50多年印制電路板（PCB）的發(fā)展歷程

電路板（PCB）用蓋板和墊板（簡(jiǎn)稱為蓋/墊板）是PCB機(jī)械鉆孔加工必備的重要材料之一。它在PCB孔加工中，無論是確保產(chǎn)品品質(zhì)、工藝的實(shí)施，還是經(jīng)濟(jì)效益，都起到非常重要的作用。

在電路板進(jìn)行機(jī)械鉆孔加工時(shí),放置在待加工覆銅板（或電路板）的上/下表面，以滿足加工工藝要求的板狀材料,稱為蓋/墊板。其中，蓋放于待加工基板材料上表面的，最先與鉆針入鉆時(shí)接觸的板狀材料，稱為“蓋板”；鉆孔時(shí)墊在待加工基板材料下表面的，與鉆孔設(shè)備臺(tái)面直接接觸的板狀墊料，稱為墊板。

? ? ?東莞市項(xiàng)華電子科技有限公司（簡(jiǎn)稱：項(xiàng)華電子），創(chuàng)始于2014年8月，是一家專業(yè)PCB高端鉆孔材料的制造企業(yè)。公司業(yè)務(wù)涉及研發(fā)、生產(chǎn)、批發(fā)、銷售、服務(wù)于一體。項(xiàng)華產(chǎn)品遠(yuǎn)銷歐、美、韓、日、東南亞、俄羅斯等國(guó)家和地區(qū)，同時(shí)在國(guó)內(nèi)、外通過多種形式的分銷，與眾多大型知名PCB企業(yè)建立穩(wěn)固的合作關(guān)系，備受國(guó)內(nèi)、外客戶的一致好評(píng)。 ?

1、PCB試產(chǎn)期：20世紀(jì)50年代（制造方法：減成法） ? 在晶體管問世不久的20世紀(jì)50年代前后，單面的印制電路板就可以滿足晶體管收音機(jī)的應(yīng)用需求。產(chǎn)品主要是民用電器，如收音機(jī)、電視機(jī)等。 ? 單面印制電路板的制造方法是使用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板（PP板）作為基材，用化學(xué)藥品溶解PP板上不需要的銅箔，而留下的銅線路即為所設(shè)計(jì)的電路。該生產(chǎn)技術(shù)被稱為“減成法工藝”。不過即使在當(dāng)時(shí)的一些品牌電子制造商中，印制電路板減成法工藝仍以手工操作為主，其中腐蝕液采用的是三氯化鐵。當(dāng)時(shí)印制電路板的代表性應(yīng)用產(chǎn)品是索尼公司的手提式晶體管收音機(jī)，其是采用PP基材的單面印制電路板。1958年，日本出版了印制電路行業(yè)內(nèi)最早啟蒙書，即《印制電路》著作。 ? 在20世紀(jì)50年代后期，電子管逐漸被晶體管取代，電子工業(yè)進(jìn)入“晶體管時(shí)代”。為了適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，印制電路板由單面的酚醛樹脂基發(fā)展到用玻璃纖維布增強(qiáng)的環(huán)氧樹脂基絕緣層材料。 ?

2、PCB實(shí)用期：20世紀(jì)60年代（新材料：GE基材登場(chǎng)）

1955年日本起沖電氣公司與美國(guó)Raytheon公司進(jìn)行技術(shù)合作，制造海洋雷達(dá)。Raytheon公司指定PCB要應(yīng)用覆銅箔玻璃布環(huán)氧樹脂層壓板（GE基材）。日本開發(fā)的GE基材，實(shí)現(xiàn)了海洋雷達(dá)批量生產(chǎn)。1960年起沖電氣公司開始在批量生產(chǎn)電氣傳輸裝置的PCB上大量采用GE基板材料。1962年日本印制電路工業(yè)會(huì)成立。1964年美國(guó)光電路公司開發(fā)出沉厚銅化學(xué)鍍銅液（CC—4溶液），開始了新的加成法制造印制電路板工藝。日立化成公司引進(jìn)了CC—4技術(shù)，用于PCB的GE基板。在初期應(yīng)用中，GE基板存在加熱翹曲變形、銅箔剝離等問題，經(jīng)材料制造商逐漸改進(jìn)后得到明顯的改善。1965年起日本有好幾家材料制造商開始批量生產(chǎn)GE基板。

1960年前后，兩面都有電路圖形的“雙面印制電路板”、“孔金屬化雙面印制電路板”相繼投入生產(chǎn)。同時(shí)，由幾層印制電路板重疊在一起的“多層印制電路板”也開發(fā)出來了，這時(shí)的產(chǎn)品主要用于精密電子儀器及軍用電子裝備中。

大約在1968年前后，中、大規(guī)模的集成電路已經(jīng)問世，并投入生產(chǎn)。與它相適應(yīng)的“孔金屬化雙面印制電路板”逐漸取代了單面印制電路板，而且柔軟、能折疊彎曲的“撓性印制電路板”也開發(fā)出來了。

3、PCB躍進(jìn)期：20世紀(jì)70年代（MLB登場(chǎng)，新安裝方式登場(chǎng)） ?

