PCB板和集成电路有什么区别?

PCB板和集成电路有什么区别?,第1张

区别:

集成电路(IC)是焊接在PCB板上的;PCB版是集成电路(IC)的载体。

PCB板就是印刷电路板(Printed circuit board,PCB)。印刷电路板几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某样设备中有电子零件,印刷电路板都是镶在大小各异的PCB上的。除了固定各种小零件外,印刷电路板的主要功能是进行上头各项零件的相互电气连接。

集成电路  

集成电路是一种微型电子器件或部件,电路中用字母“IC”表示。集成电路采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件以及布线互连一起。

集成电路制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在管壳内;所以其中所有元件在结构上已组成一个整体,就这样,整个电路的体积大大缩小,而且引出线和焊接点的数目也大为减少,从而使电子元件向着微小化、低功耗以及高可靠性方面迈进了一大步。

各种半导体封装形式的特点和优点:

DIP双列直插式封装

DIP(DualIn-line Package)是指采用双列直插形式封装的集成电路芯片,绝大多数中小规模集成电路(IC)均采用这种封装形式,其引脚数一般不超过100个。采用DIP封装的CPU芯片有两排引脚,需要插入到具有DIP结构的芯片插座上。当然,也可以直接插在有相同焊孔数和几何排列的电路板上进行焊接。DIP封装的芯片在从芯片插座上插拔时应特别小心,以免损坏引脚。

DIP封装具有以下特点:

1.适合在PCB(印刷电路板)上穿孔焊接, *** 作方便。

2.芯片面积与封装面积之间的比值较大,故体积也较大。

Intel系列CPU中8088就采用这种封装形式,缓存(Cache)和早期的内存芯片也是这种封装形式。

BGA球栅阵列封装

随着集成电路技术的发展,对集成电路的封装要求更加严格。这是因为封装技术关系到产品的功能性,当IC的频率超过100MHz时,传统封装方式可能会产生所谓的“CrossTalk”现象,而且当IC的管脚数大于208 Pin时,传统的封装方式有其困难度。因此,除使用QFP封装方式外,现今大多数的高脚数芯片(如图形芯片与芯片组等)皆转而使用BGA(Ball Grid Array Package)封装技术。BGA一出现便成为CPU、主板上南/北桥芯片等高密度、高性能、多引脚封装的最佳选择。

BGA封装技术又可详分为五大类:1.PBGA(Plasric BGA)基板:一般为2-4层有机材料构成的多层板。Intel系列CPU中,Pentium II、III、IV处理器均采用这种封装形式。

2.CBGA(CeramicBGA)基板:即陶瓷基板,芯片与基板间的电气连接通常采用倒装芯片(FlipChip,简称FC)的安装方式。Intel系列CPU中,Pentium I、II、Pentium Pro处理器均采用过这种封装形式。

3.FCBGA(FilpChipBGA)基板:硬质多层基板。

4.TBGA(TapeBGA)基板:基板为带状软质的1-2层PCB电路板。

5.CDPBGA(Carity Down PBGA)基板:指封装中央有方型低陷的芯片区(又称空腔区)。

BGA封装具有以下特点:

1.I/O引脚数虽然增多,但引脚之间的距离远大于QFP封装方式,提高了成品率。

2.虽然BGA的功耗增加,但由于采用的是可控塌陷芯片法焊接,从而可以改善电热性能。

3.信号传输延迟小,适应频率大大提高。

4.组装可用共面焊接,可靠性大大提高。

BGA封装方式经过十多年的发展已经进入实用化阶段。1987年,日本西铁城(Citizen)公司开始着手研制塑封球栅面阵列封装的芯片(即BGA)。而后,摩托罗拉、康柏等公司也随即加入到开发BGA的行列。1993年,摩托罗拉率先将BGA应用于移动电话。同年,康柏公司也在工作站、PC电脑上加以应用。直到五六年前,Intel公司在电脑CPU中(即奔腾II、奔腾III、奔腾IV等),以及芯片组(如i850)中开始使用BGA,这对BGA应用领域扩展发挥了推波助澜的作用。BGA已成为极其热门的IC封装技术,其全球市场规模在2000年为12亿块,预计2005年市场需求将比2000年有70%以上幅度的增长。

