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线路板PCB粉红圈

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板面在氧化后,生成一绒毛层(氧化铜及氧化亚铜)。在本质上此绒毛会被酸或还原液溶蚀,使原本黑色或红棕色之绒毛呈现红铜色; 在板子经压合钻孔等后续制程后,在孔周围绒毛出现明显的溶蚀颜色对比的铜色环,即称为粉红圈。

全球印制电路板市场概况

1、行业规模

PCB行业是全球电子元件细分产业中产值占比最大的产业,随着研发的深入和技术的不断升级,PCB产品逐步向高密度、小孔径、大容量、轻薄化的方向发展。2015年、2016年,全球PCB产量小幅上涨,但受日元和欧元相较美元贬值幅度较大等因素影响,以美元计价的PCB产值出现小幅下降。根据Prismark统计,2018年全球PCB产业总产值达623.96亿美元,同比增长6.0%,据Prismark预测,未来五年全球PCB市场将保持温和增长,物联网、汽车电子、工业4.0、云端服务器、存储设备等将成为驱动PCB需求增长的新方向。

2、市场分布

PCB产业在世界范围内广泛分布,欧美发达国家起步早,研发并充分利用先进的技术设备,故PCB行业得到了长足发展。近二十余年,凭借亚洲尤其是中国在劳动力、资源、政策、产业聚集等方面的优势,全球电子制造业产能向中国、中国台湾和韩国等亚洲地区进行转移。

随着全球产业中心向亚洲转移,PCB行业呈现以亚洲,尤其是中国大陆为制造中心的新格局。自2006年开始,中国超越日本成为全球第一大PCB生产国,PCB的产量和产值均居世界第一。近年来,全球经济处于深度调整期,欧、美、日等主要经济体对世界经济增长的带动作用明显减弱,其PCB市场增长有限甚至出现萎缩;而中国与全球经济的融合度日益提高,逐渐占据了全球PCB市场的半壁江山。

中国作为全球PCB行业的最大生产国,占全球PCB行业总产值的比例已由2000年的8。1%上升至2018年的52。4%,美洲、欧洲和日本的产值占比大幅下滑,中国大陆和亚洲其他地区(主要是韩国、中国台湾和东南亚)等地PCB行业发展较快。

3、发展趋势

在当前全球经济复苏的大环境下,通讯电子行业、消费电子行业需求相对稳定,同时汽车电子、医疗器械等下游市场的新增需求逐年上升。根据Prismark预测,未来五年全球PCB行业产值将持续稳定增长,预计2018年至2023年复合增长率为3.7%,2023年全球PCB行业产值将达到747.56亿美元。

据Prismark预测,未来5年亚洲将继续主导全球PCB市场的发展,而中国的核心地位更加稳固,中国大陆地区PCB行业将保持4.4%的复合增长率,至2023年行业总产值将达到405.56亿美元。在PCB公司"大型化、集中化"趋势下,已较早确立领先优势的大型PCB公司将在未来全球市场竞争中取得较大优势。

4、全球PCB细分产品结构

根据Prismark的统计,2018年全球PCB细分产品的市场结构如下:

从产品结构来看,当前PCB市场刚性板仍占主流地位,其中多层板占比39。4%,单双面板占比4。9%;其次是柔性板,占比达19。9%;HDI板和封装基板分别占比为14。8%和12。1%。

随着电子电路行业技术的迅速发展,元器件集成功能日益广泛,电子产品对PCB的高密度化要求更为突出。未来五年,在数据处理中心驱动下,封装基板、多层板将增长迅速。根据Prismark预测,2018年至2023年封装基板的年均复合增长率约为4。9%,领跑PCB行业;预计多层板的复合增长率为4。3%。

5、全球PCB下游应用领域

全球PCB下游应用市场分布广泛,主要包括通讯、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制、军事航空、医疗器械等领域。根据Prismark的统计,2018年全球PCB下游应用领域分布如下:

电子信息产业的蓬勃发展是PCB行业发展的重要助力。从下游应用领域分布来看,2018年通讯行业的PCB市场规模最大,占比约为33.4%;其次是计算机行业,占比约为29.4%。其他领域PCB市场规模较大的是消费电子、汽车电子。

