印刷线路板

印刷线路板（精选8篇）

印刷线路板 篇1

一、产业概况

近年来随着平板电脑及智慧型手机等相关产品于市场上持续发夯, 连带使素有电子系统产品之母的印刷电路板 (Printed Circuit Board或Printed Wiring Board;简称为PCB或PWB) 厂商业绩受惠。印刷电路板主要是依电路设计, 将连接电路零件的电气布线绘制成布线图形, 然后再以设计所指定的机械加工及表面处理等方式, 在绝缘体上使电气导体重现所构成的电路板称之印刷电路板, 是搭配电子零件之前的基板, 主要用途是将各项电子零件以电路板所形成的电子电路, 发挥各项电子零组件的功能, 以达到信号传递的目的。

岛内印刷电路板最早始于1969年美国安培公司来台设厂生产, 发展至今已有三十多年历史, 且所投入生产厂商众多, 产业间上中下游结构完整, 目前岛内印刷电路板类型约可分类成单面板、双面板、多层板等数种, 其相关生产厂商如表所示。

二、TOP10业者分析

台湾地区印刷电路板业发展多年, 厂商之间供应链体系已日趋完整, 制程技术亦更加成熟, 而近年来随着市场上高阶平板电脑与智慧型手机崛起, 带动高阶HDI板与覆晶载板 (FC) 的制程需求, 台湾厂商在技术制造的能力提升以及良好的成本控管能力与生产效率下, 于高阶印刷电路板营收比重有逐渐增加趋势, 部分台湾厂商更以并购或转投资同业方式扩充产能, 藉以因应客户订单需求。

根据中华征信所2011年出版的台湾地区大型企业排名TOP5000资料显示, 台湾印刷电路板业TOP10业者于2006年至2010年间合计年度总营收, 除2008及2009年间受全球金融海啸所影响呈现衰退外, 其余各年度多以一定比例成长。而2010年因景气逐渐走出金融海啸阴霾, 总营收成长幅度更达31.35%, 其中印刷电路板业龙头厂欣兴电子 (股) 、南亚塑胶工业 (股) 及南亚电路板 (股) 三家厂商合计营收达1267.45亿元 (新台币, 下同) , 占TOP10业者总营收51.36%, 而其余7家合计营收则占48.64%, 显见印刷电路板业大厂与小厂间制程技术与产能上仍有一定差距。

资料来源:中华征信所征信资料库及近五年台湾地区大型企业排名

由2006—2010年中华征信所TOP10排名变动可看出近五年来厂商并无太大变化, 仅于名次上做变动, 其中前三名多为欣兴电子 (股) 、南亚塑胶工业 (股) 及南亚电路板 (股) 所包揽, 而欣兴电子 (股) 自2009年后已连续两年为TOP10营收排名第一名, 志超科技 (股) 亦在2009年时入榜, 并连续两年为TOP10业者第八名。

资料来源:中华征信所征信资料库及近五年台湾地区大型企业排名

欣兴电子 (股) 隶属联华电子 (股) 关系企业之一, 自1990年1月成立后, 陆续于台湾、香港及大陆等地并购多家印刷电路板厂, 于2009年间并购全懋精密科技 (股) 之后, 生产据点遍及桃园、新竹、深圳、昆山、苏州等地, 同年集团合并营收达650亿元, 并名列全球第一大印刷电路板供应商。目前所生产的印刷电路板主要多应用于电信器材、通信设备、个人电脑及周边设备、笔记型电脑及智慧型手机等产业, IC载板则用于IC封装产业。

南亚塑胶工业 (股) 及南亚电路板 (股) , 分别成立于1958年8月及1997年10月, 同隶属台塑集团关系企业之一, 南亚塑胶工业 (股) 为岛内铜箔基板大厂, 而铜箔基板为印刷电路板核心材料之一, 南亚塑胶工业 (股) 目前于岛内铜箔基板市场市占率约为34%, 2010年产量约为2605万张。而南亚电路板 (股) 原为南亚塑胶工业 (股) 电路板事业部, 后于1997年间分割独立成转投资公司, 其铜箔基板则主要向南亚塑胶工业 (股) 购买, 目前主要以生产高阶印刷电路板及覆晶载板 (FC) , 印刷电路板主要应用于通讯、绘图晶片与记忆体等产品, 而覆晶载板则主要用于CPU、整合型晶片与绘图卡, 目前主要客户包括INTEL、NVIDIA、AMD等国际大厂。

精成科技 (股) 成立于1973年2月, 初期为运动鞋代工大厂宝成集团所转投资的电子事业, 主要从事铝门窗、铝挤型、铝帷墙的产销业务, 后于2001年开始转型从事印刷电路板加工业务, 2010年3月间将经营权转让予华新丽华集团, 正式成为华新丽华集团旗下关系企业之一。目前主要业务仍是以EMS电子加工服务为主, 其业务内容主要是将硬碟主板、主机板、显示卡以及LCD控制板上的零件做组装, 使基板上的配线电路能做连结, 以发挥基板的设计功能。

单位:新台币千元

资料来源:中华征信所征信资料库及近五年台湾地区大型企业排名;各公司公告资料

而从印刷电路板业营收TOP10业者营运状况表 (表3) 中可看出, 2010年全球景气已逐渐走出金融海啸阴霾, 市场需求亦逐渐回温, 各业者2010年营收概况皆较2009年成长, 其中又以欣兴电子 (股) 成长51.28%为TOP10业者之冠, 多数业者亦多维持成长20%至30%之间。而毛利率最高的业者为景硕科技 (股) , 其所擅长生产的晶片尺寸覆晶基板 (FC-CSP) 与塑胶球型栅状阵列基板 (PBGA) , 于市场上独具竞争性, 相关产品亦被广泛应用于手机基频、基地台、网通及BGA封装产业。