QFP塑料方型扁平式封装和PFP塑料扁平组件式封装

QFP(Plastic Quad Flat Package)封装的芯片引脚之间距离很小,管脚很细,一般大规模或超大型集成电路都采用这种封装形式,其引脚数一般在100个以上。用这种形式封装的芯片必须采用SMD(表面安装设备技术)将芯片与主板焊接起来。采用SMD安装的芯片不必在主板上打孔,一般在主板表面上有设计好的相应管脚的焊点。将芯片各脚对准相应的焊点,即可实现与主板的焊接。用这种方法焊上去的芯片,如果不用专用工具是很难拆卸下来的。

PFP(Plastic Flat Package)方式封装的芯片与QFP方式基本相同。唯一的区别是QFP一般为正方形,而PFP既可以是正方形,也可以是长方形。

QFP/PFP封装具有以下特点:

1.适用于SMD表面安装技术在PCB电路板上安装布线。

2.适合高频使用。

3. *** 作方便,可靠性高。

4.芯片面积与封装面积之间的比值较小。

Intel系列CPU中80286、80386和某些486主板采用这种封装形式。

PGA插针网格阵列封装

PGA(Pin Grid Array Package)芯片封装形式在芯片的内外有多个方阵形的插针,每个方阵形插针沿芯片的四周间隔一定距离排列。根据引脚数目的多少,可以围成2-5圈。安装时,将芯片插入专门的PGA插座。为使CPU能够更方便地安装和拆卸,从486芯片开始,出现一种名为ZIF的CPU插座,专门用来满足PGA封装的CPU在安装和拆卸上的要求。

ZIF(Zero Insertion Force Socket)是指零插拔力的插座。把这种插座上的扳手轻轻抬起,CPU就可很容易、轻松地插入插座中。然后将扳手压回原处,利用插座本身的特殊结构生成的挤压力,将CPU的引脚与插座牢牢地接触,绝对不存在接触不良的问题。而拆卸CPU芯片只需将插座的扳手轻轻抬起,则压力解除,CPU芯片即可轻松取出。

PGA封装具有以下特点:1.插拔 *** 作更方便,可靠性高。

2.可适应更高的频率。

Intel系列CPU中,80486和Pentium、Pentium Pro均采用这种封装形式。

MCM多芯片模块

为解决单一芯片集成度低和功能不够完善的问题,把多个高集成度、高性能、高可靠性的芯片,在高密度多层互联基板上用SMD技术组成多种多样的电子模块系统,从而出现MCM(Multi Chip Model)多芯片模块系统。

MCM具有以下特点:

1.封装延迟时间缩小,易于实现模块高速化。

2.缩小整机/模块的封装尺寸和重量。

3.系统可靠性大大提高。

总之,由于CPU和其他超大型集成电路在不断发展,集成电路的封装形式也不断作出相应的调整变化,而封装形式的进步又将反过来促进芯片技术向前发展。

CSP芯片尺寸封装

随着全球电子产品个性化、轻巧化的需求蔚为风潮,封装技术已进步到CSP(Chip Size Package)。它减小了芯片封装外形的尺寸,做到裸芯片尺寸有多大,封装尺寸就有多大。即封装后的IC尺寸边长不大于芯片的1.2倍,IC面积只比晶粒(Die)大不超过1.4倍。

CSP封装又可分为四类:

1.Lead Frame Type(传统导线架形式),代表厂商有富士通、曰立、Rohm、高士达(Goldstar)等等。

2.Rigid Interposer Type(硬质内插板型),代表厂商有摩托罗拉、索尼、东芝、松下等等。

3.Flexible Interposer Type(软质内插板型),其中最有名的是Tessera公司的microBGA,CTS的sim-BGA也采用相同的原理。其他代表厂商包括通用电气(GE)和NEC。

4.Wafer Level Package(晶圆尺寸封装):有别于传统的单一芯片封装方式,WLCSP是将整片晶圆切割为一颗颗的单一芯片,它号称是封装技术的未来主流,已投入研发的厂商包括FCT、Aptos、卡西欧、EPIC、富士通、三菱电子等。

