PCB的应用领域与发展趋势课件.ppt
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- PCB 应用领域 发展趋势 课件
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1、PCB培训资料PCB的定义1936年,英国Eisler博士提出印制电路(Printed Circuit)这个概念。他首创在绝缘基板上全面覆盖金属箔,在其金属箔上涂上耐蚀刻油墨后再将不需要的金属箔腐蚀掉的PCB制造基本技术。1942年,Eisler博士制造出世界上第一块纸质层压绝缘基板,用于收音机的印制板。PCB的定义PCB=Printed Circuit Board印制板PCB在各种电子设备中有如下功能。1.提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。2.实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘。提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。3.为自动装配提供阻焊图形,
2、为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。PCBPCB概念概念 按基材类型分类按基材类型分类 1 1、刚性印刷板、刚性印刷板 单面板单面板 双面板双面板 多层板多层板2 2、柔性印刷板、柔性印刷板 单面板单面板 双面板双面板 多层板多层板3 3、刚柔结合印刷板、刚柔结合印刷板PCB的定义PCBPCB的应用领域的应用领域 印刷电路板在运用范围上可区分为信息、通讯、消费电子、航天军事及工业仪器设备等领域,国内由于电子业在全球占有相当高的比重,因此计算机及周边相关产品比重高达70,通讯产品仅占19,消费性电子则占6,而航天军事及工业仪器设备为2。在行动电话及相关通讯产品需求快速成长下,国内通讯板所
3、占比重有逐渐增加的趋势,且仍有相当大的空间,若以导电层数可区分为单层板、双层板及多层板。PCBPCB的应用领域的应用领域印刷电路板应用领域及比重印刷电路板应用领域及比重 计算机与周边 通讯产品 消费性电子 工业用产品 其它 全球 47%29%10%10%4%台湾 70%19%6%2%3%消费性电子10%计算机与周边47%工业用产品10%通讯产品29%其它4%全球:台湾:计算机与周边70%通讯产品19%消费性电子6%其它3%工业用产品2%PCBPCB技术发展概要技术发展概要从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段 PCBPCB技术发展概要技术发展概要通孔插装技术通
4、孔插装技术(THT)(THT)阶段阶段PCB PCB 1.金属化孔的作用:(1).电气互连-信号传输 (2).支撑元器件-引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小 a.引脚的刚性 b.自动化插装的要求 2.提高密度的途径 (1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度 的限制,孔径0.8mm (2)缩小线宽/间距:0.3mm0.2mm0.15mm0.1mm (3)增加层数:单面双面4层6层8层10层12层64层 PCBPCB技术发展概要技术发展概要表面安装技术(表面安装技术(SMTSMT)阶段)阶段PCB PCB 1.导通孔的作用:仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。2.提高密度
5、的主要途径.过孔尺寸急剧减小:0.8mm0.5mm0.4mm0.3mm0.25mm.过孔的结构发生本质变化:a.埋盲孔结构 优点:提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小)b.盘内孔(hole in pad)消除了中继孔及连线 薄型化:双面板:1.6mm1.0mm0.8mm0.5mm PCB平整度:a.概念:PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果c.连接盘的表面涂层:HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU PCBPCB技术发展概要技术发展概要CSP