三、产业前景展望

台湾地区发展印刷电路板业已有多年时间, 产业间信息传递快速, 资源整合亦相对完整, 造就台湾成为全世界印刷电路板主要输出地之一。而印刷电路板业在早期电子工业中, 产业进入门槛较其他高科技电子产业而言相对较低, 因此产业间厂商林立, 削价竞争的惨况屡见不鲜。但近年来随着平板电脑、智慧型手机及消费性电子商品的崛起, 替印刷电路板的产业重新定位, 电路板的设计随着电子产品的日新月异日趋复杂, 因而淘汰了许多体质不良的厂商, 更加巩固了台湾于全世界印刷电路板业的地位。尽管2012年全球景气仍因欧债问题而充满不确定性, 但市场对于消费性电子产品、平板电脑、智能手机以及超轻薄笔电的需求依旧看好, 因而有机会使印刷电路板业厂商业绩受惠。根据台湾印刷电路板协会及工业技术研究院产业经济与趋势研究中心于日前预估, 2012年台商两岸印刷电路板产值约为5260亿元, 年增率约为4.89%, 整体产业仍呈缓步成长趋势。但未来仍需面临大陆市场的同业竞争, 沿海地区缺工, 造成人力资源成本的增加以及近来原物料价格的持续调涨, 如印刷电路板的重要材料铜箔基板, 因国际铜价已升到8600美元/吨的水准, 使得市场上预估铜箔基板涨幅达10%以上等相关问题, 厂商是否能在产业间持续保有一定的获利水平, 仍考验着企业团队的经营智慧。

印刷线路板 篇2

印刷线路板废弃物的热解与动力学实验研究

摘要：分别应用管式炉反应器和热重分析手段对印刷线路板废弃物的热解行为和热解动力学进行了实验研究.在管式炉中,研究不同的热解温度:700～950℃,对产物分布和气体成分分布的影响.实验结果表明:PCB热解气体的主要成分是H2和CO2,气体的`热值较低,仅为2.09～5.41 MJ/m3,PCB不适合以气体产物为目标的能源利用方式.应用Friedman方法对PCB的热解动力学进行了研究,求得PCB的热解动力学参数分别是:表观活化能190.92 kJ/mol,反应级数5.97,指前因子lnA47.14 min-1.作 者：熊祖鸿    李海滨    吴创之    陈勇    Xiong Zuhong    Li Haibin    Wu Chuangzhi    Chen Yong  作者单位：中国科学院广州能源研究所,广州,510640 期 刊：环境污染治理技术与设备  ISTICPKU  Journal：TECHNIQUES AND EQUIPMENT FOR ENVIRONMENTAL POLLUTION CONTROL 年，卷(期)：2006, 7(10) 分类号：X705 关键词：印刷线路板    废弃物    热解    动力学   

印刷线路板 篇3

1 印刷电路板制造技术

印刷电路板是电子行业中最重要的基础电子不见,被广泛应用在几乎每一种电子设备中,存在于集成电路所在的每一个地方。[1]传统的印刷电路板制造过程非常复杂,需要经过微影将金属附着于基板并将金属加工成为配线,最后基板上出现所需要的配线,使用喷墨技术能够达到微影技术无法提高封装密度的问题,简化制造步骤。

传统印刷电路制作技术在配线形状发生改变时需要改变微影制造是所使用的光罩,不仅增加了光罩的制作时间,而且需要进一步改变生产线和印刷电路板的种类,增加了生产成本。使用丝网印刷制作电路板需要进行如下流程:制阻焊膜底片、冲底片定位孔、清晰印制板、配制油墨、双面印刷、预烘、曝光、显影、热固。丝网印刷制作电路板是一个复杂的过程,对于丝网印刷机具有较高的要求,印刷过程中印刷压力需要跟随电路板厚度的减小而进行调整,确保既不会损坏电路板又能够保证印刷质量要求,提高了印刷电路板制作成本。

2 喷墨印刷技术

2.1 喷墨印刷原理

按需式压电材料喷墨印刷利用电压脉冲驱动压电陶瓷元件是指变形,从而挤压出墨水腔内的墨水,当产生的瞬间压力能够克服流体表面张力时,墨水就可以从喷嘴口喷射出来。[2]在喷墨过程中由于艺术电压时造成的压电陶瓷元件产生反方向的应力导致墨滴产生颈缩,脱离喷嘴。

压电式喷墨头可以用来喷射任何液体或金属溶液,能够在较大温度范围内进行正常操作,在喷墨打印定量模式确定之后能够根据数字数据形成的数字化驱动来确定喷射位置、喷射面积、喷射厚度等具体的喷射参数,从而精确控制液滴大小,满足生产要求。

2.2 喷墨印刷技术优势

高分辨率。喷墨印刷系统能够通过精确定位,印刷网点小于1um,而丝网印刷无法达到如此高的分辨率。[3]随着等离子电视画面分辨率的提高和画质不断提高,部件图形的精度要求也不断得到提高,喷墨打印的高精度能够有效满足高档等离子电视要求。

数字化工艺。数字化工艺能够有效减少工艺流程,减少制版工序,降低工作成本,可重复利用,效果稳定。相对于丝网印刷过程低自动化水平、制作工序繁琐、生产周期长、重复利用性差的特点,喷墨印刷技术更标语生产线进行数字化流程管理,数字化工艺能够有效提高印刷技术的精确度和准确水平。

彩色印刷并一次成型。喷墨技术能够确保多个墨盒同时工作,多个墨盒同时工作能够满足图文排版过程中对于不同颜色的要求,根据数字化排版进行印刷,图文交错排版也可以一次成型,并且一次性制得多层膜和梯度膜等具有更优质性能的材料和结构。

设备结构紧凑。等离子电视屏幕尺寸不断增大,大面积的掩模版和丝网印版在工作过程中由于各种原因容易发生形变,影响结构单元的精度,无法满足印刷设备越来越庞大带来的挑战。喷墨设备尺寸相对较小,在步进电机的带动下,可以轻松满足不同设备尺寸对于印刷设备的需求,同时采用喷墨印刷设备替代丝网印版,能够有效降低灰尘对于印刷效果的影响。

