印刷电路板生产

印刷电路板生产（精选7篇）

印刷电路板生产 篇1

2002年, 我国颁布实施了《中华人民共和国职业病防治法》[1], 法律规定“新建、扩建、改建建设项目和技术改造、技术引进项目 (以下统称建设项目) 可能产生职业病危害的, 建设单位在可行性论证阶段应当向卫生行政部门提交职业病危害预评价报告”, “建设项目在竣工验收前, 建设单位应当进行职业病危害控制效果评价”。按照《中华人民共和国职业病防治法》的规定, 卫生行政部门于2002年制定了《建设项目职业病危害分类管理办法》[2], 根据《建设项目职业病危害分类管理办法》的要求, 卫生行政部门负责对建设项目可行性论证阶段的预评价和竣工验收前的控制效果评价进行审核、审查和验收。为进一步规范职业病危害预评价和控制效果评价, 卫生行政部门在上述基础上制定了《建设项目职业病危害评价规范》[3]。目前, 具有资质的职业卫生技术服务机构依据现有的法律、法规、标准和技术规范开展了一定的建设项目职业病危害评价工作, 在一定程度上促进了用人单位在改善作业环境、预防职业病方面的工作。风险计算方法是职业卫生领域的新概念。鉴于在目前的建设项目职业病危害评价中, 无论是从单一危害因素还是从多种危害因素角度考虑, 都缺乏定量或半定量的评价、分级方法[4]。我们选择应用最新印刷线路板生产技术的高品质高密度印制线路板微电子企业, 对其生产过程中存在的职业病危害因素及其主要存在环节进行识别、分析, 结合职业病危害因素的现场检测, 对该类企业职业危害状况进行风险计算与分级。

1 研究对象企业的工程分析

根据印刷线路板企业生产的特点, 企业一般都设置生产车间、废水处理车间、冷冻机房、空调机房、化验室、配料车间、锅炉房、空压机房、配变电室。印刷线路板的主要生产工艺包括:打孔、研磨、蚀刻、钻孔、层压、黑化、切割、阻焊膜、抗镀膜、抗蚀膜、镀镍、外形加工、表面处理、镀铜、去污、质量分析等工序[5,6]。

印刷线路板企业工艺流程所用到的相关设备运行过程中会产生一定的物理类职业病危害因素, 生产过程中用到的各种酸、碱和化学类原辅材料, 以及产生的废气、废水和废液都会产生一些粉尘类和化学类有毒有害物质。企业生产工艺过程产生的主要职业病危害因素及存在环节见表1。

根据现行的职业病危害因素检测标准, 我们选择某印刷线路板生产企业的职业病危害因素进行了现场检测。现场检测结果分析如下。

2 职业病危害检测结果分析与评价

2.1 粉尘检测结果的分析与评价

印刷线路板企业生产过程中存在的粉尘主要包括环氧树脂粉尘和过硫酸钠粉尘。在正常生产且通风设施开启的情况下, 进行粉尘的现场采样和检测, 检测值及评价[7]结果见表2。

由粉尘的现场检测结果可知, 企业配料车间存在的过硫酸钠粉尘的超限倍数超过标准要求, 分析超标的原因是配料操作位密闭性不好。企业按照建议进行密闭化改造后, 过硫酸钠粉尘的复测结果符合国家卫生标准的要求。企业作业场所粉尘危害程度的风险计算结果见表6。

2.2 化学物质检测结果的分析与评价

印刷线路板企业生产过程中存在的化学物质包括一般化学物质 (氢氧化钠、碳酸钠、二氧化氮、过氧化氢、硫化氢、盐酸、硫酸、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醇、乙二醇、苯酚、甲醛) 和高毒化学物质 (高锰酸钾、硫酸镍、一氧化碳、二氧化氮、氨、氰化物、苯) , 对这 2类化学物质分别进行了分析、评价如下。

2.2.1 一般化学物质的分析与评价

在正常生产且通风设施开启的情况下, 对一般化学物质进行现场采样和检测。检测与评价结果见表3。

由表3可以看出, 除使用硫酸和盐酸的作业场所在整改前 (整改建议是加料时在硫酸、盐酸桶附近加强局部通风) 存在超标的检测点外, 其余一般化学物质的检测浓度都符合国家卫生标准的要求。

2.2.2 高毒化学物质的分析与评价

在正常生产且通风设施开启的情况下, 对高毒化学物质进行现场采样和检测, 检测与评价结果见表4。

由表4可以看出, 除使用氨和甲醛的作业场所在整改前 (整改建议是加强氨和甲醛原料贮罐的密闭性, 加强操作时的局部通风) 存在超标的检测点外, 其余高毒化学物质的检测浓度均符合国家卫生标准的要求。

