PCB接線端子:套用範圍,製造原理,PCB生產,PCB簡史,行業運用,PCB設計,

套用於印刷線路板電氣連線中的接線端子業內被成為PCB接線端子或PCB連線器，用於實現電氣連線的一種配件產品，標準的PCB上頭沒有零件，也常被稱為"印刷線路板Printed Wiring Board（PWB）"．

基本介紹

中文名：PCB接線端子
外文名：PCB terminal
別稱："印刷線路板
用處：實現電氣連線的一種配件產品

套用範圍,製造原理,PCB生產,PCB簡史,行業運用,PCB設計,發展狀況,行業總評,常規間距,分類,品質鑑別,

套用範圍

PCB幾乎我們能見到的電子設備都離不開它，小到電子手錶、計算器、通用電腦，大到計算機、通迅電子設備、軍用武器系統，只要有積體電路等電子元器件，它們之間電氣互連都要用到PCB。除了固定各種小零件外，它提供積體電路等各種電子元器件固定裝配的機械支撐、實現積體電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連線或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。同時為自動錫焊提供阻焊圖形；為元器件插裝、檢查、維修提供識別字元和圖形。隨著電子設備越來越複雜，需要的零件越來越多，PCB上頭的線路與零件也越來越密集了．

製造原理

我們打開通用電腦的鍵盤就能看到一張軟性薄膜（撓性的絕緣基材），印上有銀白色（銀漿）的導電圖形與健點陣圖形。因為通用絲網漏印方法得到這種圖形，所以我們稱這種印製線路板為撓性銀漿印製線路板。而我們去電腦城看到的各種電腦主機板、顯示卡、網卡、數據機、音效卡及家用電器上的印製電路板就不同了。它所用的基材是由紙基（常用於單面）或玻璃布基（常用於雙面及多層），預浸酚醛或環氧樹脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。這種線路板覆銅簿板材，我們就稱它為剛性板。再製成印製線路板，我們就稱它為剛性印製線路板。單面有印製線路圖形我們稱單面印製線路板，雙面有印製線路圖形，再通過孔的金屬化進行雙面互連形成的印製線路板，就稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印製線路板，通過定位系統及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印製線路板就成為四層、六層印製電路板了，也稱為多層印製線路板。已有超過100層的實用印製線路板了。

PCB生產

PCB的生產過程較為複雜，它涉及的工藝範圍較廣，從簡單的機械加工到複雜的機械加工，有普通的化學反應還有光化學電化學熱化學等工藝，計算機輔助設計CAM等多方面的知識。而且在生產過程中工藝問題很多而且會時時遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了，由於其生產過程是一種非連續的流水線形式，任何一個環節出問題都會造成全線停產或大量報廢的後果，印刷線路板如果報廢是無法回收再利用的，工藝工程師的工作壓力較大，所以許多工程師離開了這個行業轉到印刷線路板設備或材料商做銷售和技術服務方面的工作。

板子本身的基板是由絕緣隔熱、並不易彎曲的材質所製作成．在表面可以看到的細小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個板子上的，而在製造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網狀的細小線路了．這些線路被稱作導線（conductor pattern）或稱布線，並用來提供PCB上零件的電路連線．

為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線上．在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導線則都集中在另一面．這么一來我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的．因為如此，PCB的正反面分別被稱為零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）．

如果PCB上頭有某些零件，需要在製作完成後也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時會用到插座（Socket）．由於插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝．

如果要將兩塊PCB相互連結，一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭（edge connector）．金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實上也是PCB布線的一部份．通常連線時，我們將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適的插槽上（一般叫做擴充槽Slot）．在計算機中，像是顯示卡，音效卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來與主機板連線的．

PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的顏色．這層是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方．在阻焊層上另外會印刷上一層絲網印刷面（silk screen）．通常在這上面會印上文字與符號（大多是白色的），以標示出各零件在板子上的位置．絲網印刷面也被稱作圖示面（legend）．

印刷電路板將零件與零件之間複雜的電路銅線，經過細緻整齊的規劃後，蝕刻在一塊板子上，提供電子零組件在安裝與互連時的主要支撐體，是所有電子產品不可或缺的基礎零件。

印刷電路板以不導電材料所製成的平板，在此平板上通常都有設計預鑽孔以安裝晶片和其它電子組件。組件的孔有助於讓預先定義在板面上印製之金屬路徑以電子方式連線起來，將電子組件的接腳穿過PCB後，再以導電性的金屬焊條黏附在PCB上而形成電路。

