傅莉

（景德鎮(zhèn)陶瓷學院，江西景德鎮(zhèn)333002）

1.印制電路板發(fā)展階段

隨著微電子技術(shù)的快速發(fā)展，特別是晶體管的電子系統(tǒng)和設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電子系統(tǒng)和設(shè)備的功能與結(jié)構(gòu)變得十分復雜，因此最初采用的手工搭建電路的方法已經(jīng)遠遠不能滿足設(shè)計的需要，這時出現(xiàn)印制電路板的概念。1903年，Albert Hanson首先提出了“線路”的概念，并把它用于電話交換系統(tǒng)。這種概念是把薄薄的金屬箔切割成線路導體，再把它們黏合在石蠟紙上，最后在下面貼上一層石蠟紙，這樣便構(gòu)成了現(xiàn)今印制電路板的結(jié)構(gòu)雛形。1936年，Paul Eisner博士真正發(fā)明了印制電路板的制作技術(shù)，自此印制電路板便迅速發(fā)展起來，并獲得了廣泛應(yīng)用。

自印制電路板誕生開始至發(fā)展到今天，已經(jīng)將近70年歷史了，縱觀印制電路板的歷史，可以將它劃分為6個時期：

1.1 印制電路板的誕生期（1936年至40年代末期）

1936年，Paul Eisner博士真正發(fā)明了印制電路板的制作技術(shù)，印制電路板由此誕生了。在這個歷史時期，印制電路板采用的制造方法是加成法，即在絕緣板表面添加導電材料來形成導電圖形，采用的具體制造工藝有涂抹法、噴射閥、真空沉積法、蒸發(fā)法、化學沉積法和涂敷法等。在1936年底，采用上面所述生產(chǎn)技術(shù)的印制電路板曾應(yīng)用于無線電接收機。

1.2 印制電路板的試產(chǎn)期（20世紀50年代）

自從1953年起，通信設(shè)備制造業(yè)開始對印制電路板重視起來。這時開始采用的制造工藝減層法，它的具體制造方法是采用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板(PP基板)，然后采用化學藥品來溶解并除去不需要的銅箔，這樣剩下的銅箔就形成電路。在這個歷史時期，采用的腐蝕液的化學成分是三氯化鐵，其代表產(chǎn)品是索尼公司制造的手提式晶體管收音機，它是一種采用PP基材的單層印制電路板。

1.3 電路板的實用期（20世紀60年代）

在這個時期，印制電路板采用覆銅玻璃布環(huán)氧樹脂層壓板（GE基材）。1960年起，日本公司開始大量使用GE基板材料。1964年，美國光電路公司開發(fā)出沉厚銅化學鍍銅液（CC—4），開始了新的加成法制造工藝。日立公司引進了CC—4技術(shù)，目的是用于解決GE基板在初期有加熱翹曲變形、銅箔剝離等問題。隨著材料制造商技術(shù)的逐步改進，GE基材的質(zhì)量不斷地提高。1965年起，日本有好幾家制造商開始批量生產(chǎn)GE基板、工業(yè)電子設(shè)備用GE基板和民用電子設(shè)備用PP基板。

1.4 印制電路板快速發(fā)展期（20世紀70年代）

在這個歷史時期，印制電路板專業(yè)制造公司大量出現(xiàn)，同時各個公司開始使用過孔來實現(xiàn)印制電路板之間的層間互連。1970年起，通信行業(yè)的電子交換機開始使用3層的印制電路板；之后大型計算機開始采用多層印制電路板，因此多層印制電路板得到了快速的發(fā)展。這個時期，超過20層的印制電路板采用聚酰亞胺層壓板作為絕緣基板。

這個時期的印制電路板從4層向6層、8層、10層、20層、40層以及更多工作層面發(fā)展，同時實現(xiàn)了高密度化（細線、小孔、薄板化），具體的導線寬度和間距從0.5mm向0.35mm、0.2mm、0.01mm發(fā)展，印制電路板單位面積上布線密度大幅度提高。另外，印制電路板上原來的插入式安裝技術(shù)逐漸過渡到表面貼裝技術(shù)。這個時期的另一個重要突破是實現(xiàn)了自動裝配線，可以自動安裝印制電路板上的元器件。

1.5 印制電路板的高速發(fā)展時期（20世紀80年代）

20世紀80年代，印制電路板處于高速發(fā)展的時期，它廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域中，逐漸成為電子系統(tǒng)和設(shè)備制造中必不可少的一個組成部分。同時，多層印制電路板獲得了飛速發(fā)展，它逐漸代替了單層板和雙層板而成為了設(shè)計的主流。1980年后，PCB高密度化也明顯得到提高，這時已經(jīng)可以生產(chǎn)出62層的玻璃陶瓷基印制電路板。這種高密度化進一步促進了移動通信和計算機的發(fā)展。

1.6 印制電路板的革命期（20世紀90年代）

20世紀90年代前期，印制電路板的發(fā)展經(jīng)歷了一段低谷時期。1994年，印制電路板開始恢復發(fā)展，其中擾性印制電路板獲得了較大的發(fā)展。1998年開始，積層法印制電路板開始進入到了實用期，產(chǎn)量開始急劇增加；IC元件封裝形式也開始進入到球刪陣列（BGA）和芯片級封裝（CSP）的階段。如今，印制電路板的發(fā)展主要表現(xiàn)在機械化、工業(yè)化、專業(yè)化、標準化和智能化等方向，它已經(jīng)形成一門在電子工業(yè)領(lǐng)域中的新興的、強大的印制電路制造工業(yè)。另外，主導21世紀的技術(shù)革命的納米技術(shù)，將會極大地帶動電子元器件的研究開發(fā)，從而引起印制電路板制造工業(yè)的革命性發(fā)展。