2.3 噪声检测结果的分析与评价

印刷线路板生产企业噪声主要存在于生产车间的层压工序、抗蚀膜工序、抗镀膜工序及外形加工工序;动力站的锅炉房、空压机房和冷冻机房。在这些场所进行操作及巡检的人员将受到噪声的危害。噪声检测及评价[8]结果见表5。

由噪声检测结果可知, 层压工序、抗蚀膜工序、抗镀膜工序和外形加工工序存在噪声强度超过国家卫生标准要求的检测点, 其余检测点的噪声强度符合国家卫生标准要求。企业作业场所噪声危害程度的风险计算结果见表6。

3 印刷线路板生产企业职业危害风险计算

针对印刷线路板企业存在的职业病危害因素种类、现场检测情况和作业人员接触情况, 我们对该类企业的职业病危害进行风险分级计算, 见表6。

注:关于计算公式的详细论述见其他文章。计算公式中, R为作业场所职业危害风险, PF、PD、PZ为作业场所粉尘、化学物质、噪声的危害程度, LF、LD、LZ为作业场所粉尘 (化学物质、噪声) 超标率, CF-Max、CD-Max、CZ-Max为作业场所粉尘、化学物质、噪声的超标倍数的最大值, GF、GD、undefined为作业场所粉尘 (化学物质、噪声) 超标倍数的几何均数, HF、HD、Hz作业场所接触粉尘、化学物质、噪声的人数权重。

4 结论

①通过对印刷线路板企业进行工程分析, 本类企业生产过程中存在的职业病危害因素:粉尘:包括环氧树脂粉尘、过硫酸钠粉尘;化学物质, 包括高锰酸钾、硫酸镍、氢氧化钠、碳酸钠、一氧化碳、二氧化氮、氨、氰化物、过氧化氢、硫酸、硫化氢、盐酸、苯、甲苯、二甲苯、苯乙烯、甲醇、苯酚、甲醛;物理因素, 噪声。②通过对印刷线路板企业存在的职业病危害因素进行现场初测和整改后的复测, 可以得知, 企业存在的职业病危害因素都能够符合国家卫生标准的要求, 在企业正常生产运行的情况下, 企业存在的职业病危害因素对作业人员造成危害的风险不大。③根据对印刷线路板生产企业职业病危害因素的现场检测结果, 对印刷线路板企业存在的职业病危害因素进行了职业危害风险计算, 由风险计算结果可以得出企业可以按照职业病危害轻微的企业进行管理。④现场检测法和职业危害风险计算法相结合, 能够更好地对企业的职业危害具体状况做出评价。在风险计算与分级的基础上, 再结合现行的法律、法规、标准和技术规范, 对企业的职业病危害防护措施和设施进行分析, 尽可能提出相应的改进和改善的建议, 帮助企业更好地做好职业病危害预防工作。

参考文献

[1]中华人民共和国职业病防治法, 2002-05-01.

[2]建设项目职业病危害分类管理办法.卫生部令[2002]第22号, 2006年进行了修订:卫生部令[2006]第49号) , 2002-05-01.

[3]建设项目职业病危害评价规范.卫法监发 (2002) 63号, 2002.

[4]杨乐华.定量分级法在建设项目职业病危害控制效果评价中的应用.中国卫生工程学, 2006, 5 (1) :34-36.

[5]贾晖, 高金平.微电子产品生产的职业危害及控制初探.职业卫生与应急救援, 2004, 22 (3) :118-120.

[6]张霞, 吴世达, 高金平, 等.某电子企业竣工验收阶段的职业病危害控制效果评价.职业与健康, 2005, 21 (4) :596-597.

[7]GBZ2.1-2007.工作场所有害因素职业接触限值第1部分:化学有害因素.

[8]GBZ2.2-2007.工作场所有害因素职业接触限值第2部分:物理因素.

印刷电路板生产 篇2

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

印刷电路板设计 篇3

不同的电子产品, 对PCB设计的要求也不尽相同;不同公司的电子产品, 对PCB设计的规范也不尽相同。但在电子产品中, 电路的基本原理是有规律可循的, 电路中信号的传输也是一样的, PCB设计中对信号的处理的关键点也是普遍相同的。

1 PCB器件封装的设计

1) 常规器件的封装设计

常见的PCB标准封装按焊接方式分, 有SMD (surface mounted devices) 表面贴装器件) , PTH (plated though hole, 通孔焊接) ;常见的SMD器件封装形式有chip, BGA, DFN, LCC, QFN, SOP, SOT等;常见的PTH器件有DIP, PGA等。

