印刷电路板范文

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印刷电路板

印刷电路板范文第1篇

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。

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。

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。

印刷电路板范文第2篇

中图分类号: TG659文献标识码: A

前言

随着数控机床和自动化流水线检测设备在工业生产领域的大量使用,电子印刷电路板的应用也随之猛增。但是由于这些设备的使用频率很高以及电子元器件的迅速老化,使得这些设备在八、九年后进入故障多发期,故它的电子印刷电路板的问题也随之上升。以前电子印刷电路板出现问题都是靠去购买新板或者送去厂家进行维修,有时候还要送到国外去进行维修或者购买。这样会造成花费大量的资金,并且耽搁的时间长,往往给企业带来巨大损失。其实大多数工控电路板在国内都是可以维修的。我依据自己多年来从事维修数控机床电子印刷电路板的实践以及经验,小结了一套非常有用的维修原则和方法。

因为大多数的电路板都没有相关图纸材料,所以很多人对电路板维修持不相信态度。事实上,各种电路板虽千差万别,但实质上每种电路板都是由各种集成块、电阻、电容及其它器件构成的,所以电路板出现故障一定是其中某个或某些个器件损坏造成的,当然电路板维修的思想就是基于上述因素建立起来的。电路板维修分为检测跟维修两个部分,检测部分在里边占有很重要的地位。电路板检测就是对电路板上的每一个电子元件故障的查找、确定和纠正的过程,而维修的过程就是找出损坏的元件并加以替换。看似简单,实际上需要全面的知识、丰富的经验以及必备的昂贵检测设备,尤其是当要快速地找到故障元件时,不仅要求经验丰富同时还要求维修工程人员具备善于分析和判断的敏捷思维。如今的电子产品常常会由于一块电路板维修板的个别零件损坏,导致电子印刷电路板不能正常工作,影响设备的正常运作。那么我们应如何对待电路板维修检测呢?

1.维修人员须知及相关例子

1.1维修人员须知一

维修工作人员首先应知道电路板由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等零件组成并,应严格根据安全操作规程进行工作,尤其是保证电烙铁不应漏电。另外,焊接MOS器件时保证电烙铁切断交流电源后方或可靠接地。电路板一般分为三类:单面板,双面板,还有多层板。通常,为做好电路板的检测工作,应先有技术准备。例如通过待修电路板的说明书及有关资料来了解其工作原理、性能、电路数据、技术指标、使用与检测方法等等;另外还要有一定的物质方面的准备,如测试仪、供电源、检修工具、工作场地。其次,还要进行调查并做出分析判断,例如询问设备操作师,借鉴以往的检修经验,分析判断设备发生故障的可能原因,进行检修方案的选择,选出最佳排除故障工作方案。按预定方案进行检查、找出故障的真正原因并修理,直至找出故障修复设备。再次,是整理工作,如恢复电路原状、擦拭焊点、整顿元器件位置、走线方向和做好清洁工作等。

1.2维修人员须知二

要找到故障发生处必须经过检测,通常修理人员都采用测引脚电压的方法来进行判断,但一般只能判断出故障的大致部位,并且有时引脚反应不十分灵敏,甚至有时候会毫无反应。在电压偏离的情况下,若同时包含元件损坏的因素,还应该将集成块内部故障与故障严格区分开来,所以依靠单一某种方法对电路板维修是很难检测的,而应采取与依赖综合的检测手段。

1.3具体例子

例如通过介绍汇能IC在线维修测试仪检测的具体方法。汇能IC在线维修测试仪,在测量中当个别引脚R内很大时,应换用R×10k挡,因为在R×1k挡其通道电压只有1.5V,当集成块内部晶体管串联较多时,电表内会由于电压太低,无法供集成块内晶体管进入正常工作状态,数值无法显现。很多人都知道,在使用集成块时,总会有一个引脚与印制电路板上的“地”线是相焊通的,在电路中被称为接地脚。因为电路板维修内部都采用直接耦合,所以,集成块的其它引脚与接地脚之间都存在着一定的直流电阻,称之为该脚内部的等效直流电阻,简称R内。若我们拿到一块新的集成块,可以通过使用万用表测量各引脚的内部等效直流电阻来判断其好坏,如果各引脚的内部等效电阻R内与标准值相符合,说明这块集成块是好的,如果与标准值相差过大,则说明集成块内部已经损坏。

1.4相关结论

总之,在检测时应该认真分析,善于灵活运用各类方法,摸索规律,做到既准确又快速找出故障。依据实际检修经验,在检测电路板维修内部直流等效电阻时没有必要把集成块从电路上焊下来,而只需将电压或在路电阻异常的脚与电路断开,并且将接地脚也与电路板断开,其它脚则保持原状,通过测量出测试脚与接地脚之间的R内的正反向电阻值便可判断其坏。

2.电路板检测方法

2.1常用的电路板维修检测方法

常用的电路板维修检测方法可分为在线测量法、非在线测量法和代换法。非在线测量具体指非在线测量在电路板维修未焊入电路时,通过测量各个引脚之间的直流电阻值,并与已知正常同型号电路板维修各引脚之间的直流电阻值进行对比,从而确定其是否正常。而在线测量主要测试功能有数字逻辑器件在/离线功能测试、ASA(VI)模拟特征分析测试、VI曲线分析比较测试、ASA 曲线双棒动态比较测试、可按管脚设置ASA 曲线测试参数等。代换法是用已知的同型号与规格相同的电路板维修来替换被测电路板维修,从而判断该电路板维修是否受损。

2.2不常用的电路板维修检测方法

另外不常用的电路板维修检测方法还有分隔测试法又称电路分割法、直觉检查法、信号注入法、交流短路法、信号寻迹法、波形观察法参数测试法等方法。

2.2.1具体事例1

在电路板维修中,碰到公共电源短路的故障,如果板上元件不多,那么采用一一排除的方式最终可以找到短路点,但若元件太多,采用一一排除的方式就太浪费时间了。所以我推荐以下一些比较管用的方法,事半功倍,能快速找到故障部分。具体作法有1.若存在短路现象,拿一块单或者双层板进行割线,割线后再排除。2.对于人工焊接,我们要养成良好的习惯,起始在焊接前要目视检查一遍PCB板,并借助万用表检查电源与地的电路是否短路。切记操作时电压千万不能超过器件的正常电压,注意不能接反,否则会烧坏其它没有故障的器件。

2.2.2具体事例2

老化测试。针对高性能电子产品,例如:计算机整机,显示器,车用电子产品,主机板、监视器、等电子产品,可模仿出一种高温、恶劣环境测试的实验,从而成为提高产品稳定性、可靠性的重要实验,这类实验广泛应用于电源电子、电脑、生物制药等重要领域。