2.印制電路板未來展望

電子計算機和信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使電子工業(yè)成為世界最大的產(chǎn)業(yè)之一，電子產(chǎn)品正向著小型化、輕質(zhì)量、多功能、高可靠、低成本的方向發(fā)展。電子組裝技術(shù)逐步由通孔安裝向表面安裝和微小型安裝發(fā)展，大大促進了印制版的設(shè)計制造、測試技術(shù)和新型覆銅箔材料的發(fā)展。為了適應(yīng)球刪陣列封裝和最新的芯片級封裝等表面貼裝元器件的安裝，印制電路板的導線寬度和間距達到0.1mm以下，最小導通孔的孔徑直徑已經(jīng)在0.3mm以下。新的表面安裝技術(shù)對印制電路板的設(shè)計、制造工藝和材料都提出了新的要求。目前已有基層壓為基材的采用多芯片模塊封裝技術(shù)的高精度、高密度、超薄型多層印制電路板正處于發(fā)展當中，而且代表當今世界最先進的印制電路板技術(shù)的高密度互連結(jié)構(gòu)的印制板——積層式多層板已被研制出來。它是一種具有埋孔和盲孔、孔徑不大于0.1mm、孔環(huán)寬小于0.25mm、導線寬度和間距小于0.1mm或更小的積層式薄型高密度互連的多層板，在通信行業(yè)的高檔手機中應(yīng)用日益廣泛。

由于科技技術(shù)的發(fā)展，對印制電路板的具體形式難以預計。但印制板的發(fā)展與元器件的小型化和電子裝聯(lián)工藝的發(fā)展是相互適應(yīng)的，所以根據(jù)這些電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，目前可以預見的大體方向是：印制電路板向高層次、高密度、高可靠性、薄型化、小型化、功能化和無公害的綠色產(chǎn)品發(fā)展，具體反映在以下幾個方面：

2.1 設(shè)計方面

為了適應(yīng)元器件小型化、功能增多、I/O引腳數(shù)量增多、節(jié)距小和安裝密度高的發(fā)展需要，在印制板的設(shè)計方面，應(yīng)有先進的設(shè)計思想和設(shè)計技術(shù)手段。計算機輔助設(shè)計中會有功能強大的新型設(shè)計軟件。借助計算機軟件，自由角度布線、三維布局及布線技術(shù)將廣泛應(yīng)用于設(shè)計高密度、高精度的導電圖形和高密度互連的印制板。

2.2 基材方面

綠色環(huán)保型基材將得到廣泛應(yīng)用。適用于表面貼裝用的耐熱性高、熱穩(wěn)定性好的基材以及低介電常數(shù)的特殊基材，耐離子遷移的高性能材料和使用HDI的覆樹脂銅箔將是今后基材發(fā)展的方向。

2.3 PCB產(chǎn)品

在印制板的產(chǎn)品方面，預置電阻和電容、直接封裝芯片的功能性印制板得到大量的應(yīng)用。采用HDI結(jié)構(gòu)和多芯片模塊技術(shù)用的MCL-L積層板使電路功能化、模塊集成化，撓性和鋼-撓結(jié)合印制電路板的廣泛應(yīng)用，可以實現(xiàn)電子產(chǎn)品的立體安裝，簡化了電子裝聯(lián)工藝，進一步提高產(chǎn)品的可靠性。

2.4 導電圖形

印制板的導電圖形可以實現(xiàn)多層布線、密度高、導線寬度和間距小于0.1mm等性能。層間互連采用孔徑小于0.1mm的盲孔和埋孔的高密度互連結(jié)構(gòu)和更為精細的導電圖形。

2.5 制造技術(shù)

印制板的制造技術(shù)向CAD-CAM-CAT一體化發(fā)展，可大大提高加工的極度，并縮短加工和測試周期。在加工技術(shù)方面，激光和等離子技術(shù)將被廣泛應(yīng)用，工藝過程的無污染或低污染，使制造技術(shù)向清潔綠色制造方向發(fā)展。

2.6 檢測技術(shù)

計算機技術(shù)廣泛用于PCB和組裝件的性能測試。如通斷測試、X射線內(nèi)層檢測、X射線鍍層檢測厚和自動光學檢測系統(tǒng)，對印制板組裝件的自動X射線檢測、在線檢測、功能測試和無接觸式檢測等技術(shù)，使PCB及組裝件的檢測向自動化和智能化方向發(fā)展。

面對電氣、電子產(chǎn)品無鉛焊接的環(huán)保要求，印制電路板的設(shè)計和制造技術(shù)與電子裝聯(lián)工藝的關(guān)系將更為緊密，元器件的小型化、模塊化和印制板的功能化將減少電子裝聯(lián)的工作量而大大提高產(chǎn)品的可靠性。印制電路板設(shè)計、制造和裝聯(lián)技術(shù)的進步必將促進電子產(chǎn)品向成本低、高可靠性、小型化綠色環(huán)保型的方向發(fā)展。

[1]R.S.Khandpur.印制電路板——設(shè)計、制造、裝配與測試（Printed Circuit Boards）[J].曹學軍，劉艷濤，錢宗峰，張光敏譯.機械工業(yè)出版社，2008，(2).

[2]林定皓.印制電路板概論養(yǎng)成篇[J].TPCA臺灣電路板協(xié)會，2005.

[3]龔永林.新產(chǎn)品與新技術(shù)（1-21）[J].印制電路信息，2001，(01)至2008，(09).

[4]林其水.納米技術(shù)在印制電路板中的應(yīng)用[J].印制電路信息，2008，(09).