印制電路板發(fā)展歷史

印刷電路板（PCB）的歷史源遠流長，與電磁學(xué)的發(fā)展以及電子技術(shù)的進步緊密相連。

早期電磁學(xué)發(fā)展奠定基礎(chǔ)

19世紀(jì)，電磁學(xué)理論取得了一系列重大突破。1831年，法拉第發(fā)表電磁感應(yīng)定律，這一理論為后來的電子通信技術(shù)發(fā)展提供了可能，例如薩繆爾·摩爾斯1837年發(fā)明了電報，貝爾于1876年獲得了電話的發(fā)明專利。1864年，麥克斯韋發(fā)表《電磁場的動力學(xué)理論》，提出了著名的麥克斯韋方程組，建立了完整的電磁學(xué)理論體系，為電磁學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用奠定了強大的理論基礎(chǔ)，也為PCB的誕生創(chuàng)造了理論條件。1887年，赫茲證實了麥克斯韋關(guān)于電磁波存在的預(yù)言，這一實驗成果推動了無線電報的發(fā)明，是人類利用電磁波的第一個巨大成就，電子學(xué)開始了對電磁波研究和利用的興旺時期。

電子管時代與PCB雛形

1897年德國科學(xué)家布朗制造出第一個真空管，1904年，英國的弗萊明發(fā)明了真空二極管，1906年，德佛雷斯特在二極真空管內(nèi)加入柵極，發(fā)明了三極真空管。電子管成為電子器件的第一代，在晶體管發(fā)明以前，電子管幾乎是各種電子設(shè)備中唯一可用的電子器件。但在PCB技術(shù)沒有大規(guī)模應(yīng)用之前，電子設(shè)備的制作存在諸多問題，如人工接線效率低、容易出現(xiàn)安裝錯誤、端子焊接可靠性低等。為解決這些問題，人們開始探索以印刷的方式取代配線的方法，以實現(xiàn)機器化大規(guī)模生產(chǎn)。

早期PCB相關(guān)發(fā)明

1903年，德國發(fā)明家Albert Hanson申請了一項英國專利，他首創(chuàng)將線路觀念應(yīng)用于電話交換機系統(tǒng)，利用金屬箔切割成線路導(dǎo)體，在線路交點上設(shè)置導(dǎo)通孔實現(xiàn)不同層間的電氣互聯(lián)，這是現(xiàn)代PCB制造的雛形。1907年，美國化學(xué)家利奧·亨德里克·貝克蘭改進了酚醛樹脂的生產(chǎn)技術(shù)，為印制電路板的問世與發(fā)展創(chuàng)造了必要的條件。1920年代，早期的PCB板材多種多樣，如電木、松石、薄木板等，這些電路板主要用于收音機和留聲機。

PCB的逐步發(fā)展成熟

20世紀(jì)中葉，PCB技術(shù)不斷發(fā)展。1960年代，PCB技術(shù)日益成熟，Motorola的雙面板問世后，多層印刷電路板開始出現(xiàn)，使配線與基板面積之比更為提高，多層(4 +層數(shù))PCB開始生產(chǎn)，電鍍貫穿孔金屬化雙面PCB也實現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)。1970年代，多層PCB迅速發(fā)展，并不斷向高精度、高密度、細線小孔、高可靠性、低成本和自動化連續(xù)生產(chǎn)方向發(fā)展，以適應(yīng)摩爾定律的步伐。1993年，摩托羅拉的Paul T. Lin申請了一種稱為BGA（球柵陣列）封裝的專利，這標(biāo)志著有機封裝基板的開始。1995年，松下公司開發(fā)出ALIVH（任意層間通孔）結(jié)構(gòu)的BUM PCB制造技術(shù)。

現(xiàn)代PCB應(yīng)用廣泛

如今，印刷電路板廣泛應(yīng)用于我們身邊的日常電子設(shè)備，如手機、路由器、個人電腦，以及復(fù)雜的雷達、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等設(shè)備中，成為電子設(shè)備不可或缺的組成部分，在實現(xiàn)電子元器件之間的電氣連接方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

印制電路板發(fā)展趨勢

技術(shù)發(fā)展趨勢

高密度互連（HDI）PCB

隨著對微型電子設(shè)備需求的不斷增長，HDI PCB成為行業(yè)小型化趨勢的主要推動力。與傳統(tǒng)PCB相比，HDI PCB的電路更密集，通常平均每平方英寸有120 - 160個引腳。盲孔、埋孔和微孔以及不經(jīng)過外表面連接不同層的鍍孔有助于實現(xiàn)HDI PCB的緊湊設(shè)計，從而減小了電路板尺寸并允許在更小的區(qū)域內(nèi)裝入更多的電路。這些電路板不僅體積更小，還具有更好的信號完整性和高速數(shù)據(jù)傳輸能力，非常適合滿足對高性能微型電子設(shè)備的需求，例如智能手機、心臟起搏器等設(shè)備。