2.3 喷墨印刷技术弱点

喷墨印刷技术主要存在两个弱点:所用各类浆料难以满足喷墨头的工作要求;喷墨得到的图文网点相对较薄。目前的电子浆料大多是为了丝网印刷而研制的,适用于喷墨技术的浆料需要进一步进行研发才能够满足喷墨技术的要求,如喷墨技术中导电浆料和玻璃浆料需要改变配方和制作工艺才能够满足需要。

3 喷墨印刷技术在印刷电路板制作中的应用

3.1 应用喷墨印刷技术形成抗蚀、抗镀图形与字符

采用喷墨印刷技术形成抗蚀、抗镀图形与字符能够有效减少传统图形转移工艺过程中诸多生产过程,降低有机废水的处理和排放,提高产品生产合格率,降低生产成本。

3.2 应用喷墨印刷技术生产PCB产品

在基板上喷印导电图形、喷印介质层、填导通孔等形成满足要求的积层板能够将具有各种电子功能结构的材料通过印刷技术集成到电路板上。喷墨印刷技术使得音质电子吊炉发展成为一种崭新的电子产品加工工艺,被广泛应用于显示器、光电池等电子产品的加工过程中。

3.3 应用喷墨印刷技术形成埋嵌元件板和系统封装基板

采用喷墨印刷技术形成埋嵌元件板和系统封装基板能够简化生产过程,封装过程也由于封装基板的广泛使用而得到进一步简化。喷墨印刷技术形成埋嵌软件能够有效简化生产过程,提高生产效率,降低生产成本,并且因为封装基本的使用而使得系统封装成为一件相对简单的事情,有效提高工作效率。

4 结语

喷墨印刷技术能够有效简化印刷电路板的生产过程,并缩短其生产周期,因此虽然没有进入大规模的工业化生产,但是具有良好的发展前景。由于喷墨印刷技术存在的诸多优点使得喷墨印刷技术在印刷电路板工业中的得到迅速推广和使用,并且具有成为产品生产主流之势,为印刷电路板工业的发展带来表格和进步。

摘要：印刷电路板是电子行业中最重要的基础电子不见,被广泛应用在几乎每一种电子设备中,存在于集成电路所在的每一个地方。喷墨印刷技术不仅存在诸多优点,也存在一定的弱点,在印刷电路板应用喷墨印刷技术时要合理利用其优势也有注意有效避免其弱点带来的隐患。

关键词：印刷电路板,喷墨印刷技术,喷墨技术

参考文献

[1]王振宁.喷墨印刷技术在印刷电路板中的应用[J].数码印刷,2009,08:56-58.

[2]林丽芹,蒲嘉陵.喷墨技术进展及在电子元件中的应用[J].信息记录材料,2006,03:11-14.

印刷线路板 篇4

1 试 验

1.1 试验材料

实验原料为粒径范围在0.074～0.3 mm范围内的废印刷线路板非金属粉末,主要成分包括溴化环氧树脂、玻璃纤维和粘结剂。

1.2 试验设备

本研究所涉及的水热实验是在一个间歇式反应器中完成,间歇式反应器采用SUS 316不锈钢材料,具有较好的耐腐蚀和耐压性,如图1所示,内容积为6 mL,两端通过管接头密封,可承压20 MPa。整个反应过程是在盐浴炉中进行,如图2所示,盐浴炉中的升温过程和温度测定是由外置的温度控制器控制。采用NaNO3与KNO3按质量比为1:1.5混和,升高温度至混和盐完全融化形成盐浴,利用外部电机带动盐浴炉内部的搅拌子进行搅拌,确保盐浴体系内部温度一致,盐浴的最高温度可以达到550 ℃左右。冷却水槽中的冷却水为自来水。

1.3 试验方法

(1)称取0.1 g左右的废线路板非金属粉末和4 mL蒸馏水置于反应器中,持续充氮气1 min,以保证反应体系没有氧气存在,迅速将反应器密封。摇匀后将反应器快速放到已到达设置温度的盐浴之中,并开始计时。(2)反应结束后,将反应器从盐浴中取出并放入冷水槽,冷却至室温。(3)开启反应器,反应产物经过滤,液相产物装入样品瓶中,固相产物则分别先后用丙酮和去离子水清洗后,放置于110 ℃烘干并称重。

1.4 分析测试

采用气相色谱-质谱分析仪(GC-MS,Trace DSQ 气相色谱-质谱联用仪,美国热电公司)测定液相产物的相对分子质量、分子结构和混合物的组成。测试条件:色谱柱:DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱温:70 ℃(保留1 min)-250 ℃(保留5 min);升温速度:15 ℃/min;汽化温度:250 ℃;载气(流量):高纯He(1.0 mL/min);分流比:10:1;进样量:1.0 μL;MS 监测器采用离子源 EI 源,应用电离电压 70 eV,发射电流200 μA,离子源温度 200 ℃,扫描速率1次/s,扫描形式和质量范围是 20～350 a.m.u,成分的鉴别采用 Nist 图谱库,溶剂延迟3.00 min。

2 结果与讨论

2.1 不同温度下所得液相产物

2.1.1 水热反应温度300 ℃

水热反应机理是建立在水热反应产物分析的基础之上,为此,本实验主要对物料在300～400 ℃间进行水热反应后得到的液相产物进行GC-MS分析。图3为水热反应温度300 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。

液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积。如表1所示。

由表1可见,300 ℃的液相产物中,废印刷线路板水热降解的主要产物为苯系物,此温度下液相产物检测出的苯系物有二甲苯、苯酚、取代苯酚、溴代芳烃等物质,其中对异丙烯基苯酚、双酚A和苯酚的量最大。在该水热反应温度下,溴在液相中的存在形式主要为有机溴代物,如2-溴苯酚、2,6-二溴苯酚和2-甲基-4-异丙基溴苯等,这些物质大多来自于溴化环氧树脂中的四溴双酚A的分解[15]。此外产物还检测出含氮有机物,如1-甲基-2-吡咯烷酮,液相中的氮素主要是来自固化剂双氰胺及促进剂二甲基甲酰胺等物质的分解[16]。