CSP封装具有以下特点:

1.满足了芯片I/O引脚不断增加的需要。

2.芯片面积与封装面积之间的比值很小。

3.极大地缩短延迟时间。

CSP封装适用于脚数少的IC,如内存条和便携电子产品。未来则将大量应用在信息家电(IA)、数字电视(DTV)、电子书(E-Book)、无线网络WLAN/GigabitEthemet、ADSL/手机芯片、蓝芽(Bluetooth)等新兴产品中。

PCB( Printed Circuit Board),中文名称为印制电路板,又称印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。

1作用

电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。

2发展

PCB印制板从单层发展到双面、多层和挠性,并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备的发展工程中,仍然保持着强大的生命力。

综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的,即向高密度,高精度,细孔径,细导线,细间距,高可靠,多层化,高速传输,轻量,薄型方向发展,在生产上同时向提高生产率,降低成本,减少污染,适应多品种、小批量生产方向发展。印制电路的技术发展水平,一般以印制板上的线宽,孔径,板厚/孔径比值为代表.

3来源

印制电路板的创造者是奥地利人保罗·爱斯勒(Paul Eisler),1936年,他首先在收音机里采用了印刷电路板。1943年,美国人多将该技术运用于军用收音机,1948年,美国正式认可此发明可用于商业用途。自20世纪50年代中期起,印刷线路板才开始被广泛运用。

在PCB出现之前,电子元器件之间的互连都是依托电线直接连接完成的。而如今,电线仅用在实验室做试验应用而存在;印刷电路板在电子工业中已肯定占据了绝对控制的地位。

PCB生产流程:

一、联系厂家

PCB(6)首先需要联系厂家,然后注册客户编号,便会有人为你报价,下单,和跟进生产进度。

二、开料

目的:根据工程资料MI的要求,在符合要求的大张板材上,裁切成小块生产板件.符合客户要求的小块板料.

流程:大板料→按MI要求切板→锔板→啤圆角\磨边→出板

三、钻孔

目的:根据工程资料,在所开符合要求尺寸的板料上,相应的位置钻出所求的孔径.

流程:叠板销钉→上板→钻孔→下板→检查\修理

四、沉铜

目的:沉铜是利用化学方法在绝缘孔壁上沉积上一层薄铜.

流程:粗磨→挂板→沉铜自动线→下板→浸%稀H2SO4→加厚铜

五、图形转移

目的:图形转移是生产菲林上的图像转移到板上

流程:(蓝油流程):磨板→印第一面→烘干→印第二面→烘干→爆光→冲影→检查;(干膜流程):麻板→压膜→静置→对位→曝光→静置→冲影→检查

六、图形电镀

目的:图形电镀是在线路图形裸露的铜皮上或孔壁上电镀一层达到要求厚度的铜层与要求厚度的金镍或锡层.

流程:上板→除油→水洗二次→微蚀→水洗→酸洗→镀铜→水洗→浸酸→镀锡→水洗→下板

七、退膜

目的:用NaOH溶液退去抗电镀覆盖膜层使非线路铜层裸露出来.

流程:水膜:插架→浸碱→冲洗→擦洗→过机;干膜:放板→过机

八、蚀刻

目的:蚀刻是利用化学反应法将非线路部位的铜层腐蚀去.

九、绿油

目的:绿油是将绿油菲林的图形转移到板上,起到保护线路和阻止焊接零件时线路上锡的作用

流程:磨板→印感光绿油→锔板→曝光→冲影;磨板→印第一面→烘板→印第二面→烘板

十、字符

目的:字符是提供的一种便于辩认的标记

流程:绿油终锔后→冷却静置→调网→印字符→后锔

十一、镀金手指

目的:在插头手指上镀上一层要求厚度的镍\金层,使之更具有硬度的耐磨性

流程:上板→除油→水洗两次→微蚀→水洗两次→酸洗→镀铜→水洗→镀镍→水洗→镀金

镀锡板 (并列的一种工艺)

目的:喷锡是在未覆盖阻焊油的裸露铜面上喷上一层铅锡,以保护铜面不蚀氧化,以保证具有良好的焊接性能.