3.电路板维修方式及其原则

3.1直接代换

直接代换是指用其他IC但不做任何改动而直接取代原有的IC,且代换后不会影响机器的主要性能和指标。

直接代换具体分为同一型号IC的代换和不同型号IC的代换。前者一般是可靠的,在安装集成电路时注意方向不要搞错,反之,通电时集成电路极有可能被烧毁。后者又分为型号前缀字母相同、数字不同IC的代换,型号前缀字母不同、数字相同IC 的代换和型号前缀字母和数字都不同IC的代换。其中,第一种代换只要相互间的引脚功能完全相同,其内部电路和电参数稍有差异,也可相互直接代换。但有少数,虽然数字相同,但功能却完全不同。最后一种是有的厂家通过引进未封装的IC芯片,再加工成按本厂命名的产品。

3.1.1代换原则

代换IC的功能、封装形式、引脚序号、引脚用途、性能指标和间隔等几方面都相同。其中I的相同不仅仅指功能相同;还应保证逻辑极性相同,具体来说是输出输入电平极性、电流幅度、电压大小应该相同。举例说,图像中放IC时,TA7607 与TA7611,前者为反向高放AGC,后者为正向高放AGC,所以不能直接代换。另外对于输出不同极性AFT电压以及输出不同极性的同步脉冲等的IC 均不能直接替换,即使是同一厂家或公司的产品,都必须注意区分。性能指标是指IC 的主要特性曲线、最高工作电压、最大耗散功率、频率范围及各信号输入,输出阻抗等参数必须要与原IC相近。对于功率很小的代用件要加大其散热片。

3.2非直接代换

非直接代换与直接代换是相对而言的。具体可分为不同封装IC的代换、电路功能相同但个别引脚功能不同IC的代换、类型相同但引脚功能不同IC的代换、有些空脚不应擅自接地的代换、用分立元件代换IC、组合代换等方法。

不同封装IC的代换是指,相同类型的IC 芯片,其封装外形不同,但要求代换时将新器件的引脚依据原器件引脚的形状和排列进行整形。对于电路功能相同但个别引脚功能不同IC的代换,可据各个型号IC的具体参数与说明来进行。类型相同但引脚功能不同IC的代换需要改变电路及引脚排列,故需要相应的理论知识和丰富的实践经验与技巧。空脚不能擅自接地的代换,有时也作为内部连接。当用分立元件代换IC,代换前应了解该IC 的内部功能原理,用分立元件代换IC 中被损坏的部分,使其恢复功能。同时必须考虑信号能否从IC中取出接至电路的输入端和经电路处理后的信号,能否连接到集成电路内部的下一级去进行再处理等相关问题。组合代换是把同一型号的多块IC内部未受损的电路部分,重新组合成一块完整的IC,从而代替功能不佳的IC的方法。

3.2.1代换原则

代换后所用的IC可与原来的IC引脚功能和外形不同,但是功能必须相同,而且特性要相近;代换后不应影响原机性能。

4.结语

通过总结有关电子印刷电路板的维修原则及方法的内容,我深刻的认识到,只要勤动手动脑,一切皆有可能。因为原先有些人是不相信电路板可以维修,甚至是在国内。为了更好的更有效的维修电路板,我认为作为一名维修人员,应做到以下几点:1.养成记维修日记得好习惯,例如平常维修过程中的重要经验以及发生的重要细节点,都应作为日后的参考资料积累下来。2.针对元件数量之多,维修人员应学会善于借助工具书来了解各元件的相关信息,做到使用时,得心应手。3.在借助仪器进行维修时,学会利用测试仪自动记录测试过程及测试结果的信息,从而提高维修师的维修技术与水平。

参考文献

[1]陈琳.数控机床常用电气故障诊断及维修方法[J].机械管理开发,2008(02):71-72

[2]王树庆.数控机床电子印刷电路板的维修原则及方法[J].汽轮机技术,1997(02):63-65

[3]张炜,杨力能,易晓明,韩华刚.数控机床的维护和维修[J].硅谷,2011(17):147

[4]陈宇晓.数控机床维修方法探讨[J].机械制造,2005(07):72-73

[5]彭邦华.从一个典型故障的处理过程探讨数控机床维修基本方法的运用[J].装备维修技术,2008(04):5-8

印刷电路板范文第3篇

一、用氨水—氯化铵缓冲溶液浸铜

用试剂将铜从废弃印刷电路板中溶解出来,从而与不溶的固体残渣分离,这一步称为浸出。传统湿法浸铜常采用硫酸、硝酸、盐酸等无机强酸作为溶解试剂,但它们有两个重大缺点,会造成生产成本升高[2]:一是除了溶解铜,还能溶解锌、镍等其他金属,因此铜的后续提取难度大。二是腐蚀设备,对人员有伤害,因此对设备防腐和人员保护要求高。学者们正在探索高选择性、低成本、无毒、低腐蚀性的铜溶解试剂。在此介绍一种利用氨水—氯化铵溶液从印刷电路板中浸铜的技术[3]。

氨水—氯化铵溶液呈弱碱性,其溶解铜的过程可分为两步。第一步,将铜氧化成氧化铜。氧气可以将铜氧化,但是非常慢,因此通常需要加入氧化剂。常使用过氧化氢(H2O2)作氧化剂,反应式为:

具体过程可认为是H2O2先分解成水和新生氧,新生氧具有强氧化性,将铜氧化。在此过程中,金属铜可加速H2O2的分解反应,更快地产生新生氧,从而加快产生氧化铜的速度。

第二步,氨分子与氧化铜发生反应,形成可溶性的铜氨络合物[Cu(NH3)4]2+,铜进入溶液,实现浸出。

研究发现,生成的铜氨络合物也可以氧化单质铜,生成一价铜络合物[Cu(NH3)2]+。但是,这个络合物一生成就立即被溶液中的氧气氧化,转变成二价铜的氨络合物,结果加快了铜的溶解。这是这个方法可以高效回收铜的一个重要因素。

举一个研究实例[3]。用20 mL浓度为1.5 mol/L的氯化铵和40 mL浓度为1:10的氨水制成缓冲溶液,常温下取5 g样品加入其中,再加入1 mL双氧水,密闭搅拌反应2 h后,铜的浸出率可达到98%。这个过程也存在副反应,主要是锌也能通过生成络离子[Zn(NH3)4]2+而浸出。不过锌的浸出率很低,在这个实验条件下仅为8.12%,而且锌在废弃电脑印刷电路板中的含量低于1%,因此不会对浸出液的后续处理产生严重影响。而镍、镉、锡、铝和铁等金属元素在浸出液中的含量几乎为零。结果表明,氨水—氯化铵溶液从印刷电路板中浸铜的分离效果很好。