6、以开始进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展,PCB工业将走向激光时代和纳米时代.芯片级封装芯片级封装(CSP)(CSP)阶段阶段PCBPCBPCBPCB行业发展趋势行业发展趋势(1)印制电路产品用途和市场继续扩展。PCB是电子设备的关键互联件,任何电子设备均需配备。特别在当前电子信息化中数据处理与通信设备对PCB提出了更高标准和更多要求。(2)印制电路行业领域扩大。印制电路行业从单纯的围绕一块电路板加工向电子电路部件发展,包括电子电路部件组装以及为电子制造服务(EMS)发展。印制板制造企业会根据客户要求进行电子组装服务等。(3)印制板产品档次不断提高。目前,普通PCB对一般电
7、子设备还是适用的,而新一代的电子设备需要更高密度电路板,适宜整机多功能、小型化、轻量化要求。主要是要发展多层板、挠性板和高密度互连(HDI/BUM)基板与IC封装(BGA、CSP)基板。(4)生产技术进一步提高,为加工高密度电路板,在图形制作、孔加工和表面涂覆、检测等多方面需采用新的工艺技术,盲/埋孔和积层法会普通应用。开发新材料适用HDI/BUM板和IC封装基板,在电气、机械等方面性能更佳,会大量推出激光和光电自动化新设备。中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用 兼并重组将会使中国的PCB产业结构发生一次巨大变化。尽管2002年,中国的PCB仍然形势严峻,但仍会以1
8、020%的速度增长。二十一世纪,中国将会成为全世界PCB的中心。世界PCB价格的激烈竞争将在中国爆发。中国的发展,受到世界关注。中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用 一、产值产量居世界第三 近年中国PCB及相关产业发展迅速,最新统计:我国PCB生产企业,加上设备和材料厂商目前共有1800家以上,其中90%以上属于中小企业。企业的总体规模是三资企业占优势,无论是投资规模、技术、产量、产值都是三资企业强于一般国有企业和集体企业。我国的印制电路工业主要分布于东南沿海地区、集中在长江三角洲和珠江三角洲地区,三者相加超过全国总量的90%,目前长江三角洲与珠江三角洲比例1:2,
9、长江三角洲近几年的发展还会加快。我国PCB产值产量已占世界第三位,仅次于日本和美国,确已有了相当的生产加工能力,然而与日本和美国相比,尤其是设计和开发研制以及高精密度的设备制造方面差距很大,我们仍处于来料加工水平。产品:普通的单面板、双面板和低层数的多层板已在国际市场上占有一定优势,并已实现规模化、量产化。而90年代中期兴起的高密度互连(HDI/BUM)板和IC封装基板,近两年国内已兴建或扩建数十家企业,产量提升很快,发展势头迅猛。材料:印制板的主材覆铜箔层压板国内已经大量生产,品质上也基本达到要求。但高性能、高品质的基板,以及环保型绿色基材仅在试制阶段。生产基材的纸、玻璃布、树脂和铜箔很大部
10、分依靠进口。另外,PCB制造中许多化学药品与涂料等在品质性能上与同类进口产品相比差距很大,只能进口,突出表现在干膜上。设备:国产的一般专用生产设备基本齐全,只是技术档次较低,仅能提供普通印制板加工用。对生产规模大、自动化程度高、精密度、可靠性高的设备还是依赖进口,尤其是数控钻床、激光钻机、印刷机、大吨位液压冲床、压机和检测设备。环保:对于废液,已经开始重视,但如何在处理过程中确保不产生二次污染,仍需改进。边角料的固体废料处理,目前并没有被大多数企业真正重视。对水资源的综合利用还只是起步。产业状况中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用二、严峻的2002年从CPCA信息中
11、心统计 2002年1-6月,从67家PCB企业汇总的数据反映出(主要经济指标与上年同期的)PCB销售量增长18.48%,其中单面板上升23.34%,双面板上升9.55%,多层板上升了11.73%;而PCB销售额仅上升1.21%,其中单面板上升10.95%,双面板上升8.69%,多层板下降5.21%。从上述数据可以得出,今年上半年我国PCB的产量与上半年同比增长了18.48%,但价格大幅下滑,尤其是多层板,价格下滑近17%,使企业的销售收入、销售利润、税金、利润总额等指标一路下跌,尤其影响到生产HDI产品的大型企业。综观境外PCB企业的涌入,以及市场上手机、彩电、DVD等价格的不断下调,因此,P
12、CB的价格也将受到压力。近年国内出现专业化工序生产企业(专门加工CAD、钻孔等企业)和无(少)设备公司(以接单、发单为主的公司)以及互联网报价的出现,将加速价格的下跌。随着行业竞争的激烈,体制改革步伐的加快,我国PCB将会面临一场兼并转制的行业重组变化。今年雪上加霜的是电子级玻璃纤维布进口关税的上调和进口干膜关税的倒挂,以及PCB成品进口的零关税。经过CPCA协会与政府主管部门的沟通和联系,将于10月1日起得以解决。进口电子级玻璃关税从12%降为6%,干膜每平方关税从9元人民币下降为1.2元人民币。中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用三、行业发展呈现新特点印制电路产
