PCB產(chǎn)業(yè)鏈一覽及完整加工過程
發(fā)布時(shí)間:2018-12-11 責(zé)任編輯:xueqi
【導(dǎo)讀】PCB的產(chǎn)業(yè)鏈從上至下依次為:上游原材料—中游基材—下游PCB應(yīng)用,大多數(shù)工程師把PCB文件,或者gerber文件發(fā)給廠家之后,就可以等著回板了。但是往往硬件研發(fā)崗位工作很多年都沒有機(jī)會(huì)去PCB生產(chǎn)廠去看看整個(gè)生產(chǎn)的過程。今天小編帶你了解一下PCB加工的完整過程。
PCB的產(chǎn)業(yè)鏈從上至下依次為:
上游原材料—中游基材—下游PCB應(yīng)用
上游原材料
上游原材料包括銅箔、樹脂、玻璃纖維布、木漿、油墨、銅球等,其中銅箔、樹脂和玻璃纖維布是三大主要原材料。
銅箔是制造覆銅板最主要的原材料,約占覆銅板成本的30%(厚板)和50%(薄板)。銅箔的價(jià)格取決于銅的價(jià)格變化,受國際銅價(jià)影響較大。銅箔是一種陰質(zhì)性電解材料,沉淀于電路板基底層上,它作為PCB的導(dǎo)電體在PCB中起到導(dǎo)電、散熱的作用。
玻璃纖維布也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)。玻纖布在PCB制造中作為增強(qiáng)材料起到增加強(qiáng)度和絕緣的作用,在各類玻纖布中,合成樹脂在PCB制造中則主要作為粘合劑將玻璃纖維布粘合到一起。
全球前十大電解銅箔生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量占比
銅箔生產(chǎn)行業(yè)集中度高,行業(yè)龍頭議價(jià)能力強(qiáng)。PCB生產(chǎn)所使用的銅箔主要采用電解法制成,電解銅箔的工藝流程較長,加工要求嚴(yán)格,存在資本和技術(shù)壁壘,歷經(jīng)數(shù)次整合后行業(yè)集中度較高,全球銅箔前十大生產(chǎn)商占據(jù)73%的產(chǎn)量,對(duì)整個(gè)銅箔行業(yè)的議價(jià)能力較強(qiáng),上游原材料銅的漲價(jià)可向下轉(zhuǎn)移。銅箔價(jià)格影響覆銅板價(jià)格,進(jìn)而向下引起線路板價(jià)格變化。
中游基材
中游基材主要指覆銅板(CCL)。覆銅板由銅箔,環(huán)氧樹脂,玻璃纖維紗等原材料加工制成。PCB營業(yè)成本中原材料成本占比較大,約60-70%。
覆銅板是PCB制造的核心基材。覆銅板是將增強(qiáng)材料浸以有機(jī)樹脂,一面或兩面覆以銅箔,經(jīng)熱壓而成的一種板狀材料,擔(dān)負(fù)著(PCB)導(dǎo)電、絕緣、支撐三大功能,是一類專用于PCB制造的特殊層壓板,覆銅板占整個(gè)PCB生產(chǎn)成本的20%~40%,在所有PCB的物料成本中占比最高,玻纖布基板是最常見的覆銅板類型,由玻纖布作為增強(qiáng)材料,環(huán)氧樹脂為粘合劑制成。
覆銅板構(gòu)造示意圖
下游PCB的應(yīng)用
下游則是各類PCB的應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)鏈自上而下行業(yè)集中度依次降低。