二、从氨浸液中萃取铜

为了富集铜,并与进入浸出液的杂质分离,需要从以上氨浸液中萃取铜。这个过程实际分为两步进行。首先,用某种有机溶剂(例如磺化煤油)将浸出液中的铜萃取出来[4]。由于在浸出液中铜以铜氨络离子[Cu(NH3)4]2+的形式存在,它不易溶于有机溶剂。这时需要借助于一种有机络合剂(称为萃取剂),让它从[Cu(NH3)4]2+中将铜离子夺取出来,并与铜离子形成一种易溶于有机溶剂的新络合物,让铜离子以这种新络合物的形态进入有机溶剂中,从而实现铜的富集。常用到一种以N910为符号的萃取剂,它的主要成分为肟类有机物质。加有N910的萃取反应可以表示如下[5],其中RH代表萃取剂N910,CuR2为铜与N910生成的新络合物,aq和org分别表示水相和有机相。

然后,通过破坏铜—萃取剂络合物,让铜重新进入水相,以利于下一步回收处理。这一步处理工业上称为反萃取,常用的方法是用硫酸溶液与有机萃取液充分混合,硫酸破坏有机相中的铜络合物,铜离子释放出来,进入水相[6]。

仍然举一个实际研究例子[3]。第一步,从氨浸液中萃取铜。常温下,容器中放入等体积的有机萃取剂N910(体积百分浓度为15%)和氨浸液,以850 次/min的速度震荡萃取。3 min后,铜的萃取率可达到99%。第二步,用硫酸反萃取。常温下,按照2:1体积比取以上载铜有机相和浓度为3 mol/L的硫酸溶液,在同样震荡速度下进行反萃取。5 min后,铜的反萃取率可达到95%。加热浓缩反萃取液可以回收CuSO4?5H2O,其纯度大于99%,可作为化学试剂使用[6]。

三、从富铜硫酸溶液中电沉积单质铜

可以通过电解从上述富铜硫酸溶液中得到单质铜产品。这个过程的原理就是电解,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,单质铜沉积在阴极上。回收的铜产率可达到99%,而且质量可达到一级电解铜的要求[1,6],纯度至少为99.95%。

四、循环使用3种物质

设计有3个循环,以重复使用物质[2](如图1虚线箭头所示)。第一个,是氨水—氯化铵缓冲浸取溶液重新用于浸出铜。循环8次后,铜的浸出率仍可达到98%,10次后仍可达到95%。第二个,是反萃取后的有机相(N910的有机溶液)重新用于萃取。循环8次后,铜平均萃取率依然可达99%。第三个,是电解后的硫酸溶液重新用于反萃取。循环10次后,铜离子的萃取率仍保持在95%以上。这样的循环利用设计,降低了生产成本,并尽可能减少了废液和废气的产生,实现了经济和环保的双赢。

参考文献

[1] 何亚群,段晨龙,王海峰.电子废弃物资源化处理[M].北京:化学工业出版社,2006.

[2] 李晶莹.从废电脑线路板中回收金属铜的试验研究[J].湿法冶金,2009,28(4):225-228.

[3] 盛广能.废弃电脑印刷线路板中铜回收的实验研究[D].青岛:青岛科技大学,2008.

[4] Stevens G W, Pererat J M,Grieser F. Metal ion extraction[J]. Curr Opin Coll Int Sci, 1997, 2(6): 629-634.

[5] Gameiro M L F,Bento P, Ismael M R C, Reis M T A, Carvalho J M R. Extraction of copper from ammoniacal medium by emulsion liquid membranes using LIX 54[J]. J Membrane Sci, 2007, 293(1/2): 151-160.

印刷电路板范文第4篇

【关键词】废印刷电路板物理回收非金属粉

1、概述

印刷电路板的基材通常为玻璃纤维强化的酚醛树脂或环氧树脂,其上焊接有各种构件,成分非常复杂,其中含有多种金属,具有很高的资源回收价值。PCB含有如铝、铜、铁、镍、铅、锡和锌等基本金属和金、银、钯、铑、硒等贵金属稀有金属,含量约为电路板质量的25%玻璃纤维强化酚醛树脂或环氧树脂。

废印刷电路板中包含的金属材料、塑料、玻璃纤维材料等物质都是有用的可回收利用的资源,其中金属物质相当于普通矿物中金属的几十倍甚至几百倍,而且还有一定量的贵重金属和稀有金属,因而具有很高的回收利用价值,大量的金属的回收再利用,是印刷线路板回收的一大推动力。

废旧印刷电路板基材中含有大量的被树脂包覆的玻纤,因而具有很高的力学性能,可以用作复合材料的填料,降低成本,有很高的经济价值。

由此看出,如果废旧印刷电路板不能采取合适的方式进行回收利用处理,这样不仅会造成资源的巨大损伤,并且电路板中含有的重金属卤素聚合物,如铅、含溴的阻燃剂等,会对环境和人体造成严重的危害。

2、废旧印刷电路板基材的处理工艺与利用

就如何回收利用废旧印刷电路板基材可以分为两种:物理方法回收和化学方法回收再利用。

2.1物理方法回收

目前可采取的主要的金属回收技术多采用机械破碎,这样子造成PCB中金属的解离,然后通过静电、磁力、重力等分选方式将金属材料和非金属材料进行分离。非金属粉末大小一般为3~5μm,成分主要为玻璃纤维、热固性环氧树脂和各种添加剂,这些粉末可作为复合材料的填料,用于制备复合材料。

根据PCB中非金属材料成分及各项性质,非金属可作为填料用于制备复合材料。由此粉末填充所制得的复合材料,同样具有密度小、吸水率低和硬度高的优点,力学性能与常规无机填料制得的材料力学性能相当。

2.2化学方法回收

化学回收也被称为三次回收,是指废弃物经初步粉碎后,利用化学方法将其分解成小分子碳氧化合物的气体、液体或者焦炭,同时使填料和纤维得到分离。废弃线路板非金属材料的化学回收利用形式有:

(1)热解回收法

热解法是用加热的手段,将交联的热固性树脂中的化学键断裂,将网状的大分子分解成有机小分子,残留物为无机化合物(主要是玻璃纤维)。目前对PCB中的非金属材料主要有两种处理工艺。一种是将废线路板经预处理后直接热解,其中的非金属材料在惰性气体保护下加热到一定温度发生热解,生成气体、液体(油)、固体(焦)。固体(焦)中含废线路板的金属成分和玻璃纤维等残渣,再采用物理方法分离回收金属成分。直接热解的工艺优点是防止粉碎的非金属粉末过细,热解产生有毒气体。另一种工艺路线是把物理回收金属和热解处理非金属两个过程串联起来,这样避免了金属因被氧化而影响回收。

(2)溶剂回收

溶剂回收是用有机或无机溶剂,将废弃线路板中的网状交联高分子基体分解或水解成低分子督的线性有机化合物,使复合材料中的各组分易于分离和回收的一项技术。

2.3回收技术分析

对于热固性的印刷线路板基材来说,物理回收不需要改变基材树脂的化学状态,操作简单方便,能耗低且污染物质较小,废弃物全部得到利用,能缓解焚烧、填埋带来的环境压力。不足之处在于线路板成分和性质的差异以及杂质的存在会造成再生产品性能的下降或降级使用。