柔性PCB

柔性PCB（FCB）也稱為柔性印刷電路，其印刷電路和元件放置在柔性塑料基板（通常是聚酰亞胺）上。這種材料選擇使FCB輕薄并且非常靈活，適合狹小空間的應(yīng)用場景。FCB將PCB和連接器的優(yōu)良品質(zhì)結(jié)合在一個單一的柔性封裝中，在小型和輕型電子產(chǎn)品，尤其是可穿戴和電子醫(yī)療設(shè)備中的需求量很大，未來在PCB設(shè)計中將發(fā)揮重要作用。

表面貼裝技術(shù)（SMT）

傳統(tǒng)的PCB生產(chǎn)采用通孔方法，需要手工將導(dǎo)線穿入電路板。而SMT是一種通過自動化生產(chǎn)線將元件直接安裝到電路板上的組裝過程。使用SMT的設(shè)備稱為表面貼裝設(shè)備，其元器件經(jīng)過專門設(shè)計，可直接焊接到電路板上。SMT的主要優(yōu)勢在于有利于自動化PCB制造，從而大幅節(jié)省成本和時間，并且允許將更小的元件更緊密地安裝在PCB上，推動了小型化的發(fā)展。

3D打印

過去，3D打印主要用于PCB行業(yè)的原型設(shè)計。但現(xiàn)在，借助專業(yè)的電路板3D打印機，增材制造可以以比傳統(tǒng)方法更快、更低成本的方式生產(chǎn)高度復(fù)雜的PCB。3D打印還有望為PCB生產(chǎn)提供一種更可持續(xù)的方法，通過僅使用嚴(yán)格需要的材料來消除不必要的浪費。這一技術(shù)對于需要少量PCB用于特殊電子產(chǎn)品的應(yīng)用，如軍事或航空航天環(huán)境，尤其有用。

人工智能（AI）

在PCB生產(chǎn)過程中，由于布局復(fù)雜、元件多樣，可能會出現(xiàn)各種缺陷。AI帶來的高度自動化的視覺質(zhì)量檢測系統(tǒng)，有助于降低與質(zhì)量控制不到位所產(chǎn)生的相關(guān)成本。這些系統(tǒng)能夠檢測到微小的缺陷，無需大量人工參與即可提高PCB組件的產(chǎn)出質(zhì)量。此外，AI也是PCB設(shè)計中的新技術(shù)，可以幫助工程師測試和優(yōu)化布局以獲得更好的性能，并在投入生產(chǎn)之前發(fā)現(xiàn)潛在問題。

行業(yè)發(fā)展趨勢

市場需求增長與產(chǎn)能轉(zhuǎn)移

隨著全球電子產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，印刷電路板作為電子產(chǎn)品的重要組成部分，其市場需求不斷增長。特別是在中國，由于全球PCB產(chǎn)能不斷向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移以及電子終端產(chǎn)品制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，中國PCB市場呈現(xiàn)出較為快速的增長趨勢。例如，2017 - 2021年，全球PCB產(chǎn)值從580億美元增長至705.1億美元，復(fù)合年增長率（CAGR）為5%；而在相同期間，中國大陸地區(qū)的PCB產(chǎn)值從297.32億美元增長至373.28億美元，CAGR為5.85%，高于全球平均水平。

定制化特征明顯

印制電路板下游應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋通信通訊、計算機及周邊產(chǎn)品、消費電子、汽車電子、工業(yè)控制、醫(yī)療電子、航空航天及其他軍工等眾多領(lǐng)域。各領(lǐng)域?qū)τ≈齐娐钒宓墓に?、結(jié)構(gòu)、電路圖像等方面的要求均存在差異，同一領(lǐng)域甚至同一設(shè)備也會因為型號不同，對印制電路板產(chǎn)生不同需求，所以產(chǎn)品定制化特征明顯。