13、品用途和市场继续扩展。PCB是电子设备的关键互连件,任何电子设备均需配备。特别在当前电子信息化中数据处理与通信设备对PCB提出了更高标准和更多要求。印制电路行业领域扩大。印制电路行业从单纯围绕一块电路板加工向电子电路部件发展,包括电子电路部件组装以及为电子制造服务(EMS)发展。印制板制造企业会根据客户要求进行电子组装服务等。印制板产品档次不断提高。目前,普通PCB对一般电子设备还是适用的,而新一代的电子设备需要更高密度电路板,适宜整机多功能、小型化、轻量化要求。主要是要发展多层板、挠性板和高密度互连(HDI/BUM)基板与IC封装(BGA、CSP)基板。生产技术进一步提高。为加工高密度电路板
14、,在图形制作、孔加工和表面涂覆、检测等多方面需采用新的工艺技术,盲/埋孔和积层法会普遍应用。开发新材料适用HDI/BUM板和IC封装基板,在电气、机械等方面性能更佳。会大量推出激光和光电自动化新设备。环保材料、工艺及产品的要求会更严格更迫切。国家的改革开放政策吸引外资进入中国。外资企业越来越多,规模越来越大。外资印制板企业普遍在我国各地取得丰厚回报。因此,有的外资印制板企业在进行二期、三期甚至四期的增资扩产,并且又有许多新外资公司在中国设立PCB工厂。印制板制造的骨干企业将形成以外资企业和合资企业为主,国营企业、集体企业为辅的格局,最终将会发展成为以股份制与私营企业为主导的状态。产品市场全球化
15、。通信和效能的发达使地球“变小”,方便了物资交流。外资企业较熟悉国际市场,规模大的PCB企业都以国际市场为主,选择著名电子设备公司为自己的客户确立供应链。再加上中国加入WTO,更有利于进入全球市场和参与竞争。我国PCB电子电路行业在迅速发展壮大,新工艺、新设备、新材料、新技术不断大量涌入。不少企业正在扩大规模,提高档次、创建名牌,这个过程迫切需要大量熟悉本行业的管理技术人才和熟练工人队伍。通过CPCA培训基地的运作,通过考评员队伍的建立,普遍提高PCB行业职工队伍的素质。从2001年起,已统一组织并开展全行业包括国有、集体、私有、合资和独资企业的培训工作。CPCA将要制定一系列的行业标准,为企
16、业的国际交流创造更便捷的条件。中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用四、发展前景 据JPCA市场预测和分析资料,世界的PCB需求2001年359.45亿美元,2004年将达422.24亿美元,年平均增长率约5.5%。世界印制板产值预测(TMRI资料):2001年388.15亿美元,2004年449.15亿美元,年平均增长率约5.0%。推动印制板增长的主导电子设备是通信设备和计算机,在这阶段增长最快的是HDI/BUM微通孔电板和封装基板。据Prismark资料,1999年这类HDI/BUM板产值32.1亿美元,占PCB市场的9%;到2004年产值约122.6亿美元,占P
17、CB市场的22.5%。HDI/BUM板的年均增长率超过30%。目前,中国投资50亿美元启动“中国芯”,北京、上海、深圳纷纷行动,这说明中国芯片制造业的春天来了,随之密不可分的中国PCB制造业更灿烂的明天即将到来。中国印制板市场除满足国内电子设备配套外,有很大一部分出口。中国的通信产业近十年年均增长32%,已成为我国第一大经济支柱产业。我国电子工业1995-2000年年均增长为26.8%,在2001-2005年期间预计年均增长率约为22%,印制板产量增长因受成品的大量进口,而略低于我国电子信息产业总体增长水平,但总会以10%20%的增长速度发展。充分利用改革开放政策和外资打好的印制电路工业基础,
18、使材料、设备、环保、水资源利用等适应企业要求并同步发展,使我国印制电路工业走向配套和健全发展。注重科研投入和技术开发。我国PCB技术还处于来料加工的中低档水平向中高档迈进的过程中,必须增加技术方面的人力、财力投入,缩短与美、日技术差距。要加大力度研制与生产HDI/BUM板。不仅在HDI上下功夫,在EMS上追上美、日步伐,而且应在纳米技术领域上开发研究,取得成效,迅速在PCB工业中推广应用。加强开发电子组装市场,把PCB生产与电子组装紧密结合起来,这是PCB工业发展方向,它起到缩短周期、降低成本、提高市场竞争能力的作用。中国中国PCBPCB产业状况及在亚洲的作用产业状况及在亚洲的作用中国PCB在
