PCB即Printed Circuit Board的簡寫,中文名稱為印制電路板,又稱印刷電路板、印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的,故被稱為“印刷”電路板。
PCB是承載電子元器件并連接電路的橋梁,作為“電子產(chǎn)品之母”,是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)品中不可或缺的電子元器件,應(yīng)用十分廣泛,幾乎延伸到所有領(lǐng)域。
1903年,Albert Hanson首先采用了“線路”的概念,并把它應(yīng)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(dǎo)體,然后再把它們黏合在石蠟紙上,最后在上面同樣貼上一層石蠟紙,這樣便構(gòu)成了現(xiàn)今PCB的結(jié)構(gòu)雛形。
1936年,奧地利人Paul Eisner博士在英國發(fā)表了箔膜技術(shù),他首先在收音機(jī)里采用了印刷電路板。
1943年,美國人多將該技術(shù)運(yùn)用于軍用收音機(jī),1948年,美國正式認(rèn)可此發(fā)明可用于商業(yè)用途。
自20世紀(jì)50年代起,發(fā)熱量較低的晶體管大量取代了真空管的地位,印刷電路板技術(shù)才開始被廣泛采用。而當(dāng)時(shí)以蝕刻箔膜技術(shù)為主流。
自印刷電路板誕生開始直至發(fā)展到今天,已經(jīng)有80多年的歷史了,縱觀印制電路板的發(fā)展史,可以將它劃分為6個(gè)時(shí)期:
1、1936年至20世紀(jì)40年代末為PCB電路板的誕生期
1936年,Paul Eisner博士真正發(fā)明了印制電路板的制作技術(shù),標(biāo)志著印制電路板的正式誕生。在這個(gè)歷史時(shí)期,線路板采用的制造方法是加成法,即在絕緣板表面添加導(dǎo)電材料來形成導(dǎo)電圖形,采用的具體制造工藝是涂抹法、噴射法、真空沉積法、蒸發(fā)法、化學(xué)沉積法和涂敷法等。當(dāng)時(shí),采用上面所述生產(chǎn)專利的PB線路板曾在1936年年底應(yīng)用于無線電接收機(jī)中。
2、20世紀(jì)50年代為PCB電路板的試產(chǎn)期
自從1953年起,通信設(shè)備制造業(yè)開始對PCB電路板重視起來。這時(shí)開始采用的制造工藝是減成法,它的具體制造方法是采用覆銅箔紙基酚醛樹脂層壓板(PP基材),然后采用化學(xué)藥品來溶解除去不需要的銅箔,這樣剩下的銅箔就形成了電路。在這個(gè)歷史時(shí)期,采用的腐蝕液的化學(xué)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(jī),它是一種采用PP基材的單層板印制電路板。
3、20世紀(jì)60年代為PCB電路板的實(shí)用期
在實(shí)用期,PCB印刷電路板采用覆銅箔玻璃布環(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)出沉厚化學(xué)鍍銅液(CC-4溶液),開始了新的加成法制造工藝。日立公司引進(jìn)了CC-4技術(shù),目的是用于解決GE基材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(jìn),GE基材的質(zhì)量不斷提高。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)用電子設(shè)備用GE基板和民用電子設(shè)備用PP基板。
4、20世紀(jì)70年代為PCB電路板的快速發(fā)展期
在這個(gè)時(shí)期,PCB專業(yè)制造公司大量出現(xiàn),同時(shí)各個(gè)公司開始使用過孔來實(shí)現(xiàn)PCB線路板的層間互連。1970年起,通信行業(yè)中的電子交換機(jī)開始使用3層的PCB;之后大型計(jì)算機(jī)開始采用多層PCB,因此多層PCB得到了快速地發(fā)展。這個(gè)時(shí)期,超過20層的PCB采用聚酰亞胺樹脂層壓板作為絕緣基板。同時(shí),PCB線路板設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高密度化,插入式安裝技術(shù)逐漸過渡到表面貼裝技術(shù),采用自動(dòng)裝配線來實(shí)現(xiàn)PCB上的元件貼裝。
5、20世紀(jì)80年代為PCB電路板的高速發(fā)展期
在這個(gè)歷史時(shí)期,PCB電路板處于高速發(fā)展的時(shí)期,廣泛應(yīng)用于各個(gè)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(gè)組成部分。同時(shí),多層PCB獲得了飛速地發(fā)展,逐漸代替了單層板和雙層板而成為設(shè)計(jì)的主流。1980年后,PCB高密度化也明顯得到了提高,這時(shí)已經(jīng)可以生產(chǎn)62層得玻璃陶瓷基PCB,這種高密度化促進(jìn)了移動(dòng)通信和計(jì)算機(jī)的發(fā)展。
6、20世紀(jì)90年代至今為PCB電路板的革命期
20世紀(jì)90年代前期,PCB電路板的發(fā)展經(jīng)歷了一段低谷時(shí)期。1994年,PCB開始恢復(fù)其發(fā)展,其中柔性PCB獲得了較大的發(fā)展。1998年開始,積層法PCB開始進(jìn)入到了實(shí)用期,產(chǎn)量開始急劇增加,IC元件封裝形式也開始進(jìn)入到球柵陣列(BGA)和芯片級(jí)封裝(CSP)等封裝階段。
目前,PCB電路板的發(fā)展方向主要表現(xiàn)在機(jī)械化、工業(yè)化、專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和智能化等方向,它已經(jīng)形成了一門在電子工業(yè)領(lǐng)域中新興的、強(qiáng)大的PCB制作工業(yè)。此外,主導(dǎo)21世紀(jì)的創(chuàng)新技術(shù)將是“納米技術(shù)”,它將會(huì)帶動(dòng)電子元器件的研究開發(fā),從而引起PCB制造工業(yè)的革命性發(fā)展。