相对于热解法,溶剂回收法要温和得多,不需要太高的温度。但溶剂回收法尚处于起步研究阶段,研究对象多为实验室合成的热固性环氧树脂复合材料,研究过程中还有许多技术难题需要克服。

综合上述废弃线路板中非金属材料的回收利用方法,我们认为不管从技术可行抑或是实用性来看,热解回收和溶剂回收法难度大且工艺尚未成熟,都实验室阶段,这种方法可以作为科学研究的新思路。而物理粉碎回收适合我国目前的经济技术水平。

3、废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性

为了得到高强度的复合材料,必须在增强材料与基体之间形成有效的界面粘结。但是,在选用聚丙烯(PP)为基体树脂与PCBs非金属粉生产复合材料时,填料和聚丙烯树脂基体间较差的相容性是造成复合材料力学性能大幅下降的主要原因。

废旧印刷电路板基材填充聚丙烯复合材料的界面改性主要是通过两个方面实现的:一方面是对基材填料表面进行改性处理,增强其与基体聚丙烯的黏附性;另一方面是对另一方面是对聚丙烯进行改性处理,使填料和树脂基体能充分接触。

4、结语

综合上述几种回收利用方法,采用物理方法回收具有较大的发展优势,也是当前最适合国情的一种资源化方法。考虑到复合材料已成为目前材料领域最具有前景的领域之一,利用这种材料作填料制备复合材料具有很高的应用价值和良好的市场前景。

目前WPCBs中非金属材料的资源化还存在很多问题,从而造成产品的降级使用,如何说服他们让消费者接受回收料还是一个时间问题。WPCBS中非金属材料的资源化处置仍是当前全国上下面临的严峻问题,要实现其真正的回收利用、无害化处理还需要时间和具体举措。

参考文献

[1]阮培华.电子信息产品步入强制环保时代[J].高科技与产业化,2007,5:66~69.

[2]明果英.废印制电路板的物理回收及综合利用技术[J].印刷电路信息,2007,7:47~50.

[3]徐敏.废弃印刷线路板的资源化回收技术研究[D].上海:同济大学,2008.

印刷电路板范文第5篇

RFID具有诸多优异特性,非常适用于PCB跟踪。RFID可在各种环境条件下表现出高精确性、高可靠性和耐久性。同时,它也是一种易于实施的安全技术。基于上述特性,在PCB跟踪环境中应用RFID技术,就可优化制造工艺。对于其它行业,RFID也是一种经过验证的资产跟踪技术与实施工艺,能够大幅提高工作效率与回报率。RFID不仅能解决板级空间、自动化以及人工干预等条形码常见的问题,还具有可重复编程性,能在制造、存储或运输过程中的任意环节进行更新。上述优势与灵活性有助于提高吞吐能力,实现高质量的可跟踪性,并降低制造成本。例如,如果产品封装过程中的任何环节出了问题,那么RFID都能帮助制造商隔离出问题来源,明确该过程中哪一环节出了问题,并能找出到底该问题涉及到哪些产品。同样,上述优势不仅限于制造领域。事实上,利用支持RFID的电路,服务、担保与召回成本都可以降低。

条形码的局限性

条形码有其自身的局限性,在很多情况下,它已经不能继续满足跟踪与管理制成品的需求了。

一些支持条形码技术的人会说,标准线性条形码标签与扫描仪非常简便,而且价格低廉。可是问题在于,条形码的信息密度很低,面积超过500mm2的条形码标签只能存储十几个字符。此外,其放置位置也不够灵活,而且几乎所有制造商都有其自己的标准、标签大小和放置位置都有一定的讲究,不按照自己的要求走就有可能读取不到,进而拖慢生产线的速度。

二维条形码或数据矩阵可以在几十mm2的标签内存储数百位的信息,这是条形码为解决密度问题而推出的一项技术。但是,这种技术又会带来其它方面的问题,包括扫描仪成本高、读取的可靠性及灵活性下降等。通常说来,数据矩阵标签需要昂贵的高密度摄像头才能准确读取,这种高精度要求封装线上的摄像头在每次处理新的标签位置后都要重新定位,而且背景环境的变化也会影响读取的准确性。高速制造线上数据矩阵标签的典型读取率为80%~90%。

这两种类型的条形码都需要确保标签与读取器之间的视距。这就对PCB组件的放置位置进行了限制,而且由于条形码的限制,往往会影响大型散热片或安装支架的设计与放置位置。这种视距要求还会带来另一个问题――一旦PCB最后密封之后,标签就没办法再读取了。

上述这两种条形码都不支持重新编程,对目前要求灵活的制造系统而言,这是一项主要限制。制造商通常会就基本产品推出多种不同版本,不同版本之间只有某些组件存在差别。这些组件通常是在器件进入库存阶段才安装,有的甚至是在现有库存基础上改造的。在上述情况下,我们就必须手工替换条形码,这样才能显示出新的成品部件号、序列号等信息,而产品以前的改动历史记录则根本保留不下来。

条形码的吞吐量受制于扫描仪,扫描仪每次只能读取一个条形码。如果需要同时读取多个条形码的话,就必须安装多部扫描仪。即便使用成本不高的线性条形码扫描仪,安装多部扫描仪仍会造成成本上升,维护问题也会随之增加。

条形码还有其它问题,可能会导致其不适于某些应用,比如:

油迹、油污或其它化学物质沾上条形码就可能影响读取;

条形码的物理耐用性较差,可能会被烧坏、撕坏,进而无法读取;

如果难以找到条形码的位置,或者放在不方便的位置,那么手工读取就会大幅影响速度。

RFID与Gen2 UHF

RFID是一种非接触式识别技术。RFID标签实际上就是带有射频的可擦写存储器芯片,而使用电池来延长通信连接范围的标签则称之为有源标签。无源标签的电力来自读取器的能量场,不需要电池。RFID标签的种类很多,其采用的技术复杂程度、存储器容量、读取范围以及安全性也各不相同。本文将介绍一种最新的无源标签EPCGlobal Gen2 UHF。

Gen2UHF规范于2004年底最终完成,为针对大批量库存控制的简单低成本协议,目前已经成为ISO标准,全球工作频带为840MHz~960MHz。北美、欧洲和亚洲的大型零售企业都在使用Gen2 UHF跟踪供应链中的产品,监控着从供应商到库存在内的各个环节。PCB制造商可受益于针对这些零售商开发的PCB软硬件,通过将一些现成可用的构建块集成到制造系统中可以简化开发过程。

在PCB上采用RFID技术

用RFID跟踪电子产品并不是一种新技术,较早的版本就曾使用过低频(LF)与高频(HF)标签。在以前的测试中,既用过贴在PCB上基于标签的跟踪标签,也曾经直接在RFID芯片上安装蚀刻天线。问题在于,HF与LF都需要较大的环形天线,这种解决方案要占用较大的空间。与HF与LF不同,超高频(UHF)标签只需要较小的偶极天线,这种偶极天线是约3英寸(75mm)长的薄铜线。