在通信領(lǐng)域的應(yīng)用占比由2009年的22%提升至2017年的27%,PCB在通信領(lǐng)域的應(yīng)用呈穩(wěn)步上升趨勢,主要運(yùn)用于手機(jī)、光模塊、濾波器、通訊背板、通訊基站天線等設(shè)備中;
在計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,PCB產(chǎn)值占比由2009年的32%逐步下降至2016年的27%。主要由于計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)今年來增長逐步放緩;
在消費(fèi)電子領(lǐng)域,PCB應(yīng)用占比基本保持平穩(wěn),保持在14~15%,PCB在消費(fèi)電子領(lǐng)域主要運(yùn)用于家電、無人機(jī)、VR設(shè)備等產(chǎn)品中;
在汽車電子領(lǐng)域,PCB主要運(yùn)用于GPS導(dǎo)航、汽車音響、汽車儀表盤、汽車傳感器等設(shè)備中;
在工控醫(yī)療領(lǐng)域,PCB主要運(yùn)用于工業(yè)電腦、變頻器、測量儀、醫(yī)療顯示器等設(shè)備中;在航空航天領(lǐng)域,PCB主要運(yùn)用于飛行器、航空遙感系統(tǒng)、航空雷達(dá)等設(shè)備中。
5
PCB完整加工過程
大多數(shù)工程師把PCB文件,或者gerber文件發(fā)給廠家之后,就可以等著回板了。但是往往硬件研發(fā)崗位工作很多年都沒有機(jī)會(huì)去PCB生產(chǎn)廠去看看整個(gè)生產(chǎn)的過程。(此內(nèi)容來源:硬件十萬個(gè)為什么)
今天小編帶你了解一下PCB加工的完整過程:
1 開料
PCB板廠的原材料一般都是1020mm×1020mm和1020mm×1220mm規(guī)格的多,如果單板或拼板的尺寸不合適,PCB生產(chǎn)過程中,就會(huì)產(chǎn)生很多的原料廢邊,PCB板廠會(huì)把之些廢邊的價(jià)格都加到你的板子上,這樣你的PCB板單位價(jià)格就貴一些;如果板子大小設(shè)計(jì)得好,單板或拼板的尺寸是原材料的n等分,那么原材料的利用率就最高,PCB板廠也好開料,以一樣的原材料尺寸,做出最多的板子,單板價(jià)格也就是最便宜的了。我們把買來的覆銅板,切割成我們需要的大小,叫做開料。
開料設(shè)備:(把大板子切成小板子)
最早的覆銅板是,是一個(gè)介質(zhì)層,兩面覆上銅。
覆銅板的剖面圖
2 排版
3 菲林
把客戶提供的圖形文件通過軟件進(jìn)行導(dǎo)入和修改,并最終把圖形輸出在菲林上。即是把你給廠家的gerber文件變成膠片。
菲林就是膠片就是銀鹽感光膠片,也叫菲林,由PC/PP/PET/PVC料制作而成?,F(xiàn)在一般是指膠卷,也可以指印刷制版中的底片。菲林都是黑色的。
4 曝光
在覆銅板表面會(huì)涂一層感光液體,經(jīng)過80度的溫試烤干,再用菲林貼在PCB板上,再經(jīng)過紫外線曝光機(jī)曝光,撕下菲林。
曝光機(jī)
5 蝕刻
單獨(dú)一個(gè)蝕刻過程可以拆解為下面幾步
PCB的蝕刻機(jī)
板子在滾輪下方流動(dòng)
為什么PCB內(nèi)外層蝕刻方法不一樣?
內(nèi)層:顯影→蝕刻→剝離
外層:顯影→二銅鍍錫→剝離→蝕刻→剝錫
為什么這么做?外層這樣蝕刻不是工序更多嗎?