这些常见的封装的焊盘设计可以参照IPC-SM-782A (元件封装设计标准) 来设计。

2) 非常规器件的封转设计

电子产品中除了常规器件外, 也有很多非常规器件, 主要是指为了实现特殊产品的特殊设计。这类产品中, 厂商会提供对应器件的规格书, 一般规格书中会提供该器件的封装尺寸及推荐的焊盘尺寸, 可以按照此设计。

也可以按照SMT技术规范常规要求设计。

2 PCB器件布局设计

2.1 印制线路板上的元器件放置的通常顺序:

(1) 导入PCB板装配示意图后, 与产品结构设计相关的器件优先放置, 如, 各种接口, 开关, 连接器, 天线馈点, 指示灯, 显示屏等器件, 放置后锁定器件, 防止误操作带来设计失误;

(2) 按电路功能模块放置各部分的器件, 要顾及该器件相关布局, 布线方面设计的考虑.

(3) 依据各模块占电路板的面积, 要考虑PCB布局, 布线的密度和所需空间, 优先放置占面积比较大的部分。

(4) 综合考虑PCB板上器件的散热, 磁场等外部环境, 合理分布各电路。

2.2 器件与器件, 与板边, 定位孔等符合PCB工厂, 产品装配和SMT产线的设计要求。

2.3 PCB电磁兼容方面的考虑

(1) 应充分遵守沿信号流向直线放置的设计原则, 尽量避免来回环绕。

(2) 多种模块电路在同一PCB上放置时, 数字电路与模拟电路、高速与低速电路应分开布局。

(3) 存在较大电流变化的单元电路或器件 (如电源模块的输入输出端、风扇及继电器) 附近应放置储能和高频滤波电容。

(4) 线路板电源输入口的滤波电路应应靠近接口放置。

(5) 在PCB板上, 接口电路的滤波、防护以及隔离器件应该靠近接口放置。如果接口处既有滤波又有防护电路, 应该遵从先防护后滤波的原则。

(6) 布局时要保证滤波电路 (滤波器) 、隔离以及防护电路的输入输出线不要相互耦合。单板上如果设计了接口“干净地”, 则滤波、隔离器件应放置在“干净地”和工作地之间的隔离带上。“干净地”上, 除了滤波和防护器件之外, 不能放置任何其他器件。

(7) 晶体、晶振、继电器、开关电源等强辐射器件远离单板接口连接器.敏感电路或器件 (如复位电路、WATCHDOG电路等) 远离单板各边缘特别是单板接口侧边缘.为IC滤波的各滤波电容应尽可能靠近芯片的供电管脚放置。

(8) 对于始端串联匹配电阻, 应靠近其信号输出端放置。

3 PCB布线设计

3.1 PCB分层设计

(1) 有高速数字信号 (一般时钟频率超过5MHz, 或信号上升时间小于5ns) 时, 一般需要考虑多层板设计。

(2) 多层板最好用独立的“地”, “电”层。关键信号 (如时钟CLK、BUS总线、射频IQ信号、复位片选信号、片选信号线, 模拟音频以及各种控制信号线) 应与完整地平面相邻, 最好再两地平面之间。

(3) 对于单层板, 关键信号线两侧应该布“Guide Ground Line”。对于双层板来说, 要求关键信号线地投影平面上有大面积铺地, 或者同单层板地处理办法, 设计“Guide Ground Line”。

(4) 多层板中, 电源平面应相对于其相邻地平面内缩 (建议值5H~20H) 。多层板中, 单板主工作电源平面 (使用最广泛的电源平面) 应与其地平面紧邻。

3.2 常规布线线设计

(1) 走线长度尽可能的短, 在高频阻抗信号更应如此, 走线的拐弯应成圆角, 直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响阻抗性能;相邻两层走线应宜相互垂直、斜交, 避免相互平行, 以减小寄生耦合;作为电路的输入及输出信号走线应尽量避免相邻平行, 减小回路面积。

(2) 导线宽度:导线宽度应以既要满足电气性能要求而, 大的电源线须满足所承受的电流最大。另外, 还须满足电路板厂的加工工艺。

(3) 导线间距:相邻导线间距必须能满足电气安全要求, 避免信号间相互串扰, 关键信号间最好用地线屏蔽。且为了便于加工生产, 间距也应尽量宽些, 以降低不良率, 降低生产成本。

3.3 关键信号走线设计

(1) 电源地线的处理, 即使在整个PCB板中的布线完成得都很好, 但由于电源、地线的考虑不周到, 而引起的干扰, 会使产品的性能下降, 有时甚至影响到产品的成功率。

现只对降低抑制噪音作以表述:

