵观察电路中的电子元件有没经过高温的痕迹,电解电容有没鼓起漏液现象,如有应进行更换。

       2、年度保养:

       ⑴对电路板上的灰尘进行清理。

       ⑵对电路板中的电解电容器容量进行抽检,如发现电解电容的容量低于标称容量的20%,应更换,一般电解电容的寿命工作十年左右就应全部更换,以确保电路板的工作性能。

       ⑶对于涂有散热硅脂的大功率器件,应检查散热硅脂有没干固,对于干固的应将干固的散热硅脂清除后,涂上新的散热硅脂,以防止电路板中的大功率器件因散热不好而烧坏。

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