依其套用領域PCB可分為單面板、雙面板、四層板以上多層板及軟板。一般而言，電子產品功能越複雜、迴路距離越長、接點腳數越多，PCB所需層數亦越多，如高階消費性電子、信息及通訊產品等；而軟板主要套用於需要彎繞的產品中：如筆記型計算機、照相機、汽車儀表等。

PCB簡史

印製電路基本概念在本世紀初已有人在專利中提出過,1947年美國航空局和美國標準局發起了印製電路首次技術討論會,當時列出了26種不同的印製電路製造方法.並歸納為六類:塗料法、噴塗法、化學沉積法、真空蒸發法、模壓法和粉壓法.當時這些方法都未能實現大規模工業化生產, 直到五十的年代初期,由於銅箔和層壓板的粘合問題得到解決,覆銅層壓板性能穩定可靠,並實現了大規模工業化生產,銅箔蝕刻法,成為印製板製造技術的主流,一直發展至今.六十年代,孔金屬化雙面印製和多層印製板實現了大規模生產,七十年代收於大規模積體電路和電子計算機和迅速發展,八十年代表面安裝技術和九十年代多晶片組裝技術的迅速發展推動了印製板生產技術的繼續進步,一批新材料、新設備、新測試儀器相繼湧現.印製電路生產動手術進一步向高密度,細導線,多層,高可靠性、低成本和自動化連續生產的方向發展.

我國從五十年代中期開始了單面印製板的研製.首先套用於半導體收音機中.六十年代中自力更生地開發了我國的覆箔板基材,使銅箔蝕刻法成為我國PCB生產的主導工藝.六十年代已能大批量地生產單面板,小批量生產雙面金屬化孔印製 ,並在少數幾個單位開始研製多層板.七十年代在國內推廣了圖形電鍍蝕刻法工藝,但由於受到各種干擾,印製電路專用材料和專用設備沒有及時跟上,整個生產技術水平落後於國外先進水平.到了八十年代,由於改革、開放政策的批引,不僅引進了大量具有國外八十年代先進水平的單面、雙面、多層印製板生產線,而且經過十多年消化、吸收,較快地提高了我國印製電路生產技術水平.

1990年以來香港、台灣地區及日本等外國PCB廠商紛紛來到我國合資或獨資設廠，使我國PCB生產產量猛增，發展很快。1995年全國印製電路行業協會進行了一次全國調查，共調查了全國459個印製電路板生產企業，其中包括國營企業128個，集體企業125個，合資企業86個，私營企業22個，外資企業98個。合計印製板總產量已達1656萬平方米，其中雙面板為362萬平方米，多層板為124萬平方米，總銷售額為90億元人民幣(約11億美元)。美IPC協會的資料公布中國包括香港地區1994年印製電路銷售額為11.7億美元，已占世界總額的5.5%，居世界第四位，在生產技術上，由於大量引進了國外先進設備和先進生產技術，大大縮短了和國外的差距，取得了很大的進步。但我國的PCB企業大都規模較小，人均年銷售額和工業全員勞動生產率較低，技術水平較低。

行業運用

電腦及周邊：主機板、顯示器、網卡、記憶體卡、IC、滑鼠、路由器、攝像頭、隨身碟、風扇馬達、

遊戲機、遊戲卡板（金手指板）

手機：手機板、充電器

電子防盜鎖

音響、印表機、複印機、傳真機、電話、掃瞄器

監控系統、視像頭

DV、相機

電錶板

汽車產品：車載音響、空調開關、控制系統

燈具

LED板（液晶顯示器、液晶告示牌）

各種機器的感應器

衛浴設備：馬達、控制器、開關

還有高端行業的PCB板：如醫療設備、軍用設備、航天設備等

PCB設計

1. POWER PCB的圖層與PROTEL的異同

我們做設計的有很多都不止用一個軟體，由於PROTEL上手容易的特點，很多朋友都是先學的PROTEL後學的POWER，當然也有很多是直接學習的POWER，還有的是兩個軟體一起用。由於這兩個軟體在圖層設定方面有些差異，初學者很容易發生混淆，所以先把它們放在一起比較一下。直接學習POWER的也可以看看，以便有一個參照。