1) 众所周知的是在电源pin间加上去耦电容

2) 尽量加宽电源地线宽度最好是地线比电源线宽, 它们的关系是地线>电源线>信号线。

3) 用大面积铜箔作地线用, 在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用, 或是做成多层板电源、地各占用一层。

(2) 数字电路与模拟电路的共地处理:现在有许多PCB不再是单一功能电路数字或模拟电路, 而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题, 特别是地线上的噪音干扰。一般需要将数字地和模拟地分开设计, 在PCB布局时, 也要考虑将数字电路和模拟电路隔离开来。最安全的做法, 是将模拟电路部分用屏蔽罩来屏蔽干扰。在PCB某点最终处理数模共地的问题。

(3) 在电地层上布信号线:板子密度较高是, 没有足够的空间走线时, 要是再增加层数会给增加工作量且生产成本也会提高许多。所以, 就需要考虑在地电层上走部分线.首先应考虑用电源层其次才是地层, 最好是保留地层的完整性。走的电源层的线可以是一些逻辑数字控制信号, 如使能信号, 开关, 上拉, 下拉等。

(4) 多点焊脚同网络的连接处理:在器件相邻多点接地和电源中, 多用铺大块铜皮的方式来实现多点完全连接。就电性能来讲, 元件的管脚与对应铜皮完全连接为好。但对PCB加工和器件焊接就存在一些不良隐患, PCB加工时易出现同一器件的焊点大小不一, 既不美观也不易上锡焊接;且焊接时, 由于大面积铜皮散热较快易造成虚焊。为了兼顾电气性能与生产需要, 可以做成十字花焊盘也称热隔离 (heat shield) 俗称热焊盘 (Thermal pad) , 可以大大降低生产不良率, 降低生产成本。

4 PCB设计验证

设计验证, 也称DRC (design rule check) 。布线设计完成后需认真检查导线线宽, 间距, 特殊信号的间隔, 长度等的规则检查, 是否符合设计者所制定的规则, EDA软件都待电气的连通性和间距检查。

5 PCB可制造行检查

可制造性也称D F M (d e s i g n f o r manufacture) , 主要检查生产工艺的需求:

1) 线、焊盘、过孔、铜皮、机械外形的距离是否合理是否满足加工要求。

2) 阻焊层的露铜是否会造成信号短路, 丝印字符是否覆盖焊盘影响焊接质量。

3) 器件间隔, 连板工艺边、钢网设计是否符合生产工艺的要求。

6 小结

PCB设计的质量好坏直接影响电子产品的性能和质量, 涉及电子电路的性能和生产加工的方方面面, 唯有设计出能满足电子产品性能需求也能适合生产加工, 更低成本的PCB, 才能实现产品的最大利润化, 才能有更广阔的市场。

摘要：从印刷电路板设计PCB设计流程各方面总结了PCB设计的主要注意事项及关键点

印刷电路板业专利分析 篇4

一、印刷电路板的发展历程及其在信息产业中的地位

我国的印刷电路板业研究开发工作始于1956年, 尤其是自1990年以来, 在引进国外先进的设备和技术的基础上, 单面板、双面板和多层板均获得较快发展, 国内印刷电路板业产业由小到大逐步发展起来。我国国民经济和社会发展“十一五”规划纲要提出, 要提升电子信息制造业, 根据网络化、数字化、智能化的总体趋势, 大力发展集成电路、软件和新型元器件等核心产业。按照我国信息产业部《信息产业科技发展“十一五”规划和2020年中长期规划纲要》, 印刷电路板 (特别是多层、柔性、柔刚结合和绿色环保印刷线路板技术) 是我国电子信息产业未来5-15年重点发展的15个领域之一。2002年, 中国印刷电路板业产值首次超过台湾, 成为第三大印刷电路板业产出国。2003年, 中国印制电路板产值同比增长333%, 产值和进出口额均超过60亿美元, 超过位居全球第二位的美国, 成为世界第二大印刷电路板业产出国。2004年及2005年, 中国印刷电路板业产值仍然保持了30%的增长率, 2005年的产值高达869亿元, 近年来我国印刷电路板业产业一直保持着20%左右的高速增长, 我国也成为全球印刷电路板业技术发展最活跃和产值最大的国家。

作为电子零件装载的基板和关键互连件, 印刷电路板是信息电子工业最基本的构件, 属于电子元器件行业中的电子元件产业, 任何电子设备或产品均需配备。随着科学技术的不断发展, 各类产品的电子信息化处理需求逐步增强, 新兴电子产品不断涌现, 使印刷电路板的用途和市场不断拓展, 不但涉及一般消费性电子产品及通讯、医疗器械等高科技产品, 甚至广泛应用于航天领域。印刷电路板在电子基础产业中的独特地位, 使其成为当代电子元件业中最活跃的产业, 印刷电路板业的增长速度一般都高于其他电子元件产业3%左右, 印刷电路板业的产值占电子元件产业总产值的1/4, 是电子元件细分产业中产值比重最大的产业, 2003年和2004年, 全球印刷电路板业产值同比增长5.27%和16.47%, 分别达到344亿美元和401亿美元。