智能制造和生產(chǎn)自動化

智能制造可通過自動化設(shè)備及通信技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)、倉儲自動化，并利用網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)等技術(shù)實時采集設(shè)備數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)應(yīng)用于企業(yè)統(tǒng)一管理控制平臺，從而提供最優(yōu)的生產(chǎn)方案、協(xié)同制造和設(shè)計、個性化定制，實現(xiàn)工藝的有效控制和智能化生產(chǎn)。生產(chǎn)自動化是指利用智能化生產(chǎn)設(shè)備（智能加工設(shè)備、智能機器人、自動流水線等）實現(xiàn)自動化投料、過程生產(chǎn)、智能分揀包裝，全流程大幅度減少人力資源的使用，提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)精度，可保證同一型號產(chǎn)品不同加工周期批次的一致性。隨著行業(yè)競爭加劇，掌握智能制造和生產(chǎn)自動化的企業(yè)將大幅提高生產(chǎn)效率，降低成本，提升盈利能力，占據(jù)優(yōu)勢地位。

適應(yīng)高頻和高速化需求

通信技術(shù)從有線發(fā)展到無線，從低頻、低速發(fā)展到高頻、高速的過程，伴隨著印制電路板工藝技術(shù)的不斷改進。5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，云計算時代的到來等，都對印制電路板提出了更高的要求，通訊設(shè)備高頻和高速化是必然趨勢。為滿足高頻和高速化需求，需要從電路設(shè)計方面減少信號干擾與損耗，保持信號完整性，并開發(fā)高性能基材，如采用超平面銅箔的覆銅板，降低銅表面粗糙程度，從而降低信號傳輸損耗等。

提高耐熱和散熱性

伴隨著電子設(shè)備不斷向小型化、高功能的方向發(fā)展，熱管理要求也不斷增加，這就需要印制電路板本身提升耐熱和散熱性。近年來，行業(yè)內(nèi)已逐漸開發(fā)出平面型厚銅基板印制電路板、多層高導(dǎo)熱厚銅板、嵌銅塊印制板、鋁金屬基印制電路板等解決上述問題。其中，嵌銅塊印制板、金屬基電路板簡易經(jīng)濟、連接可靠、導(dǎo)熱和強度高，適用于消費電子、汽車電子、航空航天等多領(lǐng)域。隨著下游電子器件的發(fā)展，印制電路板廠商將基于耐熱和散熱性開發(fā)出更多科學(xué)高效的基材。

環(huán)保與清潔生產(chǎn)

全球印制電路板產(chǎn)業(yè)對環(huán)境保護與清潔生產(chǎn)的重視程度不斷增加，除了在日常生產(chǎn)中規(guī)范污染物處理并創(chuàng)建清潔生產(chǎn)模式，使用新型環(huán)保材料、提高工藝技術(shù)從而制造出節(jié)能環(huán)保的新型產(chǎn)品也將成為行業(yè)發(fā)展方向。例如，制造商可以通過使用可生物降解材料（如紙張或纖維素）來減少長期環(huán)境浪費，而不再使用傳統(tǒng)的玻璃纖維；此外，含有大量鉛和其他有害物質(zhì)的傳統(tǒng)焊料也可以用無鉛替代品代替。隨著未來環(huán)境法規(guī)的不斷發(fā)展，可持續(xù)材料的選擇將成為PCB制造商更加看重的設(shè)計考慮因素。

PCBA電路板/線路板清洗劑W3210介紹

PCBA電路板/線路板清洗劑W3210是合明自主開發(fā)的PH中性配方的電子產(chǎn)品焊后殘留水基清洗劑。適用于清洗PCBA等不同類型的電子組裝件上的焊劑、錫膏殘留，包括SIP、WLP等封裝形式的半導(dǎo)體器件焊劑殘留。由于其PH中性，對敏感金屬和聚合物材料有絕佳的材料兼容性。

PCBA電路板/線路板清洗劑W3210的產(chǎn)品特點：

1、PH 值呈中性，對鋁、銅、鎳、塑料、標(biāo)簽等敏感材料上顯示出絕佳的材料兼容性。

2、用去離子水按一定比例稀釋后不易起泡，可適用于噴淋、超聲工藝。

3、不含鹵素，材料環(huán)保；氣味清淡，使用液無閃點，使用安全，不需要額外的防爆措施。

4、由于PH中性，減輕污水處理難度。

PCBA電路板/線路板清洗劑W3210的適用工藝：

W3210水基清洗劑適用于在線式或批量式噴淋清洗工藝，也可應(yīng)用于超聲清洗工藝。

PCBA電路板/線路板清洗劑W3210產(chǎn)品應(yīng)用：

W3210可以應(yīng)用于不同類型的焊劑殘留的水基清洗劑。產(chǎn)品為濃縮液，清洗時可根據(jù)殘留物的清洗難易程度，用去離子水稀釋后再進行使用，安全環(huán)保使用方便，是電子精密清洗高端應(yīng)用的理想之選。