2.1.2 水热反应温度360 ℃

图4为水热反应温度360 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。

液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积。如表2所示。

由表2可见,360 ℃的液相产物中,苯酚和对异丙基苯酚是水热反应温度360 ℃下液相产物的主要成分,与水热反应温度为300 ℃时的液相产物相比,苯酚含量的大幅度增加,结果表明水热反应剧烈,产物中大分子酚类物质降解加剧,且产物趋同。此外,反应产物中未检测出含溴有机物,结果表明在此反应温度条件下,有机溴代物中的溴发生了进一步的断键反应。

2.1.3 水热反应温度400 ℃

图5为水热反应温度400 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积, 如表3所示。

比较表2和表3可以发现,水热反应温度400 ℃时的液相产物组成与水热反应温度360 ℃时的液相产物组成的大体相同,主要为酚和取代苯酚类物质,但是,水热反应温度400 ℃时的液相产物中各种取代酚类物质含量明显增加,而苯酚则呈现出下降的趋势,这一现象表明水热反应温度400 ℃条件下,水热降解过程基本完成,二次聚合反应增多。

由上述讨论可知:废弃印刷线路板非金属组分中的树脂在水热条件下降解得到的液相产物主要是包含6～15个碳原子的复杂有机物,主要的降解产物有苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、异丙基苯酚等物质。水热反应温度是影响液相产物的种类和组成的重要因素。在相对较低温度下,树脂主要降解为分子链较长的大分子,溴在产物中的存在形式主要以溴代酚类物质为主。随着水热反应温度的升高,树脂高分子链获得足够的能量发生更多的链断裂反应,降解速度加快,有机溴代物质得到进一步降解并脱溴,产物中苯酚含量明显增多,产物趋同;继续提高温度,水热降解过程完成,苯酚含量下降,二次聚合反应概率增加。

2.2 水热降解机理

聚合物降解是高分子有机物在机械力、热、高能辐射、超声波或化学反应作用下,分子链被分裂成较小部分的反应过程[17]。对废旧高分子材料回收而言,聚合物降解机理的研究有利于控制反应进程,优化反应条件,提高目标产物收率。废印刷线路板非金属中树脂水热降解反应是包含若干基元反应的复杂反应,降解途径和产物分布受反应条件的影响较大。

根据化学键能理论,当反应体系提供的能量大于树脂分子链中某些键的解离能时,这些键将断裂产生自由基。化学键断裂产生自由基,一方面自由基通常都活性物质,或者引发新的链式反应生成新的物质或自由基,或者自由基之间结合生成新的稳定的物质,实现自由基反应的终止,另一方面自由基的产生使得原有分子中的化学键键能发生了较大的变化,如HO-C2H5的化学键能是391.2±2.9 kJ/mol,但是如果HO-C2H5失去一个H形成HO-CH2C·H2,其C-O的化学键的键能为125.9±10.5 kJ/mol,较HO-C2H5中的C-O大大降低,在高温下很容易发生断键,产生新的自由基[18]。在较高的水热反应温度下,树脂高分子获得较高的能量,断链点位增多。尽管高分子树脂热降解具有一定的随机性,但是总是从化学键键能较弱的部分进行。随着温度的升高,溴化环氧树脂中的一些键能相对较高的化学键也开始断裂,如Ph-CH2Ph(378.2±8.4) kJ/mol、(CH3)2C-HOH(380.7±4.2) kJ/mol、H2COCH-CH3(391.2±10.5) kJ/mol、Ph-OCH3(416.7±5.9) kJ/mol等等。液相产物所检验出的共性产物如苯、甲苯、双酚A等主要源于树脂中一些高能键在高温区间内的直接断裂。大部分树脂主链通过热裂解过程,断裂生成小的分子链段,并且继续在高温水热下发生歧化、加氢、重构等反应生成小分子物质。

由上述讨论,并结合Barontini等学者[19,20]对溴化环氧树脂热解过程的研究结果,初步推断溴化环氧树脂在高温水热阶段主要发生以热裂解为主的断链机理,如图6所示。

另一方面,水热反应温度300 ℃时废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂的水热降解液相产物以双酚A、对异丙烯苯酚和苯酚为主,同时产物中还存在多种溴代酚。一般而言,250～300 ℃范围内的水的离子积达到10-11,作为反应介质的水会表现出较强的酸碱催化作用。因此,在较低的水热反应温度条件下,水分子首先进攻溴化环氧树脂分子链上的醚键,使其发生水解反应生成溴代双酚A单体和一些低聚物。此后在水的酸碱催化作用下,溴双酚A又会进一步发生分解,生成苯酚、对异丙烯基苯酚以及溴代酚类物质。结合碱性条件下的水热有机反应机理[21],提出废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂在较低水热温度条件下主要以水解反应为主,其降解途径如图7所示。

由以上分析可知,在废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂水热反应体系中可能同时存在着热裂解反应和水解反应两种作用机制,这两种作用机制共同作用,随反应条件的变化决定不同的产物分布。其中在低温阶段,水解反应机制起主要作用,双酚A、对异丙烯基苯酚等单体物质是其主要产物;在高温阶段,热裂解反应机制起主要作用,苯酚、邻甲酚、对甲酚等小分子化合物是其主要产物。

3 结 论

(1)本文的研究结果表明水热条件有利于废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂的降解,其主要液相降解产物是包含6～15个碳原子的复杂有机物,苯酚、异丙基苯酚等成分是其主要产物,而这些苯酚类有机物均属于重要的化工原料,因此,水热技术能够实现废印刷线路板中非金属树脂的高值化回收,而且避免了二次污染。

(2)结合产物分析,废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂在水热条件下同时存在水解和热裂解反应。低温阶段,水解反应起主要作用,双酚A、对异丙烯基苯酚等单体物质是其主要产物;高温阶段,热裂解反应起主要作用,苯酚、邻甲酚、对甲酚等小分子化合物是其主要产物。