首先看看內層的分類結構比較如下表所示。

表1 PROTEL與POWER的內層結構圖

軟體名屬性層名用途

PROTEL 正片 MIDLAYER 純線路層

MIDLAYER 混合電氣層（包含線路，大銅皮）

負片 INTERNAL 純負片（無分割，如GND）

INTERNAL 帶內層分割（最常見的多電源情況）

POWER

正片 NO PLANE 純線路層

NO PLANE 混合電氣層（用鋪銅的方法 COPPER POUR）

SPLIT/MIXED 混合電氣層（內層分割層法 PLACE AREA）

負片 CAM PLANE 純負片（無分割，如GND）

從表1可以看出，POWER與PROTEL的電氣圖層都可分為正負片兩種屬性，但是這兩種圖層屬性中包含的圖層類型卻不相同。

1.PROTEL只有兩種圖層類型，分別對應正負片屬性。而POWER則不同，POWER中的正片分為兩種類型，NO PLANE和SPLIT/MIXED。

2.PROTEL中的負片可以使用內電層分割，而POWER的負片只能是純負片（不能套用內電層分割，這一點不如PROTEL）。內層分割必須使用正片來做。用SPLIT/MIXED層,也可用普通的正片(NO PLANE)+鋪銅。

也就是說，在POWER PCB中，不管用於電源的內層分割還是混合電氣層，都要用正片來做，而普通的正片（NO PLANE)與專用混合電氣層（SPLIT/MIXED）的唯一區別就是鋪銅的方式不一樣！負片只能是單一的負片。（用2D LINE分割負片的方法，由於沒有網路連線和設計規則的約束，容易出錯，不推薦使用）。

這兩點是它們在圖層設定與內層分割方面的主要區別。

2. SPLIT/MIXED層的內層分割與NO PLANE層的鋪銅之間的區別

（1） SPLIT/MIXED:必須使用內層分割命令（PLACE AREA)，可自動移除內層獨立焊盤，可走線，可以方便的在大片銅皮上進行其他網路的分割，內層分割的智慧型化較高。

（2） NO PLANEC層：必須使用鋪銅的命令(COPPER POUR)，用法同外層線路，不會自動移除獨立焊盤，可走線，不可以在大塊銅皮上進行其他網路的分割。也就是說不能出現大塊銅皮包圍小塊銅皮的現象。

3. POWER PCB的圖層設定及內層分割方法

看過上面的結構圖以後應該對POWER的圖層結構已經很清楚了，確定了要使用什麼樣的圖層來完成設計，下一步就是添加電氣圖層的操作了。

下面以一塊四層板為例：

首先新建一個設計，導入網表，完成基本的布局，然後新增圖層SETUP-LAYER DEFINITION,在ELECTRICAL LAYER區，點擊MODIFY,在彈出的視窗中輸入4，單擊OK。此時在TOP與BOT中間已經有了兩個新電氣圖層，分別給這兩個圖層命名，並設定圖層類型。

把INNER LAYER2命名為GND，並設定為CAM PLANE，然後點擊右邊的ASSIGN分配網路，因為這層是負片的整張銅皮，所以分配一個GND就可以，千萬不要分多了網路！

把INNER LAYER3命名為POWER，並設定為SPLIT/MIXED（因為有多組電源，所以要用到內層分割），點擊ASSIGN，把需要走在內層的電源網路分配到右邊的ASSOCIATED視窗下（假設分配三個電源網路）。

下一步進行布線，把外層除了電源地以外的線路全部走完。電源地的網路則直接打孔即可自動連線到內層（小技巧，先暫時把POWER層的類型定義為CAM PLANE，這樣凡是分配到內層的電源網路且打了過孔的線路系統都會認為已經連線，而自動取消鼠線）。待所有布線都完成以後即可進行內層分割。