二、印刷电路板专利申请趋势

由于专利从申请到授权需要一定的时间, 尤其是发明专利, 从申请到授权的周期通常为2~3年, 为保证检索到的专利数据尤其是授权发明专利信息的准确性, 笔者将检索的时间限定为1990年—2009年, 考察近20年印刷电路行业的专利情况。笔者以印刷电路板为主题, 检索国家知识产权局专利数据库, 综合国家知识产权局电子信息产业专题数据库, 可得到印刷电路板的如下专利申请统计数据。

专利申请量是一个产业的创新活动和创新能力的外部表现, 根据专利申请趋势, 能够判断一个产业的创新情况和产业所处的发展阶段。如果产业的专利申请量持续增加, 表明该产业的创新活动活跃, 创新能力强, 产业正处于高速发展期。图1为印刷电路板行业专利申请情况。

由图1可以看出, 自1990年以来, 印刷电路板行业专利申请量持续增加, 表明行业正处于高速发展期, 近年来行业产值的持续增加也能够验证关于行业所处发展阶段的判断。

专利申请中发明专利所占的比例反映了产业的总体创新水平。一般而言, 发明专利所占的比例越高, 产业的创新水平越高。近年来, 国家知识产权局发布的《专利统计简报》数据显示, 2000年以前, 国内专利申请中, 发明专利申请的比例一直维持在14%左右。2000年, 发明专利申请的比例首次超过15%, 2003年达到20%, 2006年超过25%。2009年, 国内3种专利申请中, 发明专利申请比例达到26.1%。

由图1还可以看出, 印刷电路板业发明专利申请所占的比例一直在60%以上, 远高于全国平均水平, 这表明印刷电路板业的创新水平较高。

总体而言, 由图1可以判断, 印刷电路板业正处在创新频率高、创新水平高且产业持续快速增长的发展阶段。这就要求产业内的企业必须保持高水平的持续创新, 否则, 将无法适应产业的总体发展, 要么被市场淘汰, 要么沦为最初级的生产加工企业, 无法获取和分享产业快速发展所带来的超额利润。

三、印刷电路板业国内外企业专利申请情况对比

1. 国内外企业不同专利申请类型的对比 (图2) 。

图2表明, 港澳台及国外企业的发明申请量从产业发展之初, 一直到2009年, 就远高于国内企业。有理由推断, 港澳台及国外企业的创新能力、创新水平以及技术水平要远高于国内企业。国内企业的实用新型和外观设计要高于港澳台及国外企业, 说明国内企业的创新可能多集中在一些实用技术和创新层次较低的改进上, 这部分创新多用于产品生产工艺和产品结构的改进上, 这同时说明, 国内企业可能多集中该产业的生产制造领域, 处于该产业链的下游和低端。换言之, 港澳台及国外企业掌握着该行业的核心技术和前沿技术, 处于产业链的上游和高端。同时应看到, 国内企业发明专利申请量的快速增加, 说明国内企业的创新能力也在不断积累, 不断提高, 已经开始逐步接近港澳台及国外企业, 这同时说明, 国内企业在该行业的技术开发水平以及掌握和运用的技术与港澳台及国外企业的水平不断接近。

2. 国内外企业发明授权率比较。

发明授权率是指当年总的发明申请中被授予发明专利权的百分比, 发明授权率越高, 说明创新活动的效率越高。影响发明授权率的因素很多, 从发明申请的技术方案的新颖性、创造性到专利申请文件的撰写以及申请期间的程序性工作, 都可能影响到一件发明申请是否能被授权, 但具有统计学意义的主要影响因素还是一件发明申请的技术方案的新颖性和创造性, 换言之, 就是该发明申请的创新程度。

图3表明, 国内企业在1990年至1999年发明专利授权率波动较大, 一方面是由于申请量较少, 另一方面说明创新的随机性较大, 并没有产生高质量的、一贯的、持续的创新, 1999年以后, 随着发明专利申请量的增加, 其授权率开始趋于平稳, 说明企业开始系统的、一贯的、持续的创新活动, 并因此获得持续的发明申请和发明授权。与国内企业形成明显对比的是, 从1992年—2009年, 港澳台及国外企业的发明授权率一直比较平稳, 且多数年份略高于国内企业, 这说明港澳台及国外企业在本领域一直从事系统的、一贯的、持续的创新活动, 同时由于其发明专利申请的基数大, 相应的被授予发明专利权的数量就较多, 即其创新活动所取得的成果也较丰硕。这也为港澳台及国外企业具有较强的创新能力, 掌握着该产业的核心技术, 处于产业链的上游提供了另外一个证据。