(3)废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂水热降解产物的分布及产率主要决定于温度。

摘要：废弃印刷线路板现有回收处理技术效率低,易造成资源的浪费和环境二次污染一直是关注的焦点。本文着重探讨了水热技术在废弃印刷线路板基材中非金属回收处理方面的应用。对水热处理废弃印刷线路板基材中非金属物料的机理进行了初步探索。结果表明:废印刷线路板水热降解的主要产物是苯酚等酚类物质,且存在水解和热解两种降解途径。

印刷线路板 篇5

印刷线路板是一种附着于绝缘基材表面、用于连接电子元器件 (包括屏蔽元件) 的导电图形, 简称PCB。印刷线路板因其特定的功能要求而含有多种不同的金属, 如贵金属金、银以及基本金属铜、铅、锡、锌、镍等。以个人计算机 (PC) 中使用的印刷线路板为例, 其典型组成为:80g/t的金、3300g/t的银、26.8%的铜、1.0%的锡、2%的铅、0.47%的镍以及1.5%的锌[5]。因此, 若将废旧印刷线路板随意丢弃、填埋, 不仅会造成资源的浪费, 还可能导致其中的大量有毒有害物质渗入地下, 对土壤和地下水造成严重污染, 给人类的生存环境及人体健康造成潜在的长期危害[6]。如果将废旧印刷线路板中的金属回收利用, 则相对于从矿石中提取来说, 所需要的能耗较少, 回收过程中产生的废物量也较少[7], 不仅可以获得很好的环境和经济效益, 而且可以达到节约资源、降低环境污染等多重目的。

目前, 回收废旧印刷线路板最常用的方法主要有热处理、化学处理、生物处理、机械处理或几种处理技术相结合的方法。其中, 热处理和化学处理技术的发展相对比较成熟, 但是这两种技术在处理废旧印刷线路板的过程中都会造成严重的二次污染:热处理过程中, 若温度控制不当, 可能会导致溴化阻燃剂热解, 产生二噁英等剧毒物质;化学处理过程中, 会产生大量具有腐蚀性和毒性的浸出液及残渣。生物处理技术起步较晚, 目前尚未真正投入使用。与上述几种方法相比, 机械处理技术具有成本低、投资少以及环境污染小等优点, 有较强的适应性, 符合当前的市场要求, 正得到越来越广泛的应用[8,9]。

机械处理技术包括拆解、破碎、分选等步骤。其中, 分选主要是利用废旧印刷线路板中材料的磁性、电性和密度等物理性质的差异实现不同组分的分离。目前常用的分选方法有静电分选、涡电流分选及气流分选等, 这些分选方法均属于干式分选, 当分选粒度较小的物料时, 会产生大量的粉尘, 对人体健康及周围环境造成一定的威胁;若要配备粉尘收集装置, 则要在经济上再进行考虑。针对这种情况, 本文研究了采用湿式摇床分选方法回收金属的可行性。

1 试 验

1.1 试验样品和试验设备

1.1.1 试验样品

试验使用的废旧印刷线路板来自于实验室闲置的若干台废旧电脑, 经查证这些电脑均是同年生产的同型号机。将废旧电脑中的印刷线路板拆下, 从中选取一块完整的废旧印刷线路板, 手工破碎成小于70mm的小块, 然后送入破碎设备进一步粉碎, 从破碎产物中取样进行分析, 确定废旧印刷线路板中主要金属的含量, 结果如表1所示。

* 含量单位为g/t。

1.1.2 试验设备

由于废旧印刷线路板主要由强化树脂板和附着其上的铜线等金属组成, 其硬度较高, 韧性较强, 采用普通的破碎设备难以达到较好的解离效果, 因此需要采用以剪切为主的破碎设备。结合实验室的具体情况, 破碎设备选用德国Fritsch公司生产的pulverisette 19 Universal Cutting Mill/通用切割研磨机和pulverisette 14 Variable Speed Rotor Mill/可变速高速旋转粉碎机。

其中, 通用切割研磨机是利用研磨腔室内装有三把刀片的转子, 通过切割作用以减小样品的尺寸, 持续的气流作用使样品通过可变换的筛盘上的小孔进入收集器中。设备的漏斗开口最大值为70mm×105mm, 最大进料尺寸为70mm×80mm, 流量60L/min, 可变换筛盘的筛孔尺寸为6mm、4mm、2mm、1mm和0.5mm。

可变速高速旋转粉碎机是通过带有锋利刀口的高速旋转的转子对样品进行切割, 同时利用转子和筛圈之间的摩擦力和压力实现样品的粉碎, 粉碎后的样品被收集在不锈钢收集盘中。设备的最大进样尺寸为10mm, 流量0.5~5L/min, 筛圈的筛孔尺寸为0.25mm和0.08mm。

重选设备选用6-S摇床, 它是重力选矿的主要设备之一, 床面尺寸1100mm×600mm×430mm, 冲程9~17mm, 冲次280~460次/min, 横向坡度0~10, 给矿浓度10%~30%。本研究中采用的分选条件是:冲程22mm, 冲次25次/min, 横向坡度3.0, 给矿浓度15%。

1.1.3 试验流程

试验流程如图1所示。

通过变换通用切割研磨机中的可变换筛盘和可变速高速旋转粉碎机中的筛圈, 获得-6mm、

-4mm、-2mm、-1mm、-0.5mm、-0.25mm以及

-0.08mm等七种不同粒级的破碎产物。

每种破碎产物称取同等重量的样品, 分别进行摇床分选试验, 通过摇床分选将破碎产物分为重产物和轻产物。由于金属与玻璃纤维、树脂等在密度上差异明显, 因此在充分解离的前提下, 理论上可以通过摇床分选实现金属与非金属分离。而后将各产物分别称重, 并测定金属含量, 计算产率、富集比和回收率。

1.2 试验评价指标

摇床分选效果的评价指标包括两方面:一方面是观察试验现象, 另一方面是比较重产物中主要金属的富集比和回收率。

2 现象与结果

2.1 试验现象

观察各破碎产物的分选过程可以发现:

-6mm和-4mm的破碎产物在分选过程中, 物料分带很不明显, 重产物的产量比较大, 且夹杂有大量的、粒度较大的塑料颗粒, 轻产物中存在较多的细粒金属, 分选效果较差。

