PCB抄板业未来几年的发展预测

       从印制电路板抄板业的发展趋势上看，会有广阔的PCB市场前景。这是由于PCB抄板已经成为电子系统的主要产品。它几乎在所有的电子抄板产品中得到使用。现在，由于电子信息化的数据处理以及通信系统等都在迅速的增加，使得印制电路板抄板的需求量也随之扩大。其中，下一代的电子系统对PCB抄板的要求，突出表现在更加高密度化。随着电子整机产品的多功能化、小型化、轻量化的发展，多层抄板、挠性印制电路板、HDI/BUM基板、IC封装基板（BGA、CSP）等PCB抄板品种成了扩大需要量的中心产品。

     世界印制电路板市场的需求量增加，主要依赖于通信产品和计算机产品部分的增加。增加的PCB需要量，主要是HDI/BUM基板和IC封装基板。根据Prismark的市场分析，1999年世界HDI/BUM印制电路基板的生产值，达到了32.1亿美元，为世界PCB市场份额的9%。预测在2004年，这类高性能PCB抄板的产值约能实现122.6亿美元，它占整个世界PCB市场的22.5%。预测HDI/BUM基板的生产值，在1999年—2004年五年间的年平均增长率可超过30%。

       在1996—2000年期间，中国内地PCB产值年平均增长率在25.8%。其年产值由1996年的90亿元扩大到2000年的313亿元人民币，2001年PCB的产值又提高到360亿元人民币，首次在产值上超过中国台湾，仅次于日本、美国，成为居第三位的世界PCB生产地。

      中国内地低层数PCB抄板产品（单面板、双面板）的生产技术，现已经达到国际水平。此方面的生产技术已趋于成熟，并在国内市场上具有优势。在20世纪90年代中期兴起的“高密度互连基板”（HDI/BUM基板）和IC封装基板的生产方面，中国内地已经有数十家生产厂具备有生产这种基板的先进设备。中国内地HDI/BUM基板的生产量，近年也在迅速增加。

        印制电路板用的主体材料—覆铜板，在中国内地已经可以进行大量的生产，其产品的品质也基本可以满足要求，而高品质的覆铜板和适应于环境保护要求的绿色型覆铜板现还正处于研试阶段。PCB基板材料用的浸渍纤维纸、玻璃纤维布、树脂和铜箔，大部分还是依赖进口。生产规模大、自动化程度高、精密性和可靠性要求高的PCB设备，在中国内地仍需要由海外的PCB设备生产厂家提供。印制电路板制造中产生的废水对环境影响的问题，已经在中国内地PCB业界开始得到重视。虽然对这类废液的处理工作已经开展起来，但处理的水平还有待提高。对于防止废液处理中的二次污染问题，目前大多数的PCB企业仍未有足够的重视。水资源的综合利用还未提到议事日程。

     预测今后几年内，中国内地的PCB生产量还会由于国内需求量的继续增长而扩大，且在出口量上也会有更进一步的提高。由于海外的电子整机产品大量的移入到中国内地进行生产，而世界电子工业整体上尚处于低增长的趋势，因此中国内地的PCB业在“十五规划”期间 ，其年均增长率会保持在22%左右。

PCB抄板中的EMC设计

PCB板中的EMC设计应是任何电子器件和系统综合设计的一部分，它远比试图使PCB产品达到EMC的其他方法更节约成本。电磁兼容PCB设计的关键技术是对电磁干扰源的研究，从电磁干扰源处控制其电磁发射是治本的方法。控制干扰源的发射，除了从电磁干扰源产生的机理着手降低其产生电磁噪声的电平外，还需广泛地应用屏蔽（包括隔离）、滤波和接地抄板技术。

EMC的主要抄板技术包括电磁屏蔽方法、电路的滤波技术以及应特别注意的接地元件搭接的接地设计。

一、PCB抄板中的EMC设计金字塔

首先，优秀的EMC设计的基础是良好的电气和机械设计原则的应用。这其中包括可靠性考虑，比如在可接受的容限内设计规范的满足、好的组装方法以及各种正在开发的测试技术。

一般来说，驱动当今电子设备的装置要安装在PCB上。这些装置由具有潜在干扰源以及对电磁能量敏感的元件和电路构成。因此，PCB的EMC设计是EMC设计中的下一个最重要的问题。有源元件的位置、印制线的走线、阻抗的匹配、接地的设计以及电路的滤波均应在EMC设计时加以考虑。一些PCB元件还需要进行屏蔽。