內(nèi)層一般線寬線距較大,故Ring環(huán)是夠的;外層一般線路較密,空間不夠,所以這個(gè)時(shí)候就需要想辦法在不夠的空間內(nèi)達(dá)到做出線路的目的。堿蝕的能力可以達(dá)到1~2mil的ring即可,但是酸蝕則需要5mil左右,所以就必須使用錫將需要的線路先保護(hù)起來。在能不做堿蝕的地方盡量不做,因?yàn)閴A蝕成本高於酸蝕。蝕刻因子是一個(gè)工廠的制成能力,是無法通過工序來提高的。酸堿蝕的蝕刻能力不一樣而已。
6 鉆孔
機(jī)器按照文件中過孔的尺寸和坐標(biāo),在PCB上面鉆孔。
如過做成非金屬孔,線路板廠必須用干膜或者做二鉆或者塞膠粒,無論怎么做都會(huì)增加板廠成本。所以如果你不要求的話,板廠一般都會(huì)做金屬化孔給你。
7 沉銅
沉銅是在本來不導(dǎo)電的基材(孔壁)以及銅面上沉上一層化學(xué)薄銅
8 綠油、字符
PCB低溫UV機(jī)
用途:紫外線(UV)披覆涂層固化
刷字符:
字符網(wǎng)版
9 綜檢
樣品加工的時(shí)候,工廠一般不做夾具進(jìn)行測試,手工測試;如果小批量的時(shí)候,工廠需要制作測試夾具,測試所有走線的阻抗,連通性。
PCB 主要分為剛性板(單面板/雙面板/多層板),柔性板,HDI 基板,IC 封裝基板以及金屬基板。
各類印刷電路板示意圖
PCB 產(chǎn)品特性及應(yīng)用領(lǐng)域
PCB 產(chǎn)品特性及應(yīng)用領(lǐng)域
深南電路:成立于1984年,內(nèi)資PCB龍頭。擁有印制電路板、封裝基板及電子裝聯(lián)三項(xiàng)業(yè)務(wù)。公司在高密度、高多層PCB板產(chǎn)品方面具有顯著優(yōu)勢,可實(shí)現(xiàn)最高100層、厚徑比30:1等產(chǎn)品。下游通信領(lǐng)域營收占比突出,2017年?duì)I收占比超60%。
滬電股份:成立于1992年,通訊板領(lǐng)先企業(yè)。產(chǎn)品主要包括單、雙面板及多層板、HDI、電路板組裝產(chǎn)。主導(dǎo)產(chǎn)品為14~28層企業(yè)通訊市場板、中高階汽車板,企業(yè)通訊市場板為主要營收來源,2017年?duì)I收占比63%。
超聲電子:成立于1997年,高階HDI技術(shù)領(lǐng)先。產(chǎn)品包含雙面及多層印制電路板、液晶顯示器、超薄及特種覆銅板、超聲電子儀器等,是蘋果、博世、法雷奧等全球知名企業(yè)長期供應(yīng)商。PCB為主要營收來源,2017年?duì)I收占比53%。
景旺電子:成立于1993年,盈利能力行業(yè)翹首。以剛性電路板為基礎(chǔ),橫向發(fā)展柔性電路板(含貼裝)及金屬基板。已開發(fā)出剛撓結(jié)合PCB、高密度剛撓結(jié)合PCB、金屬基散熱型剛撓結(jié)合PCB等產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)。剛性電路板為主要營收來源,2017年?duì)I收占比59%。
依頓電子:成立于2000年,專注于高精度、高密度雙層及多層PCB。主要產(chǎn)品包括2L、4L、6L、8L及以上。主要客戶包括華為、Flextronics(偉創(chuàng)力)、Jabil(捷普)等。4L板為主要營收來源,2017年?duì)I收占比47%。
興森科技:成立于1999年,國內(nèi)最大的PCB樣板小批量板快件制造商。公司先后成為華為、中興核心快件樣板供應(yīng)商,是國內(nèi)中高端PCB樣板小批量板制造領(lǐng)域的著名品牌。小批量和樣本為營收主要來源,2017年?duì)I收占比77%。
崇達(dá)技術(shù):成立于1995年,小批量板領(lǐng)軍企業(yè)。產(chǎn)品覆蓋2~50層、HDI、厚銅、剛撓結(jié)合、埋容等線路板。定位“多品種、小批量、短交期”的經(jīng)營策略,現(xiàn)金周轉(zhuǎn)期極短,運(yùn)營能力突出。公司下游客戶結(jié)構(gòu)分散,產(chǎn)品70%以上外銷至歐洲、美洲、日本、亞太等地區(qū)。已成功實(shí)現(xiàn)小批量板向大批量板轉(zhuǎn)型,2017年大批量板營收占比57%。
世運(yùn)電路:成立于2005年,主要產(chǎn)品包括單面板、雙面板、多層板、HDI板等,廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)及周邊設(shè)備、消費(fèi)電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域。多層板為公司主要營收來源,2017年?duì)I收占比55%。
博敏電子:成立于2005年,已逐步形成以HDI板產(chǎn)品為核心,涵蓋多層板、單/雙面板、撓性電路板、剛撓結(jié)合板和其他多元化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),主要客戶包括百富計(jì)算機(jī)、沃特沃德、三星電子等。HDI為主要營收來源,2017年?duì)I收占比超50%。
來源:ittbank
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