其他各粒级破碎产物的分选过程中, 分带比较明显, 重产物的产量较小, 且塑料颗粒的含量明显下降, 轻产物中金属颗粒的含量也较少, 分选效果较好。

通过对试验现象的观察对比可知:进行摇床分选时, 必须将物料破碎到-2mm以下才能获得比较理想的分选效果。

2.2 试验结果

一次摇床分选的试验结果如表2所示。

由表2可知:

金 (Au) :-1mm、-0.5mm、-0.25mm和-0.08mm的破碎产物经过摇床分选后, Au在重产物实现富集;但是其中-1mm和-0.08mm重产物中Au

的回收率比较低, 仅有50%左右;而-0.5mm和-0.25mm重产物中Au的回收率较高, 分别为71.86%和72.64%。

银 (Ag) :-2mm、-1mm、-0.5mm和-0.25mm的破碎产物经过摇床分选后, Ag在重产物实现富集, 但是-0.25mm重产物中Ag的回收率比较低, 仅有35.94%;而-2mm、-1mm和-0.5mm重产物中Ag的回收率较高, 分别为71.42%、79.12%和78.42%。

锡 (Sn) 、铜 (Cu) 、铅 (Pb) 、锌 (Zn) 和镍 (Ni) :通过摇床分选, 均能够在重产物中富集。但是只有-2mm和-0.5mm重产物中各金属的回收率普遍较高。

综上所述可以得出结论, 将废旧印刷线路板破碎到-0.5mm时, 摇床分选效果最好。

3 结 论

1.根据印刷线路板中金属与玻璃纤维、树脂的密度差异, 可以利用摇床分选实现有色金属的富集, 达到废旧资源回收、减少环境污染的目的。

2.当废旧印刷线路板破碎至-0.5mm时, 摇床分选指标最佳。这与物料的单体解离度和摇床的适宜分选粒度范围有关。

参考文献

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[5]宋国勇, 许涛.裴晓鸣.电子废弃物的回收与利用[J].辽宁城乡环境科技, 2003, 23 (5) :50~52.

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[8]Zhang Shunli, Rric Forssherz.Mechanical recycling of elec-tronics scrap:The current status and prospects[J].WasteManagement&Research, 1998, 16 (2) :119~128.

印刷线路板 篇6

以下结合数字电子钟具体介绍如何利用Proteus进行PCB设计。

一、PCB设计准备

首先应在Proteus中设计电路原理图, 并结合Keil进行软件编程和硬件的仿真调试, 调试成功后, 便可开始制作PCB。

原理图主要包括单片机及外围晶振电路、复位电路、时间设置电路和六位数码管显示电路等。对于少数布图工具中没有的原理图, 应在ISIS环境下进行手工绘制。

二、元件封装

导入文件前, 首先需在Proteus ISIS环境中确定原理图中每个器件的封装形式, 方法是右击元器件, 在弹出的下拉菜单中点击"Edit Properties"对话框, 然后通过单击"?", 进入"Pick Packages"所示的对话框, 以修改或选择适合自己设计的封装。也可在"Edit Properties"对话框的下方打勾选选项, 以对元器件的封装信息等进行文本输入。

对于封装库中没有的封装或不适合自己设计的封装, 可在ARES环境下进行手工绘制。如图1所示电路中的六位数码管, 只要点击右上角的图标, 即可进入ARES操作环境。其绘制方法如下:

1、放置焊盘

在ARES环境下, 选择焊盘参数, 在工作区域放置焊盘, 单击菜单项EDIT, 在弹出的菜单中选择Replicate, 选择合适参数执行Replicate菜单项, 即可完成MCU焊盘放置。

2、分配引脚标号

在焊盘放置完毕后, 应对焊盘每个引脚进行标号。方法是右击各个焊盘, 在弹出的菜单中根据原理图填写引脚标号, 填好后应和原理图一一对应, 否则, 在编译网表文件时将无法加载。

3、放置外边框

利用2D画图工具中的图标, 并根据六位数码管的实际大小加一个外边框, 如此便完成了元器件封装的设计。

4、保存封装

在工作界面用右键拖动选择整个封装, 执行Library->Make Package命令, 在出现的保存对话框中键入要保存的元件封装名称;在PackageCategory中选中Miscellaneous;在Package Type中选中ThroughHole;在Package Sub-Category中选中Switches;单击OK, 就把六位数码管封装保存到了USERPKG库中。

5、加载封装

加载好所有元件的封装后, 到Tools->NetlistCompilier, 打开Netlist Compiler设置对话框, 保持默认设置并保存, 然后单击Close, 即可生成网表文件。其次选择工具菜单栏的"Tools"项, 在弹出的下拉菜单中点击"Neflist to ARES", 便可进入ARES工作界面。

三、印刷电路板布局与调整

(一) 规划电路板

可点击左侧工具箱中的"2DGraphics Box Mode"按钮, 从窗口的左下角下拉列表框"Board Edge"中选择Board Edge, 然后在工作窗口中画一个适合自己PCB板的矩形, 边框大小可利用左边的测量按钮进行测量。其次选择工具菜单栏的"Tools"项, 点击"Auto Placer"菜单项, 并在弹出的窗口中设置好相关属性后, 点OK按钮。

(二) 设置电路板的相关参数

PCB板边框画好以后, 就要设置电路板的相关参数。单击System中的Set Default Rules项, 在弹出的对话框中设置规则参数, 有焊盘间距、线与焊盘间距、线与线间距等一些安全允许值。然后在Tools中选中 (布线规则) 项, 在弹出的对话框中单击Edit Strategies项, 在左上Strategy栏中分别选中Power和Signal, 在下面的Pair1中选同一层。这样, 就完成了在单层板中布线的设置。别的系统参数设置, 可以在System和Tools中去设置完成。