第一步是給網路上色，以利於區分各個接點位置，按快捷鍵CTRL+SHIFT+N，指定網路顏色（過程略）。

然後把POWER層的圖層屬性改回SPLIT/MIXED，再點擊DRAFTING-PLACE AREA，下一步即可繪製第一個電源網路的鋪銅。

1號網路（黃色）：第一個網路要鋪滿整個板面，然後指定為連線面積最大，數量最多的那個網路名稱。

2號網路（綠色）：下面進行第二個網路，注意因為這一網路位於整個板子的中部，所以我們要在已經鋪好的大銅面上切出一塊來作為新的網路。還是點擊PLACE AREA，然後按照顏色指示繪製切割區域，當雙擊滑鼠完成切割的時候，系統會自動出現當前所切割網路（1）與當前網路（2）的的區域隔離線（由於是用正片鋪銅的方式做切割，所以不能象負片做切割那樣用一條正性線來完成大銅面的分割）。同時分配該網路名稱。

3號網路（紅色）：下面第三個網路，由於此網路較靠近板邊，所以我們還可以用另外一個命令來做。點擊DRAFTING-AUTO PLANE SEPARATE，然後從板邊開始畫起，把需要的接點包圍以後再回到板邊，雙擊滑鼠即可完成。同時也會自動出現隔離帶，並彈出一個網路分配視窗，注意此視窗需要連續分配兩個網路，一個是你剛剛切割出來的網路，一個是剩餘區域的網路（會有高亮顯示）。

發展狀況

全球PCB產業產值占電子元件產業總產值的四分之一以上，是各個電子元件細分產業中比重最大的產業，產業規模達400億美元。同時，由於其在電子基礎產業中的獨特地位，已經成為當代電子元件業中最活躍的產業，2003和2004年，全球PCB產值分別是344億美元和401億美元，同比增長率分別為5.27%和16.47%。

國內PCB行業發展狀況：

我國的PCB研製工作始於1956年，1963-1978年，逐步擴大形成PCB產業。改革開放後20多年，由於引進國外先進技術和設備，單面板、雙面板和多層板均獲得快速發展，國內PCB產業由小到大逐步發展起來。2002年，中國PCB產值超過台灣，成為第三大PCB產出國。2003年，PCB產值和進出口額均超過60億美元，成為世界第二大PCB產出國。我國PCB產業保持著20%左右的高速增長，並預計在2010年左右超過日本，成為全球PCB產值最大和技術發展最活躍的國家。

從產量構成來看，中國PCB產業的主要產品已經由單面板、雙面板轉向多層板，而且正在從4～6層向6～8層以上提升。隨著多層板、HDI板、柔性板的快速增長，我國的PCB產業結構正在逐步得到最佳化和改善。

然而，雖然我國PCB產業取得長足進步，但與先進國家相比還有較大差距，未來仍有很大的改進和提升空間。首先，我國進入PCB行業較晚，沒有專門的PCB研發機構，在一些新型技術研發能力上與國外廠商有較大差距。其次，從產品結構上來看，仍然以中、低層板生產為主，雖然FPC、HDI等增長很快，但由於基數小，所占比例仍然不高。再次，我國PCB生產設備大部分依賴進口，部分核心原材料也只能依靠進口，產業鏈的不完整也阻礙了國內PCB系列企業的發展腳步。

PCB產業鏈

按產業鏈上下游來分類，可以分為原材料-覆銅板-印刷電路板-電子產品套用，其關係簡單表示為：

玻纖布：玻纖布是覆銅板的原材料之一，由玻纖紗紡織而成，約占覆銅板成本的40%(厚板)和25%(薄板)。玻纖紗由矽砂等原料在窯中煅燒成液態，通過極細小的合金噴嘴拉成極細玻纖，再將幾百根玻纖纏絞成玻纖紗。窯的建設投資巨大，一般需上億資金，且一旦點火必須24小時不間斷生產，進入退出成本巨大。玻纖布製造則和織布企業類似，可以通過控制轉速來控制產能及品質，且規格比較單一和穩定，自二戰以來幾乎沒有規格上的太大變化。和CCL不同，玻纖布的價格受供需關係影響最大，最近幾年的價格在0.50-1.00美元/米之間波動。台灣和中國內地的產能占到全球的70%左右。

銅箔：銅箔是占覆銅板成本比重最大的原材料，約占覆銅板成本的30%(厚板)和50%(薄板)，因此銅箔的漲價是覆銅板漲價的主要驅動力。銅箔的價格密切反映於銅的價格變化，但議價能力較弱，隨著銅價的節節高漲，銅箔廠商處境艱難，不少企業被迫倒閉或被兼併，即使覆銅板廠商接受銅箔價格上漲各銅箔廠商仍然處於普遍虧損狀態。由於價格缺口的出現，2006年一季度極有可能出現又一波漲價行情，從而可能帶動CCL價格上漲。

