從日本PCB的發展看世界印制板發展歷程

日本是世界印制線路板(PCB)技術50年以來發展的一個側影，從日本PCB的發展看可分反映出世界印制線路板的6個時期。



一、PCB誕生期：1936年(制造方法：加成法)



日本業界的1名專家稱其最初知道“印制板”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“印制板”。到允許日本人閱覽的美國駐軍圖書室查閱，偶然發現了“印制電路技術”為題的技術論文。當時沒有復印機，需要的文獻只能用筆抄寫，論文全部約有200頁，詳細敘述了涂抹法、噴射法、真空沉積法、蒸發法、化學沉積法、涂敷法等各種工藝，所介紹的都是絕緣板表面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制板曾在1936年底時應用于無線電接收機中。



二、PCB試產期：1950年(制造方法：減成法)



該專家在進入沖電氣工業公司1年后，在1953年起通信設備業對PCB開始重視，制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”。在一些標牌制造工廠內用此工藝試做PWB，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的代表性產品是索尼制造的手提式晶體管收音機，應和PP基材的單面PWB。1958年日本出版了書名為“印制電路”的最早的有關PCB啟蒙書藉。



三、PCB實用期：1960年(新材料：GE基材登場)



1955年沖電氣公司與美國Raytheon進行技術合作，制造“海洋雷達”。據中國環氧樹脂行業協會專家介紹，當時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），于是日本開發GE基材新材料并完成國產化，實現國產海洋雷達批量生產。1960年起沖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“印制電路工業會”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），開始了新的加成法制造PCB工藝。日立化成公司引進了CC—4技術。用于PCB的國產GE基板在初期有加熱翹曲變形、銅箔剝離等問題，材料制造商逐漸改進而提高，1965年起日本有好幾家材料制造商開始批量生產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。



四、PCB跌進期：1970(MLB登場，新安裝方式登場)



電氣公司等通信設備制造企業各自設立PWB生產工廠，同時PCB專業制造公司也快速崛起。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層印制板，此后大型計算機用到多層印制板（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PWB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單位面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）改變為表面安裝技術(SMT）。引線插入式安裝方法在PCB上應用有20年以上了，并都依靠手工操作的，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，并實現PWB兩面貼裝元件。



五、MLB躍進期：1980年(超高密度安裝的設備登場)



在1982～1991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，追上單面板產值；到1989年時2784億日元，接近雙面板產值，以后就MLB占主要地位了。1980年后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。



六、邁向21世紀的助跑期：1990年(積層法MLB登場)



1991年后日本泡沫經濟破滅，電子設備和PCB受影響下降，到1994年后才開始恢復，MLB和撓性板有大增長，而單面板與雙面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元件封裝形式進入面陣列端接型的BGA和CSP，走向小型化、超高密度化安裝。



50多年來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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