四、促进我国印刷电路板业发展的建议

虽然我国印刷电路板业产业取得长足进步, 但目前与先进国家和地区相比还有较大差距, 未来仍有很大的改进和提升空间。

1. 加大创新力度。

作为一个高速发展的高技术产业, 系统、持续的创新活动, 是印刷电路板业快速成长和发展的基础, 是企业维持生存、占领产业制高点的必然选择。加强创新, 加大创新投入力度, 提高创新水平和创新效率, 是国内企业与港澳台及国外企业竞争的最重要手段。

2. 加强知识产权工作。

印刷电路板废水处理市场大 篇5

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。

印刷电路板生产 篇6

电子设计工具平台Electronics W orkbench主要包括M ultisim和U ltiboard两个基本工具模块。U ltiboard是用于PC B设计的后端工具模块，它可以直接接收来自M ultisim模块输出的前端设计信息，并按照确定的设计规则进行PC B的自动化设计。为了达到良好的PC B自动布线效果，通常还在系统中附带一个称为U ltiroute的自动布线模块，并采用基于网络的“拆线-重试”布线算法进行自动布线。U ltiboard10最多可制作64层电路，其设计结果可以生成光绘机需要的G erber格式版图设计文件。

与其它同类的Layout设计工具相比较，U ltiboard最具特色的两个功能是：

(1) 强制向量和密度直方图功能将有助于用户使自己的PC B设计尽可能达到较完美的布局效果。

(2) 模拟的三维印制电路板视图可以观察电路板设计的效果，从而保证设计者对所设计的电路板有个直观的认识，有助于使自己的PC B设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。

二、印制电路板设计

1. 步骤

使用EDA工具设计电路板的过程常常就是从顶层方案设计入手，经过输入电路、模拟仿真等前端设计阶段，最终到物理实现级(如PC B设计)设计结果的过程。通过实例归纳步骤如下：

(1) 电路文件导入(网表输入)及框架设计。设计印制电路板之前，用户要对电路板有一个初步的规划，采用几层电路板，各元器件采用何种封装形式及其安装位置等。

(2) 参数设置。主要设置元器件的布置参数、板层参数、布线参数等。

(3) 元器件布局。元件布局合理，对下一步自动布线至关重要。

(4) 自动布线及手工调整。

(5) 印刷电路板设计检查、修改。

(6) 文件的保存、输出。

2. 注意事项

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，电源线的布置除了要根据电流的大小尽量加粗走线宽度外，在布线时还应使电源线、地线的走线方向与数据线的走线方身一致。尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线>电源线>信号线，U ltiboard提供了自动布局, 但对大多数的设计来说, 效果并不理想, 不推荐使用.布线方面首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起;数字器件和模拟器件要分开，尽量远离;去耦电容尽量靠近器件的电源;放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集。

三、P C B板图设计应用实例

1. Multisim10文件导入（网表输入）

利用U ltiboard10设计PC B时，并不是孤立地使用U ltiboard模块，一个完整的PC B设计过程需要在前端设计上有M ultisim的支持，它完成电路的输入以及仿真验证，然后再导入U ltiboard进行PC B设计。图1是在M ultisim 10中建立的三位数字秒表电路图。注意电路中不能出现虚拟器件 (示波器、电源等除外) 。

导入文件前在M ultisim 10中设制电路板层数：点击“O ptions”菜单项，在弹出的下拉菜单中点击“SheetProperties”对话框，选择“PC B”如图2所示在N um berofC opperLayers中选择2(最多可选64层)。

选择工具菜单栏的“Transfer”项，在弹出的下拉菜单中点击“Transferto U ltiboard”，弹出文件保存对话框，选择好路径后点保存，同时自动进入U ltiboard界面。

2. PCB板文件参数设置

打开U ltiboard后自动弹出“缺省走线宽度和间距”对话框，如图3所示。图3对话框中“W idth”(走线宽度)缺省值为10m il, U nits(单位)可设置为um、m m等，同时可调整C learances(间距)。调整完毕点击“O K”，出现“输入网络表选择添加”(Im port N etlistA ction Selection)对话框，点击“O K”，在工作区的黄色区域外出现图4所示带飞线的电路元件图。将全部元件移入板上合适位置，图中出现一端带小圈有方向的棕色线条，称为强制向量。