覆銅板：覆銅板是以環氧樹脂等為融合劑將玻纖布和銅箔壓合在一起的產物，是PCB的直接原材料，在經過蝕刻、電鍍、多層板壓合之後製成印刷電路板。覆銅板行業資金需求量不高，大約為3000-4000萬元左右，且可隨時停產或轉產。在上下游產業鏈結構中，CCL的議價能力最強，不但能在玻纖布、銅箔等原材料採購中擁有較強的話語權，而且只要下游需求尚可，就可將成本上漲的壓力轉嫁下游PCB廠商。覆銅板開始提價，提價幅度在5-8%左右，主要驅動力是反映銅箔漲價，且下游需求旺盛可以消化CCL廠商轉嫁的漲價壓力。全球第二大的覆銅板廠商南亞亦於2005年12月15日提高了產品價格，顯示出至少2006年一季度PCB需求形式良好。

行業總評

作為用途最廣泛的電子元件產品，PCB擁有強大的生命力。無論從供需關係上看還是從歷史周期上判斷，2006年初是行業進入景氣爬坡的階段，下游需求的持續強勁已經逐層次拉動了PCB產業鏈上各廠商的出貨情況，形成至少在2006年一季度“淡季不淡”的局面。將行業評級由“迴避”上調到“良好”。

PCB是信息電子工業最基本的構件，屬於電子元器件行業中的電子元件產業。按照層數來分，PCB分為單面板(SSB)、雙面板(DSB)和多層板(MLB)；按柔軟度來分，PCB分為剛性印刷電路板(RPC)和柔性印刷電路板(FPC)。在產業研究中，一般按照上述PCB產品的基本分類，將PCB產業細分為單面板、雙面板、常規多層板、柔性板、HDI(高密度燒結)板、封裝基板等六個主要細分產業。

PCB行業為典型的周期性行業。從歷史情況來看，其周期一般為7-8年，但隨著下游需求更新速度的加快，逐步縮短為4年左右。和液晶面板及記憶體等產品不同，CCL的價格走勢主要受原材料成本驅動，而PCB的價格則受供需平衡度影響較大。

常規間距

也被稱為針距,3.50mm/3.81mm/5.00mm/5.08mm/7.50mm/7.62

分類

根據公司的情況不一，PCB端子的分為插拔式接線端子、螺釘式接線端子、彈簧式接線端子、柵欄式接線端子，但具體型號，不同企業其命名各異。

插拔式接線端子

產品擁有針距為3.5、3.81、5.0、5.08、7.5、7.62極數2-24線，可提供帶螺釘固定的插座進行匹配，抗震連線。插頭使用側面連線技術，即螺絲方向與導線進線方向垂直。

螺釘式接線端子

線路板接線端子在電子工業中一直占有很重要的一席，現已成為印刷線路板的一個重要組成部分。其結構和設計更堅固了接線方便和牢靠的螺釘連線等方面的特點;結構緊湊，連結可靠，有自身的優點；利用夾線體升降原理，保證接線可靠，接線容量大；焊腳與夾線體分成兩部分，確保擰緊螺釘時的距離不會傳至焊點而損傷焊點；外殼結實牢靠，針距精確。

彈簧式印刷電路板端子

彈簧式印刷電路板端子，提供了2.54mm,3.50mm,5.00mm,7.50mm,7.62mm等間距；單芯線能直接插入，無須手把的輔助，但較小的電線可用手把打開夾子將電線夾緊；無按鍵規格，使得高度可以大幅降低，退線時只要以一把起子壓下即可輕易將電線取出；大部分的彈簧式端子一片一片組合而成；接線方式極適合在通信系統、照明系統、監控系統與建築布線中使用；各種接線方向，在狹小空間有利裝配，可任意組合接點數量、操作方便，適用於高密度配線需求。

柵欄式接線端子

柵欄式型號代碼為LW；中間針位代碼為C；旁邊針位代碼為B；帶固定位代碼為M；彎針型代碼為R；焊線型代碼為Q；LW柵欄式產品結構簡單，板式壓線方式，直觀，牢固；線徑範圍：0.5m㎡-6m㎡;