再次，内部电缆一般用来连接PCB或其他内部子组件。因此，包括走线方法和屏蔽的内部电缆EMC设计对于任何给定器件的整体EMC来说是十分重要的。

在PCB电路板的EMC设计和内部电缆设计完成以后，应特别注意机壳的屏蔽设计和所有缝隙、穿孔和电缆通孔的处理方法。
最后，还应着重考虑输入和输出电源以及其他电缆的滤波问题。

二、电磁屏蔽

屏蔽主要运用各种导电抄板材料，制造成各种壳体并与大地连接，以切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变抄板电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径，隔离主要运用继电器、隔离变压器或光电隔离器等器件来切断电磁噪声以传导形式的传播途径，其特点是将两部分电路的地线系统分隔开来，切断通过阻抗进行耦合的可能。

屏蔽体的有效性用屏蔽效能（SE）来表示（如图9-5所示），屏蔽效能的定义为：

电磁屏蔽效能与场强衰减的关系如表9-1所列。

屏蔽效能越高，每增加20dB的难度越大。民用PCB设备的机箱一般仅需要40dB左右的屏蔽效能，而军用设备的机箱一般需要60dB以上的屏蔽效能。
具有较高导电、导磁特性的材料可以作为屏蔽材料。常用的屏蔽材料有钢板、铝板、铝箔、铜板、铜箔等。随着对民用产品pcb抄板电磁兼容性要求的严格化，越来越多的厂家采取在塑料机箱上镀镍或铜的方法来实现屏蔽。

三、滤波
滤波是在频域上处理电磁噪声的技术，为电磁噪声提供一低阻抗的通路，以达到抑制电磁干扰的目的。切断干扰沿信号线或电源线传播的路径，与屏蔽共同构成完善的干扰防护。例如，电源滤波器对50Hz的电源频率呈现高阻抗，而对电磁噪声频谱呈现低阻抗。

按照滤波对象的不同，滤波器分为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤波器。按照滤波的频带，滤波器可以分为低通、高通、带通、带阻四类滤波器。

抄板过程中如何感光制版讨论

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感光抄板制版是利用感光胶的光化学变化，即感光抄板胶受光照射部分交联硬化并与丝网牢固结合在一起形成版膜，未曝光部分经显影形成通孔，而制成抄板模版。感光制版法质量高，效果好，经济实用。

感光制版法分为直接抄板法、间接抄板法、直间抄板接法三种，从本质上讲上述三种制版方法的技术要求是一样的，只是涂布感光胶或贴膜的工艺方法有所不同。

一、直接法感光制模版
直接法制模版是先把感光胶均匀地涂布在丝网上，经干燥后，直接盖上照相底版进行曝光、显影，得到所设计的电路图像模版。
（1）其特点是：直接制版的工序少，失真小，操作简便，膜厚可调整，耐印力较高，生产周期较短，分辨率不太高，图像边缘容易出现锯齿状现象。

（2）工艺流程为准备丝网->上感光胶->曝光->显影->检查。各工序说明如下。
1 准备丝网选用260目左右的涤纶丝网，先用肥皂水或洗涤剂彻底刷洗，再用流水冲洗干净。
2 上感光胶常用感光胶有两种，一种是聚乙烯醇感光胶，另一种是三元尼龙感光胶。
聚乙烯醇感光胶配方如下。
聚乙烯醇（n>1750）: 185~200g    水：1000ml
重铬酸铵:40~75g

在黄光下将用刮胶料斗将感光胶均匀涂布在丝网上，并在30~40℃的烘箱内烘烤，不待干透就涂第二遍胶，根据厚度的需要可以重复涂布3-5次。然后将其放入50℃的烘箱内烘干。注意烘烤温度不得超过60℃，否则感光胶将发生热交联，导致显影困难。

可以采用手动刮胶也可以采用刮胶机自动上胶，自动上胶机如图6-11所示。
（3）曝光将照相底版的药膜面紧贴在感光膜上，采用光化学图像转移工艺，得到模版图形的潜影。
（4）显影曝光后将丝网框架放入40℃左右的温水中，浸泡2-3min，再用淋水冲走未感光的胶膜，得到图像，然后晾干，如图6-12所示。
（5）检查模版的检验是整个制版工作的最后的工序，也是非常重要的工序。显影之后暴露出小缺点可以通过修版来纠正，若发生重大缺陷，则必须重新制版。在网版的质量检验中，至少应重视曝光时间是否正确，网孔是否完全通透，检验各种感光材料的适应性三个问题。