3. 印制电路板布局

在PC B轮廓线内放置元件封装时的元件相对空间位置，包括哪些元件应该彼此相邻、哪些元件应该放置得相对远一些，元件与元件之间的距离保持多大等等，都属于印刷板的布局问题。布局是否达到最佳状态，直接关系到印刷板整体电磁兼容性能和造价，最佳布局会使接下来的布局线更为容易和有效。

(1)强制向量 (Force Vectors) 。它可以保证布局时将属于同一电气连接网络的元件尽可能靠近，从而保证板上各元件引脚间连接线最短化的要求，强制向量起始于元件封装的中心，结束于建议该元件封装所就移到的最佳位置。相当于使元件的各条飞线最短化，以达到最佳布局效果。

(2)密度直方图 (D ensity B ar) 。是用来表示印刷板在X、Y轴两个方向剖面上，布线的连接密度。如果板上布线密度十分不均匀，密度过高的地方的走线布通就很困难，而密度过低又会浪费板面积，所以布局时最好使整个板面保持相对均匀的连接密度，点击“View/D endity bar”这时印制电路板周围就出现彩带。

当然强制向量与密度图的同时最佳化存在矛盾，因此在布局时要谐调选择，移动调整元件，使其达到一定的要求。移动并调整元件的位置和方向至电路板布局如图5所示。

4. 电路板的布线、调整

(1)进行自动布线。在布局完成之后，可以先布一些特殊的线，如电源线、地线等，可以在PC B板角上作定位孔等。也可以布线完成以后进行这些工作。如图6所示：点击工具栏中电路层选择框，选择C opperTop (顶层) ，点击工具栏中快捷键或点击菜单栏中的A utoroute子菜单，在弹出的下拉菜单中选择项，对电路板顶层进行自动布线，这时观察U ltiboard10工作区，可以看到有一部分线无法走线，如图7所示。这是因为电路板上某一部分走线密度过大，此外还有一部分线因为交叉也不能走通，此时先停止自动布线。在A utoroute子菜单中选择项 (此项在未自动布线时是灰色的，无法运行) 停止自动布线。

(2)手工调整。点击工具栏中电路层选择框，选择C opperB ottom (底层) 进行手动布线，在菜单栏中打开Place子菜单，选中Line或在工具中点击快捷键。然后在工作区用鼠标选中需布线的起点，拖动光标画线，再点击鼠标左键确定画线，可继续画线、转折等，点击鼠标右键在弹出的菜单中选择或按键盘上的“Esc”结束该次布线任务。选中导线，选择Edit/可删除导线。

此外可对布线进行位置的调整。用鼠标选中需调整的线，然后可以拖动移至想要放置的位置。选想要加宽的线(电源线和地线)双击鼠标左键出现如图8所示对话框，点击G eneral在W idth一栏中数值改为30，然后点击“O K”，则加宽了电源线和地线。若点击工具栏中的快捷键，可以改变线所在的层，同时线的颜色也会发生改变。通过自动布线加手动布线及调整使电路布线达到预期效果。

(3)放置安装孔及三维视图设计。最后放置安装孔。选择Place/From D atabase，打开G eta part from the D atabase对话框。在D atabase面板中，展开Through H ole Technology Parts目录，进入H oles目录，选中H ole35元件，单击O K。G eta partfrom the database对话框消失，并提示输入R efdes和Value。输入孔的参考标号(H 1)和值(H O LE)，单击O K。在电路板上移动光标，元件随附在光标上。当孔位于左上角的适当位置时，单击将其放置在电路板上。再次出现EnterR eference D esignation forC om ponent对话框，而且参考标号自动增加为H 2、H 3等等，用同样的方法放置其它几个安装孔。这样就完成了电路板的制作。电路印刷板布线图如图9所示。在整个过程中我们可以随时打开3D窗口，对电路板设计效果进行观察，从而保证对所设计的电路板有个直观的认识，对电路中元件布局及时进行调整。使PC B设计尽可能达到比较完美的布局、布线效果。图10和图11分别为PC B板顶层和底层3D图。

5. 印刷电路板的设计检查、修改

选择“D esign”菜单下的进行检查。对布线后的印制板进行设计检查主要有两种途径, 一是连接关系检查, 二是设计规则检查。进行结果记录于信息栏的R esults中, 如图12所示。一般而言, 连接关系检查容易通过, 问题主要反映在避让距离违规上, 实际制作时一要看设计规则是否合理, 二要看根据错误报告中的出错坐标或违规标记, 手工进行修改, 不断修改并不断运行两种检查。