6、全球PCB领先企业

全球PCB行业分布地区主要为中国、中国台湾、日本、韩国和欧美地区,随着近些年来全球PCB产能向中国转移,目前中国已经是全球PCB行业产量最大的区域。

全球印刷电路板行业集中度不高,生产商众多,市场竞争充分。虽然目前PCB行业存在向优势企业集中的发展趋势,但在未来较长时期内仍将保持较为分散的行业竞争格局。根据N.T.Information发布的2018年世界百强PCB企业排行榜,2018年前十大PCB厂商收入合计为211.51亿美元。2018年全球前十大PCB厂商的销售情况如下:

中国印制电路板市场概况

1、市场规模

受益于全球PCB产能向中国转移以及下游蓬勃发展的电子终端产品制造的影响,中国PCB行业整体呈现较快的发展趋势,2006年中国PCB产值超过日本,中国成为全球第一大PCB制造基地,受通讯电子、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制、医疗器械、国防及航空航天等下游领域强劲需求增长的刺激,近年我国PCB行业增速明显高于全球PCB行业增速。2018年,我国PCB行业产值达到327.02亿美元,同比增长10.0%。

2、细分产品结构

根据Prismark统计,2018年我国刚性板的市场规模最大,其中多层板占比45.9%,单双面板占比6.6%;其次是HDI板,占比达16.6%;柔性板占比为16.3%。与先进的PCB制造国如日本相比,目前我国的高端印制电路板占比仍较低,尤其是封装基板及刚挠结合板方面。

3、下游应用领域

中国PCB下游应用市场分布广泛,根据WECC统计数据,2017年中国PCB应用市场最大的是通讯类,受益于智能手机、移动互联网等蓬勃发展,市场占有率保持较高的水平,占比为30%;其次是计算机,市场占比为26%;汽车电子的市场占有率为15%,随着智能汽车管理系统、汽车多媒体交互系统等的发展,汽车电子将成为PCB应用市场发展的新机会。

下游行业的发展是PCB产业增长的动力,随着电子终端产品的创新和发展,新型电子产品不断出现,相比以前过多依赖少数几类电子产品的需求情况,PCB行业的发展变得更加平稳。

4、领先企业

从国内市场来看,2017年我国PCB企业目前大约有1,300家,主要分布在珠三角、长三角和环渤海区域,形成了台资、港资、美资、日资以及本土内资企业多方共同竞争的格局。其中,外资企业普遍投资规模较大,生产技术和产品专业性都有一定优势;内资企业数量众多,产业集中度低,在规模和技术水平上与外资相比仍存在差距。

根据CPCA公布的中国印制电路行业排名表,2018年国内主要PCB厂商排名如下:

规模较大、排名靠前的PCB企业主要生产大批量板,定位于小批量板的PCB企业相对较少,除公司以外,国内生产小批量板的代表性企业主要有崇达技术、兴森科技、明阳电路等。

以上数据及分析均来自于前瞻产业研究院《中国印制电路板制造行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

来源: 前瞻网

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PCB中的Room用法简介

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Room是在PCB板上划分出的一个空间,用于把整体电路中的一部分(子电路)布局在Room内,使这部分电路元器件限定在Room内布局,可以对Room内的电路设置专门的布线规则。在PCB编辑器上放置Room,特别适合于多通道电路,达到简化PCB板设计的目的。

关于pcb线宽和电流的经验公式,关系表和软件网上都很多,本文把网上的整理了一下,旨在给广大工程师在设计PCB板的时候提供方便。

以下总结了八种电流与线宽的关系公式,表和计算公式,虽然各不相同(大体相近),但大家可以在实际的PCB板设计中,综合考虑PCB板的大小,通过电流,选择一个合适的线宽。

一、PCB电流与线宽

PCB载流能力的计算一直缺乏权威的技术方法、公式,经验丰富CAD工程师依靠个人经验能作出较准确的判断。但是对于CAD新手,不可谓遇上一道难题。

PCB的载流能力取决与以下因素:线宽、线厚(铜箔厚度)、容许温升。大家都知道,PCB走线越宽,载流能力越大。

假设在同等条件下,10MIL的走线能承受1A,那么50MIL的走线能承受多大电流,是5A吗?答案自然是否定的。请看以下来来自国际权威机构提供的数据:

供的数据

● 线宽的单位是:Inch(1inch=2.54cm=25.4mm)
● 数据:MIL-STD-275 Printed Wiring for Electronic Equipment

二、PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系

在了解PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系之前先让我们了解一下PCB 敷铜厚度的单位盎司、英寸和毫米之间的换算:“在很多数据表中,PCB 的敷铜厚度常常用盎司做单位,它与英寸和毫米的转换关系如下:

1 盎司 = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米(mm)

2 盎司 = 0。0028 英寸 = 0。0712 毫米(mm)

盎司是重量单位,之所以可以转化为毫米是因为pcb的敷铜厚度是盎司/平方英寸"

PCB设计铜铂厚度、线宽和电流关系表:

也可以使用经验公式计算:

0。15×线宽(W)=A

以上数据均为温度在25℃下的线路电流承载值。

导线阻抗:

0.0005×L/W(线长/线宽)

另外,导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘的关系。

导线的电流承载值与导线线的过孔数量焊盘存在的直接关系(目前没有找到焊盘和过孔孔径每平方毫米对线路的承载值影响的计算公式)这里只做一下简单的一些影响到线路电流承载值的主要因素。

1、在表格数据中所列出的承载值是在常温25度下的最大能够承受的电流承载值,因此在实际设计中还要考虑各种环境、制造工艺、板材工艺、板材质量等等各种因素。所以表格提供只是做为一种参考值。

2、在实际设计中,每条导线还会受到焊盘和过孔的影响,如焊盘教多的线段,在过锡后,焊盘那段它的电流承载值就会大大增加了,可能很多人都有看过一些大电流板中焊盘与焊盘之间某段线路被烧毁。

这个原因很简单,焊盘因为过锡完后因为有元件脚和焊锡增强了其那段导线的电流承载值,而焊盘与焊盘之间的焊盘它的最大电流承载值也就为导线宽度允许最大的电流承载值。

因此在电路瞬间波动的时候,就很容易烧断焊盘与焊盘之间那一段线路,解决方法:增加导线宽度,如板不能允许增加导线宽度,在导线增加一层Solder层(一般1毫米的导线上可以增加一条0.6左右的Solder层的导线,当然你也增加一条1mm的Solder层导线)这样在过锡过后,这条1mm的导线就可以看做一条1.5mm~2mm导线了(视导线过锡时锡的均匀度和锡量),如下图:

像此类处理方法对于那些从事小家电PCB Layout的朋友并不陌生,因此如果过锡量够均匀也锡量也够多的话,这条1mm导线就不止可以看做一条2mm的的导线了,而这点在单面大电流板中有为重要。

3、图中焊盘周围处理方法同样是增加导线与焊盘电流承载能力均匀度,这个特别在大电流粗引脚的板中(引脚大于1.2以上,焊盘在3以上的)这样处理是十分重要的。

因为如果焊盘在3mm以上管脚又在1。2以上,它在过锡后,这一点焊盘的电流就会增加好几十倍,如果在大电流瞬间发生很大波动时,这整条线路电流承载能力就会十分的不均匀(特别焊盘多的时候),仍然很容易造成焊盘与焊盘之间的线路烧断的可能性。

图中那样处理可以有效分散单个焊盘与周边线路电流承载值的均匀度。

最后再次说明:电流承载值数据表只是一个绝对参考数值,在不做大电流设计时,按表中所提供的数据再增加10%量就绝对可以满足设计要求。

而在一般单面板设计中,以铜厚35um,基本可以于1比1的比例进行设计,也就是1A的电流可以以1mm的导线来设计,也就能够满足要求了(以温度105度计算)。

三、PCB设计时铜箔厚度,走线宽度和电流的关系

信号的电流强度。当信号的平均电流较大时,应考虑布线宽度所能承载的的电流,线宽可参考以下数据。

PCB设计时铜箔厚度、走线宽度和电流的关系,不同厚度,不同宽度的铜箔的载流量见下表:

注:

i。 用铜皮作导线通过大电流时,铜箔宽度的载流量应参考表中的数值降额50%去选择考虑。

ii. 在PCB设计加工中,常用OZ(盎司)作为铜皮厚度的单位,1 OZ铜厚的定义为1 平方英尺面积内铜箔的重量为一盎,对应的物理厚度为35um;2OZ铜厚为70um。

四、如何确定大电流导线线宽


五、利用PCB的温度阻抗计算软件计算(计算线宽,电流,阻抗等)PCBTEMP

依次填入Location (External/Internal)导线在表面还是在FR-4板内部、Temp 温度(Degree C)、Width线宽(Mil)、Thickness厚度(Oz/Mil),再点Solve即可求出通过的电流,也可以知道通过的电流,求线宽,非常方便。

可以看到同第一种方法的结果差不多(20摄氏度,10mil线宽,也就是0。010inch线宽,铜箔厚度为1 Oz)。

六、经验公式

I=KT0.44A0.75

K为修正系数,一般覆铜线在内层时取0。024,在外层时取0。048

T为最大温升,单位为摄氏度(铜的熔点是1060℃)

A为覆铜截面积,单位为平方MIL(不是毫米mm,注意是square mil.)

I为容许的最大电流,单位为安培(amp)

一般 10mil=0.010inch=0.254可为 1A,250MIL=6.35mm,,为 8.3A。

七、某网友提供的计算方法如下

先计算track的截面积,大部分pcb的铜箔厚度为35um(不确定的话可以问pcb厂家)它乘上线宽就是截面积,注意换算成平方毫米。

有一个电流密度经验值,为15~25安培/平方毫米。把它称上截面积就得到通流容量。

八、关于线宽与过孔铺铜的一点经验

我们在画PCB时一般都有一个常识,即走大电流的地方用粗线(比如50mil,甚至以上),小电流的信号可以用细线(比如10mil)。

对于某些机电控制系统来说,有时候走线里流过的瞬间电流能够达到100A以上,这样的话比较细的线就肯定会出问题。

一个基本的经验值是:10A/平方mm,即横截面积为1平方毫米的走线能安全通过的电流值为10A。如果线宽太细的话,在大电流通过时走线就会烧毁。

当然电流烧毁走线也要遵循能量公式:Q=I*I*t,比如对于一个有10A电流的走线来说,突然出现一个100A的电流毛刺,持续时间为us级,那么30mil的导线是肯定能够承受住的。

(这时又会出现另外一个问题?导线的杂散电感,这个毛刺将会在这个电感的作用下产生很强的反向电动势,从而有可能损坏其他器件。越细越长的导线杂散电感越大,所以实际中还要综合导线的长度进行考虑)

一般的PCB绘制软件对器件引脚的过孔焊盘铺铜时往往有几种选项:直角辐条,45度角辐条,直铺。他们有何区别呢?新手往往不太在意,随便选一种,美观就行了。

其实不然,主要有两点考虑:一是要考虑不能散热太快,二是要考虑过电流能力。

使用直铺的方式特点是焊盘的过电流能力很强,对于大功率回路上的器件引脚一定要使用这种方式。

同时它的导热性能也很强,虽然工作起来对器件散热有好处,但是这对于电路板焊接人员却是个难题,因为焊盘散热太快不容易挂锡,常常需要使用更大瓦数的烙铁和更高的焊接温度,降低了生产效率。

使用直角辐条和45角辐条会减少引脚与铜箔的接触面积,散热慢,焊起来也就容易多了。

所以选择过孔焊盘铺铜的连接方式要根据应用场合,综合过电流能力和散热能力一起考虑,小功率的信号线就不要使用直铺了,而对于通过大电流的焊盘则一定要直铺。至于直角还是45度角就看美观了。

来源:EDA365电子论坛

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PCB设计前一定要做好这两件事!

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1。 认真校核原理图:任何一块印制板的设计,都离不开原理图。原理图的准确性,是印制板正确与否的前提依据。所以,在印制板设计之前,必须对原理图的信号完整性进行认真、反复的校核,保证器件相互间的正确连接。

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