二、间接法感光制模版
把照相底版与感光膜密合在一起，经曝光、显影形成图像，将图像转移到绷了框的丝网上，
再经干燥揭去片基制成版膜，这种制版方法称为间接法。（如图6-13~图6-15所示）。
（1）其特点是：印版精度比直接法高，操作操作简便，曝光时间短，节省时间，耐印性差，费用高，版膜容易伸缩。
（2）工艺流程（以碳素纸膜为例）为准备工作->敏化->转移至临时片基->曝光->显影->转网。

PCB抄板实验后的结果

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1.PCB抄板气相色谱—质谱分析

气相色谱—质谱可以检测OSP抄板膜有机成分的挥发性。工业上不同的抄板OSP产品含有不同的唑类化合物包括咪唑类和苯并咪唑。用于HTOSP膜的烷基苯并咪唑、用于标准的OSP膜的烷基苯并咪唑以及用于其他OSP膜的苯基咪唑在气相色谱柱子中加热时会挥发。由于有机金属聚合物不蒸发，PCB抄板气相色谱—质谱不能检验出与金属聚合的唑类化合物。因此，气相色谱—质谱只能检验出没有和金属反应的唑类化合物以及其他小分子。通常在气相色谱柱中同样的加热和抄板气流条件下，挥发性较低的小分子保留时间更长。

2.热重量分析法（TGA）

热重量分析法（TGA）测量物质因温度改变而发生的质量变化，抄板并可以进行质量变化的有效的定量分析。在本文的实验中，热重量分析是一种氮气保护下无铅回流的模拟方法，用于分析OSP膜在氮气保护下无铅回流过程中膜的小分子的挥发和高分子的降解情况。

TGA结果显示工业标准的OS P 膜的降解温度为259℃，而HTOSP膜则为290℃。虽然聚（苯并咪唑—锌）的降解温度高达400℃，然而，HTOSP抄板膜的实际降解温度由于膜内存在聚（苯并咪唑—铜）因而不能达到400℃的高温。由于工业标准的OSP膜的化学成分为聚（苯并咪唑—铜），其膜降解温度较低，只有259℃。有趣的是，另一种HTOSP膜有两个降解温度，分别为256℃和356℃。原因是此OSP膜可能含有铁[6]，或是由于聚（苯基咪唑—铁）发生了逐级分解。F.Jian及他的同事得到的TGA结果显示聚（咪唑—铁）亦有两个降解温度，分别为216℃and378℃[7]。

攻克PCB抄板治污减排难题 专业化模式受关注

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　　运用PCB抄板系统思考的方法，整合PCB抄板多方资源，优化政府政策，合理调配PCB抄板资源再生价值链中的资源要素，行业环保问题必将得到根本的解决。

　　PCB抄板(印制电路板)行业废弃物资源价值高达200多亿元，这是一个独具行业特征的优势。因此只要运用系统思考的方法，整合多方资源，优化政府政策，合理调配PCB资源再生价值链中的资源要素，构建和谐、可持续发展的环保治理与节能减排新体系，行业的环保问题必将得到根本性的解决，这是PCB抄板企业长治久安的根本保证。

　　中小企业PCB抄板排放达标难

　　目前，印制电路行业的固体废弃物一PCB抄板般由地方环保局指定的具有资质的环保企业进行回收，除部分企业具备先进、环保的处理设施外，大量企业将资源高价出让，或经过简单处理回收其中的有价金属和贵金。处理方法多采用简易焚烧、化学浸取、水洗等原始手段，几乎没有环保设施，造成严重的环境污染。

　　各工厂的废水治PCB抄板理水平参差不齐。一般新建大型工厂均注重清洁生产、节能、减少污染、资源综合利用,他们经过努力基本能够做到稳定达标排放；而一些老企业、中小企业在环保方面的理念、投资力度都比较有限，要做到稳定达标排放是很困难的。

　　行业内已经涌现了许多污染治理的先进企业，这些企业不断开发出先进的、无害化和资源化的污染治理技术，并已具备一定的市场竞争力。在废水处理方面，广州新大禹环境工程有限公司、深圳金达莱环保工程公司等均已经形成了成熟的技术设备体系。而在固体废弃物处理方面，湖南万容科技有限公司凭借其自主研发的“废印制电路板物理回收设备与技术”，在PCB行业固体废弃物处理方面已处于国际领先水平。在含铜废液治理方面，江门大盈机电设备有限公司、恩达电路(深圳)有限公司均开发了先进的含铜废液回收利用技术。但由于诸多方面原因，这些先进污染治理技术的推广应用还面临一些亟待解决的问题。

　　排放标准待统一 治理趋向垄断

　　目前各地环保局主要按《废水综合排放标准》(GB8978-1996)进行执法。其中总铜分别执行0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L三个档次的标准。各地方为完成节能减排指标，提出了从20%～65%不等的水回用指标要求。

