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  • PCB製造技術發展曆程
    發布時間:2010-4-26

    印製電路板(PCB)技術半個多世紀發展以作者(伊藤瑾司)的見解分為6個時期,介紹如下:


    1、PCB誕生期:1936年~(製造方法:加成法)

        作者最初知道“印製板”是在1948年,當時是進入東京芝浦電氣株式會社剛2年的新員工,受課長指示開始調查“印製板”。到允許日本人閱覽的美國駐軍圖書室查閱,偶然發現了“印製電路技術”為題的技術論文。當時沒有複印機,需要的文獻隻能用筆抄寫,論文全部約有200頁,詳細敘述了塗抹法、噴射法、真空沉積法、蒸發法、化學沉積法、塗敷法等各種工藝,所介紹的都是絕緣板表麵添加導電性材料形成導體圖形,稱為“加成法工藝”。使用這類生產專利的印製板曾在1936年底時應用於無線電接收機中。

     

    2、 PCB試產期:1950年~(製造方法:減成法)

        作者在進入衝電氣工業公司1年後,在1953年起通信設備業對PCB開始重視,製造方法是使用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板(PP基材),用化學藥品溶解除去不需要的銅箔,留下的銅箔成為電路,稱為“減成法工藝”。在一些標牌製造工廠內用此工藝試做PCB,以手工操作為主,腐蝕液是三氯化鐵,濺上衣服就會變黃。當時應用PCB的代表性產品是索屁製造的手提式晶體管收音機,應和PP基材的單麵PCB。在1958年日本出版了書名為“印製電路”的最早的有關PCB啟蒙書藉。

     

    3、 PCB實用期:1960年~(新材料:GE基材登場)

        1955年衝電氣公司與美國Raytheon進行技術合作,製造“海洋雷達”。Raytheon公司指定PCB要應用覆銅箔玻璃布環氧樹脂層壓板(GE基材)。於是日本開發GE基材新材料並完成國產化,實現國產海洋雷達批量生產。 1960年起衝電氣公司開始在批量生產電氣傳輸裝置的PCB大量用到GE基板材料。
    1962年日本“印製電路工業會”成立。1964年美國光電路公司開發出沉厚銅化學鍍銅液(CC—4溶液),開始了新的加成法製造PCB工藝。日立化成公司引進了CC—4技術。用於PCB的國產GE基板在初期有加熱翹曲變形、銅箔剝離等問題,材料製造商逐漸改進而提高,1965年起日本有好幾家材料製造商開始批量生產GE基板,工業用電子設備用GE基板,民用電子設備用PP基板,已成為常識。

     

    4、 PCB跌進期:1970~(MLB登場,新安裝方式登場)

        衝電氣公司等通信設備製造企業各自設立PCB生產工廠,同時PCB專業製造公司也快速崛起。這時,開始采用電鍍貫通孔實現PCB的層間互連。在1972~1981年的10年間,日本PCB生產金額約增長6倍(1972年產值471億日元,1981年產值3021億日元),是大躍進的紀錄。
    1970年起電訊公司的電子交換機用PCB用到3層印製板,此後大型計算機用到多層印製板(MLB),由此MLB得到重用而急速發展,超過20層的MLB用聚酰亞胺樹脂層壓板作為絕緣基板。這個時期的PCB從4層向6、8、10、20、40、50層…,更多層發展,同時實行高密度化(細線、小孔、薄板化),線路寬度與間距從0.5mm向0.35、0.2、0.1mm發展,PCB單位麵積上布線密度大幅提高。
    PCB上元件安裝方式開始了革命性變化,原來的插入式安裝技術(TMT)改變為表麵安裝技術(SMT)。引線插入式安裝方法在PCB上應用有20年以上了,並都依靠手工操作的,這時也開發出自動元件插入機,實現自動裝配線。SMT更是采用自動裝配線,並實現PCB兩麵貼裝元件。

     

    5、 MLB躍進期:1980年~(超高密度安裝的設備登場)

        在1982年~1991年的10年間,日本PCB產值約增長3倍(1982年產值3615億日元,1991年10940億日元)。MLB的產值1986年時1468億日元,追上單麵板產值;到1989年時2784億日元,接近雙麵板產值,以後就MLB占主要地位了。
    1980年後PCB高密度化明顯提高,有生產62層玻璃陶瓷基MLB,MLB高密度化推動移動電話和計算機開發競爭。

     

    6、 邁向21世紀的助跑期:1990年~(積層法MLB登場)

        1991年後日本泡沫經濟破滅,電子設備和PCB受影響下降,到1994年後才開始恢複,MLB和撓性板有大增長,而單麵板與雙麵板產量卻開始一直下跌。1998年起積層法MLB進入實用期,產量急速增加,IC元件封裝形式進入麵陣列端接型的BGA和CSP,走向小型化、超高密度化安裝。

     

    今後的展望

       半個多世紀來PCB發展變化巨大。自1947的發明半導體晶體管以來,電子設備的形態發生大變樣,半導體由IC、ISI、VLSI、…向高集成度發展,開發出了MCM、BGA、CSP等更高集成化的IC。21世紀初期的技術趨向就是為設備的高密度化、小型化和輕量化努力,主導21世紀的創新技術將是“納米技術”,會帶動電子元件的研究開發。

     

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