以前,RFID解决方案一直缺乏一种合适的封装类型,难以满足表面贴装的制造要求。为了保证器件尺寸小型化并尽可能降低成本,RFID制造商通常采用覆晶封装技术来封装裸片,但是,由于大多数制造线都没有集成覆晶封装设备,因此这种方案并不可行。要让超小型表面贴装方案支持传统的封装线,这是技术得以突破的关键。针对UHF裸片的表面贴装技术(SMT)封装面积还不到1.5mm×1mm(60×40密耳),大小相当于极小的陶瓷电阻器与电容器,非常适合高密度电子产品的需求。

RFID的一大优势在于,它读取标签时不需要确保视距。只要PCB位于读取器的读取范围之内,就能成功读取。这就是说,只要读取器天线设置在封装线以上,而且有足够的发射功率,那么RFID的位置与定位就不构成任何影响了。而且,只要PCB不是处在屏蔽室或封装之内,就能读取标签。

Gen2 UHF标签的读取范围可长达10m(30英尺)。在有些情况下,读取范围过长也会出问题,可以改变标签天线设计,从而方便地缩短范围。

Gen2UHF规范需要通过“kill”命令来禁用标签;如果制造商需要, 可以用该命令让标签永久失效。

在PCB跟踪应用中RFID与条形码相比的诸多优势。应用范例

96位(12字节)的信息存储量听起来似乎不够编码用,但实际上还是非常灵活的。这么大的存储容量提供了足够的计算空间,可支持数十亿种产品的型号与序列号编号需求。96位支持2%或79×1027个总编号数量。虽然制造商通常采用自己的标签编码方法,不过,简化的分配方法还是可使用32位数字分别支持产品型号、序列号和一系列制造代码。每个32位段都有大约43亿种不同的数字组合。

这种高灵活性非常适合承包制造商(cM)的需要,因为在试图与数十乃至数百种独立客户系统与技术实现接口的过程中,他们面临很多特殊问题。在承包商自己的厂房中,他们可选择最合适的编码方法,在发货给OEM客户时,只需对标签进行再编程即可。如果CM的某家客户不希望采用RFID技术跟踪产品,那么,CM可以使用“kill”命令停止器件工作,也可先把标签放在PCB的边角料位置上,等发货前拆除即可。

一种可供参考的制造流程,可以在不同步骤中对信息进行编程,并在制造数据库中记入日志。下面的方法使用了上述提到的存储器分配方法,可为产品型号、序列号以及制造代码位(MCB)分别提供32位的支持,这种高灵活性的系统类型非常有价值,因为它能够为制造商提供通过RFID收集实时数据的额外优势,这样,制造商就能实时做出管理决策,从而提高工艺效率。提供高质量信息,并针对客户不断变化的需求做出快速响应,这对当前竞争日趋激烈的市场而言非常重要。如上所述,如果可以快速重新配置设备型号,并将单位产品的所有相关变动记入历史日志,这会是非常有用的一项工作。

在标签中对制造代码进行编程的优势在于,工厂员工与系统无需访问在线数据库就能确定产品历史。工厂的机器和员工可以根据业务要求的变化快速做出反应,无须担心网络速度与连接的可靠性。这种离线可读性可以进一步提高制造灵活性与效率。

结 语

印刷电路板范文第6篇

关键词:PCB 电磁兼容 Protel 2004 Ansoft Designer 电磁场仿真

中图分类号:TN41 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2013)09-0155-02

1 引言

电磁兼容(Electromagnetic Compatibility,EMC)是一门涉及通信、电子、计算机等方面的交叉学科,发展迅猛。主要研究在一定的空间、时间和频谱条件下,各个电子系统能共存且不引起性能降级的学科[1]。随着现代电路信号传输速度的不断增长,电子设备数量和类型越来越多,工作方式更加多样,频率范围逐步扩大,发射功率和接收灵敏度越来越高,更复杂的电磁环境对PCB质量提出了更加严格的EMC要求。传统的EMC分析方法效率低,周期长,费用多,难以满足要求。目前通常在电子产品设计初期,利用某些仿真软件分析产品EMC,有利于早期发现并解决EMC问题,提高产品开发效率和产品质量。

2 PCB设计中的电磁兼容问题

PCB中的电源模块引起的干扰主要是传导性的,在设计电源模块时,在电源线的关键地方需使用一些抗干扰元器件和屏蔽罩等;PCB中电源输入端口应该接上相应的上拉电阻和去耦电容。实践表明,影响EMC性能的主要因素是印刷电路板中的时钟电路,因为它的信号是周期性的方波,频谱是以基频整数倍展开的,分立的,频率越高能量越小。因此,电磁辐射的幅度和频率就是解决辐射EMC问题的关键。

PCB走线和输入输出口电缆是PCB上辐射的主要来源,特别是电缆辐射。原因是输入输出口电缆相当于一个效率很高的辐射天线。即使是传输频率很低信号的电缆上,也可能被PCB上的高频信号耦合产生很强的辐射干扰信号。辐射干扰主要包括共模干扰和差模干扰。同样,导线上传输的干扰电流也包括共模方式和差模方式。

2.1 差模干扰

差模电流从一根电源线流出,由另一根电源线返回,在系统两电源线间产生差模干扰电压。这就说明:差模干扰是属于在两导线之间传输的对称干扰。虽然干扰电流在导线上传输时可以共模或差模形式出现,但只有共模电流变为差模电流后,才会干扰有用信号。当差模电流流过电路中的导线环路时,将引起差模辐射。通常用小环形天线来模拟差模辐射干扰,假设环电流为I,换面积为S,在距离为r的远场处的电场强度[2]:

式中,E是电场强度,单位是V/m;f为频率,单位是Hz;S为面积,单位是m2;I为电流,单位是A;r为距离,单位是m;θ为测量天线与辐射平面的夹角。

由此可以得到解决差模干扰的思路包括:降低PCB的工作频率f,缩小信号环路面积s,降低信号电流的强度I。

2.2 共模干扰

共模干扰在导线与地之间传输,属于非对称性干扰。

多数共模辐射都是当外接电缆与具有高共模电压的某些部件接触时,由于接地回路中存在电压降,就会在接地回路中产生共模电流,相当于一个天线,形成共模辐射干扰。产品的辐射性能主要就是由共模辐射干扰决定。通常用用对地电压激励的、长度小于1/4波长的短单极子天线模拟共模辐射干扰,接地平面上长度为l的短单极子天线在远场r出的电场强度[2]:

3 PCB电磁兼容性仿真分析

3.1 仿真分析软件介绍

本文采用软件Protel 2004和Ansoft Designer2.2相结合仿真分析PCB的EMC问题。Protel2004是Protel公司开发的能实现从电学概念设计到输出物理生产数据,以及实现所有的分析、验证和设计数据管理的仿真软件。Ansoft Designer2.2采用了最新的视窗技术,是第一个将高频电路系统,板图和电磁场仿真工具无缝地集成到同一个环境的设计工具软件[9]。

3.2 PCB电磁兼容性仿真分析流程

我们主要采用Protel 2004设计出传感器信号采集系统的原理图和PCB板图,通过输出DXF格式文件,实现和Ansoft designer等软件的数据交换。PCB电磁兼容性仿真分析流程图如(图1)所示[3]。

3.3 建立PCB仿真模型

我们选用的传感器信号采集系统PCB板图如(图2)所示,PCB仿真模型如(图3)所示。

4 PCB电磁场近场仿真分析

Ansoft Designer2.2解析完成以后即可对结果进行后处理,我们需要的是PCB的EM近场分布图。根据需要,定义一个尺寸为x轴从1313.4mm到1406.61mm,y轴从1354.94mm到1436.65mm的平面,近场平面高度设为16.524mm。通过仿真获得频点在100MHz至1.1GHz初始相位皆为0度的近场电场分布图和近场磁场分布图,部分近场图如(图4)至(图5)所示:

分析(图4)和(图5),可以发现:PCB中出现三个高场强的区域,说明此区域中存在信号线和敏感元件;近场的场强随着频率的增加呈现增大的趋势;不同的频点,近场的最大值会发生偏移;布线密集区域明显近场强度相对较强;天线效应随着线的增长,频率的增加而明显增强。

5 优化设计后PCB电磁场近场仿真结果

以辐射强度最大的1GHz电流图和场图为参考依据,在仿真模型图中适当调整以上两块强场区中的信号线和敏感元件位置,使之远离强场区;调整高频激励走线的位置,将其往板边沿适量移动,远离易受干扰的信号线,并尽量平滑和减少弯角,适当增加走线宽度。

优化后电流强度、电场强度及磁场强度随频率变化趋势对比图如(图6至图8)所示。

对比优化前后1GHz电、磁场近场图我们也可以发现,电场强度较大的区域位置向输入端偏移减小,磁场强度较大区域范围缩小明显,对信号质量的影响将会显著减少,产品性能将得到提高。优化后1GHz电、磁场近场图对比如(图9)所示。

6 结语

本文对PCB进行预仿真分析,得到近场分布图,使PCB的电磁兼容分析有一个直观的参照物。利用场图的直观性,先确定几个主要干扰源的位置,根据电磁兼容性的要求有针对性的调整PCB的布局布线,在产品的设计阶段就可大体估计所设计PCB的电磁兼容性能,了解PCB上场的分布趋势。这对合理布局布线和产品满足电磁兼容要求起到了很大的帮助。从而可以大大提高产品性能,节约成本,缩短研发时间,加快产品进入市场步伐,为占领大的市场份额争取了宝贵时间,提高经济效益。

参考文献

[1]白同云,吕宵德.电磁兼容设计[M].北京:北京邮电大学出版社,2001.

[2]Carl T.A.Johnk. Engineering Electromagnetic Fields and Waves. Second Edition. New York: John Wiley&Sons Inc.,1988.

印刷电路板范文第7篇

1.认识OSP

(1)OSP是一组英文缩写:Organic Solderability Preservative,称为有机可焊性保护剂,在电路板业界中,称为防氧化剂。

(2)OSP的组成:一般的成份为:烷基苯并咪唑,有机酸,氯化铜及去离子水等。

2.OSP的优点

(1)热稳定性,在与同样为表面处理剂的FLUX比较时,发现OSP二次加热235℃后,表面无氧化现象,保护膜未被破坏。分别取OSP的样本及FLUX的样本两个,同时放入60℃,90%的恒温恒湿箱中,一周后,OSP的样本无明显变化,而FULX的样本表面,出现$小点,即被加热后氧化。

(2)管理简单性,OSP的工艺比较简单,也容易操作,客户端可以使用任何一种焊接方式对其进行加工,不需要特殊处理;在电路生产时,不必考虑表面均匀性的问题,也不必为其药液的浓度担心,简单方便的管理方式,防呆的作业方法。

(3)低成本,因其只与裸铜部分进行反应,形成无粘性、薄且均匀的保护膜,所以每平方米的成本低于其它的表面处理剂,可以说是所有表面处理工艺中,比较便宜的一种。

(4)减少污染,OSP中不含有直接影响环境的有害物质,如:铅及铅化合物,溴及溴化合物等,在自动生产线上,工作环境良好,设备要求不高。

(5)下游厂商方便组装,采用OSP进行表面处理,表面平整,印刷锡膏或粘贴SMD元件时,减少零件的偏移,同时降低SMD焊点空焊的机率。

3.以操作圣田SANTIN-808为实例,详细讲解OSP的应用

3.1产品简介

SANTIN-808有三种:分别为SANTIN-8081(单双面),SANTIN-8082(多层),SANTIN-8083(双面多层混金板),都是以第五代咪唑衍生物与铜的化学反应,在电路板铜表面与孔壁上形成极薄且均匀的有机覆膜。此有机覆膜耐热,免清洗。

3.2产品特性

除了与一般的OSP有共同的特性外,还有其特有的一些特性。

A.良好的品质稳定性,如果使用真空包装,可保护铜面约一年内不产生氧化现象、变质,保持良好的焊锡性,其可以经过三次280℃加热,有机膜未产生氧化现象。

B.采用稀醋酸溶液,较甲酸等其它体系,更加符合环保要求。

C.化学性温和,低温制程,因此不会像喷锡(HASL)与化镍金处理后易产生防焊剥离的情形,加热时不产生有毒有害的气体。

D.与喷锡制程相比较,减少“锡球”产生的问题。

3.3物理性质

A.外观:透明淡$液体或透明淡蓝色液体。

B.PH(20℃):3.9±0.3。

C.比重(20℃):1.02±0.02。

D.气味:轻微醋酸味。

E.其他:符合UN/IATI规范要求,无危险性。

3.4槽液维护

A、PH(20℃):3.9±0.3

A-1、在槽液控制过程中,最为重要的是PH值,因PH值升高时,膜厚会增加厚度,当其降低时,膜厚会减少厚度。

A-2、防止外来的水或其它溶液进入OSP槽液中,同时预防槽液蒸发,这样会使PH值越来越高,当PH值超出控制范围时,用分析纯冰醋酸的溶液来调整PH值。

B、有效成分浓度60%~100%

B-1、浓度过高,槽液容易产生结晶现象;浓度太低时,铜面的有机膜变薄。

B-2、防止微蚀液混入OSP槽液中,会因为SO42-增加,铜箔表面出现异样的色泽,影响外观,且容易氧化。

C、有机膜的厚度0.20~0.35um

C-1、膜的厚度小于0.20um时,在储存或热循环处理时,铜箔表面易出现氧化现象;大于0.35um时,有可能在元件组装时,不被助焊剂完全去除而产生焊接不良。

C-2、如果使用无铅焊料,膜厚必须维持在0.20~0.35um之间。

D、液位

在槽体外侧,制作一个尺规,用于测量OSP的液位,每日检查,当液位有下降时,用原液补充,如果当天的消耗量过大(一般单面板25~30m2/L,双面板为15~20m2/L),应及时联络厂商进行确认,同时自查一下OSP槽的前后压辘是否正常工作,基板有无带入水分或带走OSP原液。