　　在一些线路板企业密集地区，线路板厂成为重点排挤对象，出现了沿海地区线路板厂向内河内陆转移的现象。各地纷纷新建线路板工业园，迎接沿海企业内迁，相应的是0.5mg/L的标准变成了2.0mg/L，这种政策差异导致的结果是PCB抄板企业一方面花费大量的建设、搬迁费用，但企业自身环保建设却因为标准差异而暂时忽略了。两三年后，一旦地方提高执行标准，企业又将面临改造提升或再次“出逃”的选择。从国家宏观层面上来说，更是造成新的更严重的环境污染和资源浪费。

提高工艺多方合作：PCB抄板废水治理解决之策

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　  随着国家环保PCB宏观政策力度的不断加大，企业和民众对环境保护认识和需求的不断提高，印制板废水治理工艺技术的不断推广和普及，印制PCB抄板电路行业废水的全面达标指日可待。

　　根据CPCA(中国印制PCB电路行业协会)统计，过去几年中，中国印制电路板每年以20%以上的速度增长，PCB抄板中国印制电路产量已经超过日本，成为世界第一。然而由于印制电路生产程序复杂，其废水中所含污染物有重金属铜、镍、有机物COD、氨氮、氰化物等，也是水污染大户，PCB抄板这就使得废水治理要求往往较一般工业废水复杂，也不容易达标。因此工业发达地区的环保部门往往限制印制电路板企业的新建厂立项或老厂扩建，印制电路板废水的环保问题日显突出。

　　随着国家环保宏观政策力度的不断加大，抄板企业和民众对环境保护认识和需求的不断提高，印制板废水治理工艺技术不断的推广和普及，印制电路行业废水的全面达标指日可待。

　　国内外PCB废水治理差距大

　　PCB行业在我国形成大规模不到20年，PCB抄板废水处理的技术也随着行业发展而发展，工艺技术也在不断成熟。各地环保部门对PCB企业废水排放要求的标准也不一致，华南地区的新厂都执行广东省一级标准，老厂有的执行广东省二级标准；华东地区有的执行国家一级标准，有的执行二级标准。排放标准的不一也导致处理工艺和工程配置参差不齐。

　　印制板废水的成分复杂，既有重金属，又有有机物和氨氮，是复杂的工业废水。印制板废水处理在技术上还是有一定难度，主要表现在：络合铜中除了有EDTA(乙二胺四乙酸)外，还有未知成分，影响铜的达标；COD值溶解性高分子有机物，难以用物理法或化学法直接去除；印制板废水处理要求废水分类合理、分流彻底，因此与生产车间排水管理水平也有关。

　　根据2007年CPCA中国PCB产业环保治理考察活动的考察，废水治理效果很不理想，有的厂家治理设施简陋，有的管理与处理操作不到位，较多厂家出水浑浊。除此之外，一部分厂家对环保问题的意识还停留在应付环保部门的检查上，没有把环保问题的解决视为己任，这与主动的环保理念出发的效果相差深远。

PCB抄板的跨分割设计

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一、PCB抄板的跨分割设计

电路上PCB抄板走线穿过地（电源）层分割，信号的完整性会受到很大的影响，以及电路的EMI和EMC特性也发生变化，这就是跨分割问题。这些也往往是电子工程师容易忽略的问题。跨分割问题的产生主要有两个来源：

1 电源/地平面的分割
如图4-12所示，在同一层（地层）上PCB抄板有模拟地和数字地的分割。当PCB走线穿过这个分割带时，跨分割问题产生了。

2 密集过孔或密集插装（压接）器件管脚定义不当造成的分割
密集过孔或密集插装（压接）抄板器件在管脚定义时如果分布得不合理，而管脚之间的距离很小，PCB抄板会在地层或者定义层造成了一个狭长的隔离带。如果有走线穿过这个分割，就造成做跨分割现象。

这些布线表面上无可挑剔：整齐，漂亮，PCB抄板也是一般电子或电路工程师所喜欢的布线方式。我们再看一下这些过孔对应区域的电源/地平面（图6-14），就会发现产生了电源、地层分割问题。

同样地，抄板当通孔（包括焊盘和过孔）穿过地/电源平面时，如果通孔之间的距离靠得过近，上述问题也就同样出现了。这类问题主要出现在密集插装（压接）器件管脚定义不当时容易出现。因此，在定义密集插装（压接）器件管脚信号时，不仅要考虑信号的个数种类，还必须考虑信号总线的排列方式，避免对电源、地平面造成分割带来跨分割问题。

二、PCB板的跨分割走线的危害
跨分割走线的主要危害包括：