1970年以后，大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，加快了印制電路向多層化方向發(fā)展的速度。體積小，功能多的電子計(jì)算機(jī)也相繼問世。日本起沖電氣公司等通信設(shè)備制造企業(yè)各自設(shè)立PCB生產(chǎn)工廠，同時(shí)PCB專業(yè)制造公司也快速崛起。這時(shí)，采用電鍍貫通孔實(shí)現(xiàn)PCB的層間互連逐漸被采用。在1972～1981年的10年間，日本PCB生產(chǎn)金額約增長(zhǎng)6倍（1972年產(chǎn)值471億日元，1981年產(chǎn)值3021億日元），是跨越式的紀(jì)錄。

1970年起，電信公司的電子交換機(jī)用PCB層數(shù)達(dá)到了3層。此后大型計(jì)算機(jī)的發(fā)展促進(jìn)更多層PCB的發(fā)展。PCB的層數(shù)也從4層開始向6、8、10、20、40、50層，甚至更多層邁進(jìn)。同時(shí)，PCB也實(shí)現(xiàn)高密度化（線路精細(xì)化、孔經(jīng)微型化、絕緣層薄型化），線路寬度與間距從0.5mm減小至更小的0.35mm、0.2mm、0.1mm的尺寸。這使得PCB單位面積上布線密度大幅地提高。

此外，PCB上元器件的安裝方式開始了革命性變化，原來的插入式安裝技術(shù)（TMT）逐漸發(fā)展為更為精密的表面安裝技術(shù)（SMT）。一直以來，插入式安裝方法在PCB上都是依靠手工操作。自動(dòng)元器件插入機(jī)的成功開發(fā)實(shí)現(xiàn)了元器件的自動(dòng)裝配。SMT更是采用自動(dòng)裝配線，實(shí)現(xiàn)PCB兩面電子元器件的貼裝。

4、多層印制電路板（MLB）躍進(jìn)期：20世紀(jì)80年代（超高密度安裝的設(shè)備登場(chǎng)） ?

1980年以后，隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，它與高密度的多層印制電路結(jié)合在一起，出現(xiàn)了運(yùn)算次數(shù)達(dá)數(shù)億次的超級(jí)計(jì)算機(jī)。在1982～1991年的10年間，日本PCB產(chǎn)值增長(zhǎng)了約3倍（1982年產(chǎn)值為3615億日元，1991年為10940億日元）。MLB的產(chǎn)值在1986年時(shí)為1468億日元，超過了單面印制電路板產(chǎn)值；到1989年時(shí)為2784億日元，接近雙面印制電路板產(chǎn)值，之后MLB占印制電路板的主要地位了。

1980年以后，PCB高密度化明顯提高，形成了高達(dá)62層的玻璃陶瓷基MLB。MLB高密度化有效地推動(dòng)了移動(dòng)電話和計(jì)算機(jī)開發(fā)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。1988年美國(guó)IBM公司率先將多達(dá)42層的印制電路用于計(jì)算機(jī)的生產(chǎn)中。而現(xiàn)在，80多層的高密度印制電路也已投入應(yīng)用之中。

5、邁向21世紀(jì)的助跑期：20世紀(jì)90年代（積層法MLB登場(chǎng)） ?

1991年后，日本泡沫經(jīng)濟(jì)破滅，電子設(shè)備和PCB受到了很大的影響。1994年后逐漸恢復(fù)，MLB和撓性印制電路板也開始快速增長(zhǎng)，而單面印制電路板與雙面印制電路板產(chǎn)量卻開始下跌。1998年起積層法MLB進(jìn)入實(shí)用期，產(chǎn)量急速增加，同時(shí)促進(jìn)了集成電路（IC）封裝形式邁進(jìn)面陣列端接型的球柵陣列（BGA）和芯片級(jí)封裝（CSP）時(shí)代的小型化、超高密度化安裝。隨著片式元器件的大規(guī)模開發(fā)，SMT技術(shù)在這一時(shí)代進(jìn)入了快速發(fā)展的時(shí)期，明顯地提高了電子產(chǎn)品的互連密度。

6、PCB一體化集成技術(shù)發(fā)展期：21世紀(jì)20年代 ?

隨著電子產(chǎn)品向小型化、輕薄化方向發(fā)展，特別是智能產(chǎn)品和裝備的出現(xiàn)，印制電路板表面元器件安裝面積受到了極大的限制。元器件或IC器件的三維安裝，即PCB一體化集成成為21世紀(jì)20年代印制電路板制造最為重要的技術(shù)。就目前來說，電子元器件的埋嵌可減少印制電路板40%的面積，可大大地減小印制電路板的尺寸，而將更多的面積讓給電池或其他部件。

7、展望 ?

50多年來PCB發(fā)展變化巨大。自1947年發(fā)明半導(dǎo)體晶體管以來，電子設(shè)備的形態(tài)發(fā)生了很大變化，半導(dǎo)體由集成電路（IC）、大規(guī)模集成電路（LSI）、超大規(guī)模集成電路（VLSI）向高集成度發(fā)展，開發(fā)出了多芯片組件（MCM）、球柵陣列（BGA）、芯片級(jí)封裝（CSP）等更高集成化的IC封裝方式。21世紀(jì)初期印制電路板技術(shù)研究將繼續(xù)為實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品的高密度化、小型化、輕量化以及高集成化而努力，主導(dǎo)21世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)“納米技術(shù)”也將推動(dòng)印制電路產(chǎn)品和技術(shù)的發(fā)展。

編輯：黃飛

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