E、OSP槽液调整

用此OSP药液不需要添加浓缩液,只需要添加补充剂即可,但切勿自行处理,应该通知供应商,由其派人员前来处理。

F、OSP槽液的更换

F-1、更换时机:槽液内有大量的SO42- 增加,而影响产品的品质;另外,每公升的处理量达到最大值(一般单面板30m2/L,双面板为20m2/L)。

F-2、更换方法:

F-2-1、先将槽内废液排干,因为OSP槽液中含有少许的铜离子,应该把废液排到指定的废水回收站,或用桶收集,交由有资格的环保处理中心或厂商作无害化处理。

F-2-2、再清洗槽体,在清洗前,折下槽内的滚轮,确认工作场所的通风设备在开启的状态,操作时请戴上眼罩、手套及防护衣等,防止皮肤与药液接触。用布擦拭槽体的结晶物,如果干布无法清除,可用5%盐酸加95%的甲醇进行擦拭,在确认清除干净后,用大量D.I水冲洗槽体,并打开排水管,冲洗完毕后,关闭排水管阀门。

F-2-3、向槽内注入D.I水,打开泵辅使水在槽内循环,以清洗管道及喷嘴中的杂物,约循环5分钟后,排干槽水的废水,用干布擦拭槽体,待其干燥后,用干布粘少许OSP原液再抹拭一次。

F-2-4、清洗滚轮,因为其在槽内长时间与OSP药液接触,当药液挥发后易产生结晶体,可用5%盐酸加95%的甲醇配制溶解液体,将滚轮置于清洗槽内,注入配制好的溶解液,浸泡到能容易洗掉为止,取出滚轮用水冲洗后,再用布擦干净,然后装回OSP槽内。

F-2-5、最后将OSP原液注入槽内。

3.5设备使用材质

不锈钢、钛、硬PVC、PP、PE、碳纤维、ABS等。不可使用软EPT、软PVC、不锈钢焊接、橡胶及PVA等。

4.总结

应用OSP的电路板,在下游客户的使用时,可以降低焊接性的不良,在生产过程中,要求检查人员戴手套作业,以免手汗或水滴残留于焊点上,造成其成份分解。

印刷电路板范文第8篇

近年来随着平板电脑及智能型手机等相关产品于市场上蓬勃发展,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。

台湾地区印刷电路板业发展多年,厂商之间供应链体系趋于完整,制程技术更加成熟,根据Prismark机构的研究报告显示,2013年全球印刷电路板产值约达美金562.27亿元,预估年成率为3.3%,其中亚洲地区中国大陆、台湾、日本及韩国等地仍为印刷电路板主要生产国,且各自拥有一片高阶印刷电路板的市场,未来在高阶电子性消费产品带动下,产业间竞争势必更趋白热化。

根据中华征信所2013年出版的“台湾地区大型企业排名TOP5000”数据显示,台湾印刷电路板业TOP10业者于2008年至2012年间合计年度总营收表现,于2012年约达新台币2,254亿元,同样相对于2011年约新台币2,380亿元,衰退约5.3%。另依据Prismark机构统计结果,2012年全球印刷电路板总产值约为美金543.1亿元,相较于2011年的美金554.09亿元,约下滑2%。2012年虽然平板计算机与智能型手机需求成长,但仍受到欧债问题、全球经济成长趋缓等因素影响,造成市场需求波动不定,加上中国大陆劳动成本、油电及原物料价格推升企业生产成本,使营运受到不少冲击。

观察近5年印刷电路板业营收TOP10业者并无太大变动,仅在名次上变动,其中前3名多为欣兴电子、南亚电路、南亚塑胶工业,欣兴电子自2009年后已连续4年TOP10营收排名第1,志超科技于2009年入榜,并连续3年为TOP10业者第8名,在2012年因液晶面板降价刺激消费及笔记本电脑换机潮带动下,应用于光电用途的印刷电路板销售随之增加,使其名次大幅上升至第5名。

另根据台湾工研院IEK及Prismark机构的统计,印刷电路板产品可应用于不同产业。其中,2012年全球使用于汽车领域的印刷电路板增长达3.7%,应用于通讯领域的增长7.4%,应用于电脑领域的则下滑4.6%,应用于消费型电子的衰退达10%,应用于工业、医疗领域同样下滑8.1%。但2008年到2012年全球印刷电路板应用于汽车的成长率为5.9%,通讯领域仍有5.2%,这说明应用于汽车及通讯领域的印刷电路板增长率最大。

目前已有多家印刷电路板业者积极投入汽车用板,包括敬鹏工业、精成科技、欣兴电子等,其中敬鹏工业汽车用板已占营收比重约70%,截止2012年敬鹏工业已成为全球第三大汽车用板厂,在总产值美金40亿元的汽车用板市场,市占率约达10%,并看好未来日系客户需求成长,全球市占率有望再提高。同时,精成科技积极与大陆汽车电子大厂接触,欣兴电子在山东济南投资的大型汽车用厂,预计成为未来成长的新动能。

印刷电路板范文第9篇

【关键词】EXCEL VBA;SMT;表面贴装工艺;电路板板图

一、引言

在当今的电子产品生产过程中,表面贴装工艺(SMT)的使用已经非常普遍了。这种工艺可以有效的提高生产效率,有利于电子产品的大规模生产。在对印刷电路板(PCB)进行表面贴装工艺(SMT)时为了产品生产和产品检验的需要,印刷电路板组件(PCA)板图就成为了必不可少的工艺文件。

印刷电路板组件板图是一张标有元件安装位置的图纸,在这张图纸上标明了需要安装的电子元件(如电阻、电容等)的位置和编号。操作者和检验员需要用这张图与实际生产出来的印刷电路板组件进行核对,以便确保生产出的产品符合客户的设计要求。