19、亚洲的作用 2001年,中国电子信息产业实现工业总产值1641亿USD,增长速度达16.8%,高于全国工业生产增长速度17个百分点,其中软件与系统集成增长了4%,而2002年预计增长超过22%,其中软件与系统集成同比增长7.66%。国际货币基金组织9月25日发表的世界经济展望报告说,中国经济增长速度超过以前的预期,2001年增长7.3%之后,2002年的增长速度将恢复到7.5%,远远高于世界平均增长率一倍以上。中国国内生产总值的增长速度继续超过原先的统计,主要是由于国内需求和信息市场的恢复起到了重要作用,公共投资和出口的增长对经济增长也起到了推动作用。与此同时,中国的进口恢复增长,根据中国海关
20、总署资料,2001年,中国PCB的进口同比增长22%,出口增长1%,而2002年1-6月PCB进口10.68亿USD,出口8.39亿USD,日本、韩国是我国主要进口国,印度、印尼、马来西亚、菲律宾、新加坡、泰国等生产的PCB成品对我国的进口都大幅增加,对推动亚太地区的经济复苏提供了有力的支持。随着日本、韩国等亚洲企业进入中国大陆以及中国大陆企业大量购买亚洲国家设备材料和技术,这些都对亚洲的发展和昌盛起到重要作用。中国的政局十分稳定,人民生活水平迅速提高,各级政府都积极鼓励外商对中国投资,而且都收到十分显著的经济效益。展望未来,21世纪是中国电子信息产业发展的关键时机,中国的电子信息产业以年平均
21、超过22%的速度发展,受到世人瞩目。PCBPCB的市场情况的市场情况总的市场特征 2001年是极艰难的一年,收益的大幅度下降波及到了每个角落,且对大部分领域来说,经济保持以两位数增长的势头已一去不返。在未来的PCB市场中国将发挥举足轻重的作用。对几乎所有的PCB制造商来说,2001年是灾难的一年,抑或说,2000年形势实在是太好了。在2001年,减产及削价影响了大部分公司的运作。移动电话及base-station市场表现尤其差,但受到打击最严重的还是IT的基础设施市场,许多.com公司订购了远超其所需要的网络设备,在网络经济崩溃后,在其设备供应商之间也发生了一系列的连锁反应(如列举其中几个:C
22、isco思科,Nortel北方电讯,Lucent朗讯,Alcatel阿尔卡特,Siemens西门子,NEC),这种结果最终导致网络公司的主要的PCB及EMS供应商的收益大幅下跌。因移动电话订单的减少,每部移动电话装配中需用到5-8个单元的外形较小的 BGA及CSP的需求量也相应减小。据估计,在2000年共生产了5亿移动电话,销售约4.1亿。余下的0.9亿转入2001年销售,此时移动电话的需求量已降至3亿,CSP产量受其影响减少40-50%。同时,主要用于手机微孔板的制造的RCF(涂树脂铜箔)的销售也受到冲击,销售至少下降了40%。PCBPCB的市场情况的市场情况 相较电信的基础设施而言,PC的
23、形势要稍微好一些,但母板的价格仍下跌了15-20%。(一些母板供应商认为降价的幅度甚至更大)因此,尽管需求量变化不大,但是台湾和大陆的母板制造商情况仍不景气,另外消费品及汽车线路板的市场状况相对较好。最具有讽刺性的是,在高科技板盛行的时代,相较于不景气的经济来说,2001年反而成为单面板及双面板销售的好年景。因汇率波动较大,很难对几个不同国家间的PCB制造收益进行比较。尽管2000年至2001年的欧元汇率相对稳定,但另外几个主要PCB制造国的货币却出现了较大程度上的贬值:以1美元为基准,日元的汇率从110跌至125,台币的汇率从31.5跌至34.5,南韩的韩元从1100跌至1300。每种以本地
24、货币计算的总产值已经很糟糕了,但基于比较的目的,将它们转换为美金后,结果更惨PCBPCB的市场情况的市场情况隐含的问题:与2000年人们普遍认为的相反,2001年,各地区PCB收入与2000年相比有所下跌。然而,各地区不确定因素相互影响,更导致了一些问题的产生,使得各区域PCB行业陷入了更大的困境。北美:2001年,约占北美PCB总产值一半的前30名线路板制造商的总收益下降约35%,其余的560-570个线路板制造商的收益下降约18%,整个北美线路板的总收益下降约28%。西欧:西欧前25名线路板制造商的收益下降19%,但小线路板制造商的效益相当好,使总体下降值减少至15%。欧洲的PCB的滑坡比
25、北美迟几个月,因此尽管第4季度形势恶化,2001年总的收入情况并不太糟。台湾:因台湾40-50%的PCB产品出口到美国,所以台湾收益下降的时间与北美相差无几。如以台币计算,占台湾线路板总产值的90%的台湾前35名线路板制造商的整体收益下降了16%,以美元来计算下降了22.4%。PCBPCB的市场情况的市场情况南韩:南韩PCB行业受到多重影响,2001年,主要依赖出口的大线路板制造商开始将目标转向国内市场,抢占了一些原为小制造商占领的本地市场。一些较较大规模的制造商取得了较好的效益,但一些较小的制造商却蒙受了巨大的损失。整体收益如以本地货币计算下降了15%,以美元计算则下降了23%。大陆及香港:
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