流程:微蚀→风干→预热→松香涂覆→焊锡涂覆→热风平整→风冷→洗涤风干

十二、成型

目的:通过模具冲压或数控锣机锣出客户所需要的形状成型的方法有机锣,啤板,手锣,手切

说明:数据锣机板与啤板的精确度较高,手锣其次,手切板最低具只能做一些简单的外形.

十三、测试

目的:通过电子100%测试,检测目视不易发现到的开路,短路等影响功能性之缺陷.

流程:上模→放板→测试→合格→FQC目检→不合格→修理→返测试→OK→REJ→报废

十四、终检

目的:通过100%目检板件外观缺陷,并对轻微缺陷进行修理,避免有问题及缺陷板件流出.

具体工作流程:来料→查看资料→目检→合格→FQA抽查→合格→包装→不合格→处理→检查OK

4行业趋势

编辑

PCB 行业发展迅猛

改革开放以来,中国由于在劳动力资源、市场、投资等方面的优惠政策,吸引了欧美制造业的大规模转移,大量的电子产品及制造商将工厂设立在中国,并由此带动了包括PCB 在内的相关产业的发展。据中国CPCA统计,2006 年我国PCB 实际产量达到1.30 亿平方米,产值达到121 亿美元,占全球PCB 总产值的24.90%,超过日本成为世界第一。2000 年至2006 年中国PCB 市场年均增长率达20%,远超过全球平均水平。2008 年全球金融危机给PCB 产业造成了巨大冲击,但没有给中国PCB 产业造成灾难性打击,在国家经济政策刺激下2010 年中国的PCB 产业出现了全面复苏,2010 年中国PCB 产值高达199.71 亿美元。Prismark 预测2010-2015 年间中国将保持8.10%的复合年均增长率,高于全球5.40%的平均增长率。

区域分布不均衡

中国PCB产业分析表中国的PCB产业主要分布于华南和华东地区,两者相加达到全国的90%,产业聚集效应明显。此现象主要与中国电子产业的主要生产基地集中在珠三角、长三角有关。

PCB 下游应用分布

中国 PCB 行业下游应用分布如下图所示。消费电子占比最高,达到39%;其次为计算机,占22%;通信占14%;工业控制/医疗仪器占14%;汽车电子占6%;国防及航天航空占5%。

技术落后

中国现虽然从产业规模来看已经是全球第一,但从 PCB 产业总体的技术水平来讲,仍然落后于世界先进水平。在产品结构上,多层板占据了大部分产值比例,但大部分为8 层以下的中低端产品,HDI、挠性板等有一定的规模但在技术含量上与日本等国外先进产品存在差距,技术含量最高的IC 载板在国内更是很少有企业能够生产。

5分类

根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达几十层。

PCB板有以下三种主要的划分类型:

单面板

单面板单面板(Single-Sided Boards) 在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上(有贴片元件时和导线为同一面,插件器件再另一面)。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。

双面板

双面板双面板(Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,双面板解决了单面板中因为布线交错的难点(可以通过孔导通到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

多层板

多层板多层板(Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。

6特点

PCB之所以能得到越来越广泛地应用,因为它有很多独特优点,概栝如下。

可高密度化。数十年来,印制板高密度能够随着集成电路集成度提高和安装技术进步而发展着。

高可靠性。通过一系列检查、测试和老化试验等可保证PCB长期(使用期,一般为20年)而可靠地工作着。

可设计性。对PCB各种性能(电气、物理、化学、机械等)要求,可以通过设计标准化、规范化等来实现印制板设计,时间短、效率高。

可生产性。采用现代化管理,可进行标准化、规模(量)化、自动化等生产、保证产品质量一致性。

可测试性。建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品合格性和使用寿命。

可组装性。PCB产品既便于各种元件进行标准化组装,又可以进行自动化、规模化批量生产。同时,PCB和各种元件组装部件还可组装形成更大部件、系统,直至整机。

可维护性。由于PCB产品和各种元件组装部件是以标准化设计与规模化生产,因而,这些部件也是标准化。所以,一旦系统发生故障,可以快速、方便、灵活地进行更换,迅速恢服系统工作。当然,还可以举例说得更多些。如使系统小型化、轻量化,信号传输高速化等。


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