四、元件布局及调整

(一) 元件布局

电路板的规则设计好以后, 就可导入元件并布局。布局有自动布局和手动布局两种方式。若采用自动布局方式, 只要在界面的菜单栏中选中项, 弹出对话框, 单击OK, 就自动把元件布局于PCB板中了。而如果采用手动布局的方式, 则在左下角的元件选择窗口中选中元在PCB板边框中适当位置单击左键, 就可以把元件放入。

(二) 元件调整

无论是自动布局还是手动布局, 都需要对元件进行调整。主要是对元件的移动和翻转等操作。对元件的布局原则是:美观、便于布线、PCB板尽可能小。

五、布线并调整

在布局完成后, 可以先布一些特殊的线, 如电源线、地线、在PCB板角上作定位孔等。而PCB的布线也是有自动布线和手动布线两种布线方式。一般是先用自动布线, 然后手工修改, 也可以直接手工布线。

Proteus的自动布线功能极其强大, 尤其在Proteus7.3以上版本中, 由于其改变了老版本中基于网格的布线器, 而变为基于几何形状的布线器。其此布线算法和新的减少冲突的方法相结合, 使得布通率和布线效率大为提高, 因而在各种PCB设计工具中极具特色。

如需手工调整, 可单击按钮, 然后沿飞线提示开始布线。同时在适当位置双击可添加过孔, 到达目标引脚后单击即可完成手工布线。修改时, 右击导线, 便可出现一些快捷方式, 因而十分方便操作。布线完成后可进行CRC规则检查, 步骤为选择Tools菜单项后, 单击ConnecTIvityChecker子菜单, 系统便开始对PCB板的连通性错误进行检查。若界面右下角出现"0 CRC violations found", 则说明无错误。但若出现如"1CRC violations found"所示界面并弹出Errors窗口, 则说明有飞线, 此时则需手动修改。

对于焊盘的修改, 可以在布线完成之后进行。先选中工具菜单栏中的选项, 然后在选择窗口中选中合适的焊盘, 在需要改变的元件焊盘处单击鼠标左键即可。

六、PCB文件保存与输出

一般PCB在送去加工前, 应首先通过执行Output->3D Visualization对PCB进行整体预览。当然, 在整个设计过程中, 也可以随时打开3D窗口, 以对电路板设计效果进行实时观察, 从而保证对所设计的电路板有个直观的认识, 也可对电路中元件布局及时进行调整。使PCB设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。

完成必要的设计整理工作后。可执行Output->Set Output Area选项选定输出区域。然后单击Output选项中的Set Output Area选项, 按住鼠标左键并拖动, 选中要输出的版图, 然后是设置要打印的输出电路层。在Output选项中单击Print/Plot Layout选项。

七、注意事项

用PROTEUS制作印制电路板的注意事项如下:

1、在元器件的布局方面, 应该把相互有关的元件尽量放得近一些, 电源线、地线的布置应根据电流大小适当加粗, 信号线较之略细一些。顶层、底层的走线方向应垂直走线, 以方便检错;

2、虽然Proteus提供了自动布局功能, 但对大多数的设计来说, 效果并不理想, 故不推荐使用。布线方面的首要原则是保证布线的布通率, 移动器件时要注意飞线的连接, 故应把有连线关系的器件放在一起。

3、在为元器件加载封装时, 应确保所有元器件均用于PCB制版。在弹出的窗口中, 一项一般不可勾选。除此之外, 电压表、探针、信号源等模拟器件, 也不可用于PCB制版。

总结

在电子制作中, 利用Proteus设计印刷电路板是一种方便、易行的方法。Proteus主菜单与其他Windows环境下的应用程序一样, 用户容易掌握。同时, 该软件具有的两种操作环境使文件很方便传输, 且不会出现传输错误, 因而可使PCB的设计与制作变得极为方便、快捷和美观。另外Proteus与Protel相比, 其PCB功能并不差, 制造封装比Protel省时, 连线的大小随时可用鼠标更改, 这是Protel不具备的功能。如果不是专业设计大型PCB的话, Proteus也是一种很好的选择。

摘要：本文以数字电子钟的设计制作为例, 首先介绍了利用Proteus来设计其印刷电路板的前期准备工作, 包括系统原理图设计与软硬件联调, 其次介绍了制作印刷电路板所涉及的具体步骤如元器件封装、电路板布局与调整的方法以及自动布线与手动布线的调整方法, 最后总结了制作PCB板的注意事项与其他相关软件的比较。

印刷电路板废水处理市场大 篇7

我国的苏南地区, 由于水环境少, 环保要求就比较高, 政府要求企业减少排放量, 要做到废水回用。但是, 由于印刷线路板生产废水水量大、水质复杂导致在实际工程中出现处理难度大、处理成本高的困难。

印刷电路板废水主要含有铜离子, 废水基本呈酸性。吕锡武教授举实例说, 可通过预处理先去除悬浮物和重金属离子, 然后经过活性炭过滤, 后面再经过超滤和反渗透, 可以得到初级超纯水, 电阻率比一般的自来水高一些, 使得废水经处理后达到企业回用水的水质目标, 可以做为印刷电路板的第一道清洗水。

需要排放污水的企业需要上交两方面的费用, 一方面是自来水费+污水排放费, 别一方面就是企业自身对污水处理的费用, 这两部分费用加起来为11～13元/t, 而经过对原企业污水处理设施的改造, 使得污水能够达到回用的目标, 企业在这方面所投入的费用约为9～10元/t, 可见, 污水回用使得企业节约了成本, 同时又完成了国家的排放要求, 达到多赢。因此, 企业还是很欢迎这种方式的。但是, 目前这种市场项目还处在发展初期, 并没有在全国范围内推广, 所以真正做到废水系统回用的企业并不多。

而对于建成后的污水处理设施的运营来说, 吕教授认为还是由专业的环保公司去做比较好些, 因为环保公司对工艺比较熟悉, 在技术管理上存在优势, 运行起来就能节约成本。