二、手工制作印刷电路板板图的弊端

印刷电路板组件板图一般可以通过用户提供的GERBER文件进行导出,但是导出的文件中通常会包含一些不需要安装元件的位置和编号,而制作印刷电路板组件板图的技术员就需要将这些不需要安装元件的位置和编号从导出的图纸中删除。找出不需要安装的元件并将其从图纸上删除看似是一个简单的工作,但有时却非常的繁琐,并且很容易出现错误。这是因为假如电路板上只分布着几十或上百个元件时,技术员人工找出十几个不安装的元件还是比较容易的,而如果电路板上分布着几百个甚至上千个零件时,凭人工找出这十几个或上百个不安装的元件就会变得非常耽误时间,并且基本不能保证100%正确。根据以往的工作经验,制作一张500个左右元件的印刷电路板组件板图,大概需要4-5小时左右,而制作一张1000个左右元件的印刷电路板组件板图,则大概需要8-10小时左右,同时在制作完一张板图后,还需要另外一个人进行核对,以便确认100%正确,这样算下来,制作一张500个元件的板图,至少需要8个小时。这种制作板图的效率是远远不能满足现代工厂化生产需要的。

三、使用EXCEL VBA的原因

Visual Basic for Applications(VBA)是一种Visual Basic的宏语言,主要用来扩展Windows的应用程序功能,特别是Microsoft Office软件。也可以说是一种应用程序视觉化的Basic Script。由于微软Office软件的普及,人们常见的Office软件中的Word、Excel、Access、Powerpoint都可以利用VBA程序使它们拥有更高的效率。我们今天所使用的就是EXCEL中的VBA程序。

那为什么要使用EXCEL中的VBA程序呢?这主要是由我们需要使用的文件格式决定的。在寻找不安装元件的过程中,我们主要使用2个文件:元件清单(BOM)和元件坐标文件。元件清单(BOM)中包含了需要安装元件的位置编号,不需要安装元件的位置编号则不在这个文件中,通常这个文件是用EXCEL软件编制的。元件坐标文件中包含所有元件(安装与不安装的)的位置编号和在印刷电路板组件上的坐标值,这个文件虽然通常是纯文本格式的文件(即*.txt文件),但可以通过EXCEL软件将其转化为EXCEL格式文件,操作过程如下:单击EXCEL程序下的“文件”菜单下的“打开”命令,在弹出的“打开”对话框的“文件类型”中选择“文本文件(*.prn;*txt;*csv)”,最后选择你要打开的“坐标文件”即可完成文本文件至EXCEL文件的转换。由于元件清单(BOM)和元件坐标文件都可以通过EXCEL文件进行操作,同时VBA编程简单快捷,容易实现办公自动化,所以使用EXCEL中的VBA程序。

四、编程思路及源程序

从上面的介绍我们可以知道,元件清单(BOM)文件中只包含需要安装元件的元件编号,而元件坐标文件中则包含全部元件(安装和不安装)的元件编号。由此不难想到,是否可以通过对这2个文件进行比较,从而找出不需要安装的元件编号,进而将它们从印刷电路板组件板图上删除。

下面我就具体讲一讲我的编程思路:从元件坐标文件中取出第1个元件位置编号,将它与元件清单(BOM)中的每一个元件位置编号进行比较,如果它与元件清单(BOM)文件的任何一个元件位置编号相同,则说明这个元件位置编号所代表的元件是需要安装的,不应该从印刷电路板组件板图上删除,它不是我们要寻找的元件位置编号,不记录;如果它与元件清单(BOM)文件的任何一个元件位置编号都不相同,则说明这个元件位置编号所代表的元件是不需要安装的,需要从印刷电路板组件图上删除,它就是我们要寻找的元件编号,需要记录。如此一遍一遍重复,直到将元件坐标文件中的每一个元件位置编号都依次与BOM文件进行了比较,将不安装元件的位置编号进行记录,这样我们就得到了一个包含所有不安装元件位置编号的清单。

源程序如下:(次程序在EXCEL 2003下测试通过)

Private Sub CommandButton1_Click()

Dim i As Integer

Dim j As Integer

Dim k As Integer

Dim different As Integer

Dim msg As Integer

i = 2

k = 2

Do While Cells(i, 2).Value

""

j = 2

Do While Cells(j, 1).Value

""

If Cells(i, 2).Value = Cells(j, 1).Value Then

different = 0

Exit Do

Else

different = 1

End If

j = j + 1

Loop

If different = 1 And (Cells(i, 5).Value = "T" Or Cells(i, 5).Value = "Top") Then

Cells(k, 6).Value = Cells(i, 2).Value

Cells(k, 7).Value = Cells(i, 3).Value

Cells(k, 8).Value = Cells(i, 4).Value

Cells(k, 6).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 3

End With

Cells(k, 7).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 3

End With

Cells(k, 8).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 3

End With

k = k + 1

ElseIf different = 1 And (Cells(i, 5).Value = "B" Or Cells(i, 5).Value = "Bottom") Then

Cells(k, 9).Value = Cells(i, 2).Value

Cells(k, 10).Value = Cells(i, 3).Value

Cells(k, 11).Value = Cells(i, 4).Value

Cells(k, 9).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 50

End With

Cells(k, 10).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 50

End With

Cells(k, 11).Select

With Selection.Interior

Selection.Font.ColorIndex = 50

End With

k = k + 1

End If

i = i + 1

Loop

msg = MsgBox(“比较完毕”, vbOKOnly)

End Sub

五、结束语

上面的程序同时记录了不安装元件的坐标,为在电路板组件元件位置图上快速准确找出不需要安装的元件打下基础。使用以上VBA程序,可以使电路板组件元件位置图的制作效率提高3-4倍,并且由于减少了工作量,准确性也得到了极大的提高。

在日常的生产和生活工作中,如果能合理的利用VBA程序完成一些工作量大,重复性高的工作,将能极大的提高工作效率和工作的准确性,给我们的生产与生活带来方便。

参考文献:

[1] 罗刚君. Excel VBA程序开发自学宝典(第2版).北京:电子工业出版社,2009.

[2] 赵志东. Excel VBA基础入门(第2版).北京:人民邮电出版社,2011.

[3] 魏. 4..从零开始学Excel VBA. 北京:电子工业出版社,2011.

作者简介:

印刷电路板范文第10篇

关键词:图像分割;阈值;颜色空间;印刷电路板

中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2013)15-3634-03

在印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)缺陷自动检测系统中,图像处理软件是重要的核心部分,它包括图像预处理、图像分割、缺陷检测和定位。图像分割是图像分析处理软件的核心。近年来,彩色图像分割[1]与边缘提取技术越来越为人们所重视,其中阈值法[2]是最具代表性的方法之一。该文在对印刷电路板彩色图像的颜色特征进行分析后,发现印刷电路板图像颜色种类较少,色彩不连续且边界变化明显,且焊盘层和碳路层与背景色差别很大,而线路层和背景颜色比较接近.针对以上特征,本文提出了针对不同对象而采取不同方法的一种阈值分割方法。

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[μmaxs]和最小值[μmins],令sThreshold为初始阈值;[sThreshold=(μmax+μmin)/2];

4) 求出新阈值sThreshold+1=(t1+t2)/2;

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

6) 计算出sThreshold和lThreshold后,如果S>sThreshold或I> lThreshold,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。

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.

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