6. 文件保存、输出

完成必要的设计整理工作后，利用菜单“File”下的输出不同格式和用途的设计文件，如图13所示，这些文件最好作为一个设计项目统一保存在一个文件夹内。

四、结语

印刷电路板彩色图像分割算法研究 篇7

1 颜色空间转

由于目前数码设备采集到的PCB图像是RGB图像,但在彩色图像处理的中,由于HSI颜色空间更接近人眼对颜色的感知,也与物体本身的特性有关,因此,该文PCB图像分割是在HSI空间进行。从RGB到SHI的转换关系为[3]:

2 颜色量化

本文研究的印刷电路板彩色图像单层裸板,其图像是由有限块区域组成,并且相同区域内颜色相似相近,实际需要处理的颜色数目较少,因此本文采用颜色量化的方法将相似相近的颜色归类处理。量化后,图像由不超过256种颜色所组成。

3 PCB图像分割算法

利用阈值法进行分割需要借助图像的直方图。该文针对彩色图像,建立多重直方图,不同的彩色空间,图像的直方图也不相同。在HSI空间中,色调、饱和度和亮度直方图定义为[4]:

式子(4),(5),(6)中,N(hi),N(si)和N(Ii)分别是色调为hi(i=0,1,2,...255),饱和度为si(i=0,1,2,...255),亮度为Ii(i=0,1,2,3,...255)的像素数。

利用上述方法将RGB图像转换成HSI图像后,分别对电路板上的焊盘、线路以及碳线层进行分隔,具体方法如下:

3.1 焊盘的双阈值分割算法

标准焊盘显金黄色,其图像在HSI空间下色调S的范围为17—32,HSI空间上下限为固定值,因此可以利用双阈值对其进行分割。具体算法如下:

1)获取图像在S分量上的直方图N(si);并设置双阈值T1=17,T2=32;

2)具体处理过程如式(7):

如果当前处理点的色调在17-32范围内,则保持该处理点不变;否则将该点修改为其它值,该文实际编程时,将其修改为白色。

3.2 碳线分割算法

碳线层一般为黑色,通过分析碳线的直方图,得知可由HSI的饱和度和亮度这两个分量共同进行阈值分割。具体算法如下:

1)对S分量分割阈值的计算方法是:首先对S分量直方图进行平滑处理[5],然后计算S分量的直方图HS和像素总数PS。

2)按照式(8)计算阈值数组T[i]:

3)在T[i]找出最大值μmax s和最小值μmin s,令s Threshold为初始阈值;s Thre sh old=(μmax+μmin)/2;

4)求出新阈值s Threshold+1=(t1+t2)/2;

5)若s Threshold=s Threshold+1,则所得即为阈值;否则转2,迭代计算。对I分量分割阈值l Threshold的计算方法与s Threshold相同,不在累述。

6)计算出s Threshold和l Threshold后,如果S>s Threshold或I>l Threshold,则将该点修改背景色;否则保持该点的值不变。

3.3 线路分割算法

由于PCB裸板图像线路层的颜色和背景之间颜色非常相似,只是在饱和度上差别很大。而HSI空间下,颜色信息只与H、S分量有关,而I与颜色信息无关。因此,对线路层的分割,该文采用的方法是,先去除焊盘颜色及碳线颜色,此时,只剩下背景和线路,该文采用Otsu法对线路进行分割。

4 实验结果与分析

随机选取了几幅印刷电路板彩色图像,采用以上方法进行了实验。针对PCB图像的焊盘层、碳线层以及线路成,分别利用本文提出的算法和传统的阈值分割算法,得到的效果如图1,2,3所示。其中(a)是原始图像,(b)是本文算法分割结果,(c)为传统阈值法分割结果。可以看出,一般阈值分割法分割的结果比较粗,很多地方存在分割不到位的情况。该文算法在一定程度上解决了该问题,分割效果比较理想。

摘要：针对印刷电路板图像颜色种类较少,色彩不连续且边界变化较快,并且焊盘层和碳路层与背景颜色差别较大,而线路层和背景颜色比较接近的特征,提出了一种阈值分割方法。该方法基于HSI颜色空间,针对不同对象进行分割时,根据其特点,采用不同的方法计算阈值进行分割。

关键词：图像分割,阈值,颜色空间,印刷电路板

参考文献

[1]Pal N R,Pal S K.A review on image segmentation technique[J].Pattern Recognition,1993,26(9):1277～1294.

[2]马英辉.彩色图像分割方法综述[J].科技情报开发与经济,2006,16(4):158-159.

[3]Ashdown J.Octree Color Quantization[J].C/C++Users Joumal,1995,13(3):31-44.

[4]龚声蓉,熊璋.一种基于HSL概率密度的彩色图象分割方法[J].小微型计算机系统,2001,22(6):695-698.