国内印刷电路板技术发展态势分析 篇8

1 我国印刷电路板行业及技术发展情况

1.1 印刷电路板定义

印刷电路板, 又称印制电路板、印刷线路板, 简称印制板, 英文简称PCB (printed circuit board) 或PWB (printed wiring board) , 以绝缘板为基材, 切成一定尺寸, 其上至少附有一个导电图形, 并布有孔 (如元件孔、紧固孔、金属化孔等) , 用来代替以往装置电子元器件的底盘, 并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子印刷术制作的, 故被称为“印刷”电路板。印刷电路板是电子设备的关键互连件, 对科研、通信、汽车、航空航天等领域的重大突破具有重要的支撑作用, 是现代科技的重要基础, 其自身发展以及相关技术的不断提升促进了社会与经济的不断发展。

1.2 我国PCB行业发展情况

我国的PCB研制工作始于1956年。1963~1978年, 逐步扩大形成PCB产业。改革开放后20多年, 由于引进国外先进技术和设备, 单面板、双面板和多层板均获得快速发展, 国内PCB产业由小到大逐步发展起来。2002年, 成为第三大PCB产出国。2003年, PCB产值和进出口额均超过60亿美元, 首度超越美国, 成为世界第二大PCB产出国, 产值的比例也由2000年的8.54%提升到15.30%, 提升了近1倍。2006年中国已经取代日本, 成为全球产值最大的PCB生产基地和技术发展最活跃的国家。我国PCB产业近年来保持着20%左右的高速增长, 远远高于全球PCB行业的增长速度。2008年3月17日中国印制电路行业协会在上海成立了全印制电子分会, 标志着我国PCB工业在发展道路上开始了新的阶梯。

1.3 我国PCB技术发展情况

自2005年以来, 世界电子电路行业技术快速发展, 集中表现在无源组件PCB、喷墨PCB工艺、激光直接成像技术、光技术PCB、纳米材料在PCB板上的应用等方面。PCB从安装向封装载板发展, 以及元器件的片式化和集成化、球栅阵列、芯片级封装、多芯片模块的日益流行, 要求PCB封装端子微细化、封装高集成化、同时也要求基板承担新的功能, 出现埋置组件印制板, 以适应高密度组装要求。目前先进的PCB制造技术有:曾层法制作高密度内层 (HDI) 印制板的制造工艺、半加成法技术、热固油墨积层法 (简称TCD) 技术、电镀填平盲孔技术 (Via Filling) 、高档次特殊材料印制板制造技术等。

2 我国PCB专利分析

在国家知识产权局数据库中, 主要从生产PCB的技术角度方面进行专题检索, 1985年到2010年申请的专利总数是2385件, 而2000年到2010年是2108件, 近十年申请的专利总数占所申请专利总数的88%。2000年到2010年, 申请发明专利1798件、实用新型310件;申请国家专利有1677件、国际431件。从专利数量上看, 说明近十年来我国PCB产业发展迅速。

外国在我国专利申请的国家有:日本、美国、韩国、德国、法国、芬兰、瑞典、荷兰、新加坡等, 可以看出许多国外企业在中国申请专利, 说明中国市场越来越受到国外企业的重视, 竞争较为激烈。我国专利申请情况前十名的城市:广东、台湾、江苏、上海、浙江、北京、福建、山东、湖北、天津, 我国申请专利主要分布于东南沿海的珠江三角洲和长江三角洲地区, 二者相加超过全国总量的90%, 长江三角洲近几年的发展较快, 而东北地区发展相对比较缓慢。

3 我国PCB产品结构分析

从PCB的层数和发展方向来分, 将PCB产业分为单面板、双面板、常规多层板、绕性板、HDI (高密度互连) 板、封装基板等6个主要细分产品。从产品生命周期“导入期-成熟期-衰退期”等4个周期来看, 其中单面板、双面板由于不适应目前电子产品短小轻薄的应用趋势, 正处于衰退期, 其产值比例逐渐减少, 发达国家和地区如日本、韩国和我国台湾在本土已经很少生产该类产品, 不少大型厂商已经明确表示不再接单双面板。

常规多层板和HDI属于成熟期的产品, 工艺能力日益成熟, 产品附加值较高, 是目前大多主要PCB厂商全力主攻的方向, 中国厂商只有超声电子等少数几家掌握生产技术。挠性板特别是高密度挠性板和刚硬结合板, 由于目前技术尚未成熟, 未能实现大量厂家大批量生产, 属于成长期的产品, 但由于其具有比刚性板更适合应用数码类产品的特征, 挠性板的成长性很高, 是各个大型厂商未来的发展方向。

IC (半导体元件产品的统称) 所用的封装基板, 无论是研发还是制造在电子产业发达国家如日本、韩国比较成熟, 但在国内还处于技术探索阶段, 只有揖斐电 (北京) 有限公司、日月光半导体 (上海) 有限公司、珠海斗门超毅电子有限公司等为数不多的几家厂商在小批量生产。这是因为我国的IC业还很不发达, 但随着跨国电子巨头不断将IC研发机构迁到中国, 以及中国自身IC研发和制作水平的提高, 封装基板将具有巨大的市场, 是大型厂商的发展方向。

4 我国PCB行业发发展态势分析及建议

从统计的角度来看, 虽然PCB行业目前十分繁荣, 但实际上遇到较多的困难。一方面, 发达国家产业的转移造就行业繁荣, 水平提升;另一方面, 到达阶段顶点之后, 发展带来的问题有所显现, 制约前进的空间, 劳动力、水电、环境等资本不再廉价。PCB行业由于受成本和下游产业转移的影响, 正逐渐转移到中国。中国增长的趋势分析:下游产品的需求推动产业本身的发展, 产业从发达国家转移到中国, 但我国政府处于对环境保护的考虑, 限制4层以下的低端产品。鼓励HDI等高端产品, 这些因素共同作用, 促进PCB向高端产品发展。

未来PCB的成长主要在HDI板、软板、IC载板, 但这几类板的技术含量高, 设备投资大, 目前的厂商主要集中在日本和我国台湾等地, 中国的发展任重道远。PCB总的发展趋势是大型厂商逐渐向高端产品挺进, 逐渐丢弃低端产品或低端产品外包其他中小型PCB厂商。