PCB抄板

相关概念

　　1,抄板精度

　　对于抄板的精度问题,取决于两个环节,一个是软件的精度,一个是原始图象精度,对于软件精度来说采用 32 位浮点表示可以说不存在任何精度限制,所以最主要的还是取决于原始扫描的图象精度,打个比方说吧,如果 用 100 万像素拍出的照片可洗 5 寸照片,但如果要把它洗成 20 寸照片那就根本看不清楚了,道理是一样的,所以 对于精度要求很高的电路板来说,要想抄出精度非常高的 PCB 图,在扫描时就要选择较高的 DPI. DPI 的意义是每英寸多少个点.也就是说扫描出来的图象上每两个点之间的距离就是 1000/DPI,单位 mil. 如果 DPI 是 400,那么图象上两点之间的距离是 1000/400=2.5mil, 也就是说这时的精度是 2.5mil. 这个是最科学的根据,精度要达到 1mil 以下是有前提的.其实抄板精度主要取决于原始的扫描精度.

　　综上所述, 在扫描板子时设定 DPI 就要根据实际板子所要求的精度而定, 如果象手机板子线间距等精度要求在 1mil 以下,这时就需要扫描 DPI 就应该设定在 1000DPI 以上.目前市场上的扫描仪都可以满足这个条件. DPI 越高,图片就越清晰,精度越高,但缺点是图片太大,对硬件要求较高,所以要根据具体情况具体设置.对于一般精度的板子一般采用 400DPI 就足够,手机板等精密器件的可设定在 1000DPI以上.

　　2,抄板类型

　　目前有些提出可以抄这个那个板子的,听起来比较悬乎,其实只要抄板软件能够直接打开和保存 PROTEL 的 PCB 文件,所有放置的元素属性完全支持 PROTEL 的格式,包括放置功能一样,就可以抄出任何类型的板子.

　　3,抄板软件的选择

　　抄板软件的好坏主要还是取决于功能是否完整,是把所有工作都能在抄板软件里去做,这样效率才高,包括 元件的放置支持 PROTEL99SE 为,目前99SE 的元件库非常丰富,可在互连网上下载到.这也是很关键的事情,靠手工制作元件的时代已经过去,因为很多象 BGP 元件封装中有上百个之多的元素,靠手工再去建元件代价太大. 为了电路稳定可靠,在设计电路时一般要有大块的铜皮和电源或地连接,这样可减少电路的噪声和干扰.所以涉 及到网络铺铜的问题,对于复杂的电路板来说,铺铜上面有很多是要连接也有很多是要隔离的,那么如果解决不 好这个问题,铺铜就无法实现,所以这里一定要定义网络来铺铜("同一网络相连,不同网络隔离") ,简单的把所 有的都填充上铜皮那样是会出现端路的.这也是衡量抄板软件的一个关键性问题.

　　4,磨板

　　对于多层板来说,中间层是无法直接扫描出来的,要抄多层板肯定要把多层磨出来,所以抄多层板肯定要报废一 块板子的. 目前采用的方法的办法是用好的磨床和手工用纱纸磨,采用后者的方法是费用的一种方法,砂纸是市场 上随处可以购买到的普通砂纸,切记要粗砂纸,细砂纸很难磨动的. 方法很简单,把板子按好水平用力用砂纸磨,如果是有大块铜皮可用钳子直接就可以拉掉,或者用平挫几下就把 难磨的磨掉,然后改用砂纸再磨. 磨板其实没任何技术含量,纯粹是经验性的东西,磨一块多层板就能明白。

步骤

　　PCB抄板的技术实现过程简单来说，就是先将要抄板的电路板进行扫描，记录详细的元器件位置，然后将元器件拆下来做成物料清单（BOM）并安排物料采购，空板则扫描成图片经抄板软件处理还原成pcb板图文件，然后再将PCB文件送制版厂制板，板子制成后将采购到的元器件焊接到制成的PCB板上，然后经过电路板测试和调试即可。

　　具体技术步骤如下：

　　步，拿到一块PCB，首先在纸上记录好所有元气件的型号，参数，以及位置，尤其是二极管，三级管的方向，IC缺口的方向。用数码相机拍两张元气件位置的照片。现在的pcb电路板精度越来越高，部分二极管三极管不注意就容易被忽略。

　　第二步，拆掉所有器件，并且将PAD孔里的锡去掉。用酒精将PCB清洗干净，然后放入扫描仪内，扫描仪扫描的时候需要稍调高一些扫描的像素，以便得到较清晰的图像。再用水纱纸将顶层和底层轻微打磨，打磨到铜膜发亮，放入扫描仪，启动PHOTOSHOP，用彩色方式将两层分别扫入。注意，PCB在扫描仪内摆放一定要横平竖直，否则扫描的图象就无法使用。

　　第三步，调整画布的对比度，明暗度，使有铜膜的部分和没有铜膜的部分对比强烈，然后将次图转为黑白色，检查线条是否清晰，如果不清晰，则重复本步骤。如果清晰，将图存为黑白BMP格式文件TOP BMP和BOT BMP，如果发现图形有问题还可以用PHOTOSHOP进行修补和修正。

　　第四步，将两个BMP格式的文件分别转为PROTEL格式文件，在PROTEL中调入两层，如过两层的PAD和VIA的位置基本重合，表明前几个步骤做的很好，如果有偏差，则重复第三步。所以说pcb抄板是一项极需要耐心的工作，因为一点小问题都会影响到质量和抄板后的匹配程度。

　　第五步，将TOP层的BMP转化为TOP PCB，注意要转化到SILK层，就是黄色的那层，然后你在TOP层描线就是了，并且根据第二步的图纸放置器件。画完后将SILK层删掉。不断重复直到绘制好所有的层。

　　第六步，在PROTEL中将TOP PCB和BOT PCB调入，合为一个图。

　　第七步，用激光打印机将TOP LAYER，BOTTOM LAYER分别打印到透明胶片上（1：1的比例），把胶片放到那块PCB上，比较一下是否有误，如果没错，即完成抄板。

　　一块和原板一样的抄板就诞生了，但是这只是完成了一半。还要进行测试，测试抄板的电子技术性能是不是和原板一样。如果一样则为成功抄板。

价值

　　具体来说，PCB抄板的价值体现在以下几个方面：

　　从抄板技术角度而言

　　抄板并不时简单的仿制、copy，它属于反向研究领域，通过攻克原机的技术，掌握其性能与应用，可进行二次开发，即在充分了解其原理图的基础上对其功能进行删减，达到适合自己需求的产品。不仅可以规避“知识产权”，还可快速创造属于自己的品牌，且研制周期短，成本低，效益显着。

　　从企业的角度而言

　　克隆可帮助企业快速更新换代，紧跟潮流。以最短的时间和的开发费用完成产品的上市。且在如今几近完美的电子克隆技术的支持下，产品质量得到强有力的保证。

　　从用户体验的角度而言

　　物美价廉是其最突出的特性，易于普通大众所接受，不仅能够丰富人们的生活，体验时尚与潮流所带来的全新感觉，并为企业赢得更多利润，增强其在行业内的竞争力。

　　对一些特定行业或研究院而言

　　抄板是一种行之有效且必要的手段，它能够快速攻克技术上的壁垒，促进正向研究的发展，拉近与发达国家先进技术的差距。

　　从整体行业而言

　　有利于加快整体行业的发展。当克隆技术发展速度越来越快且日趋完美时，电子工程师们也正积极地寻求如何另研制的产品在市场上长时间保持一枝独秀的竞争力，增强产品的差异化的方法，这一方面促进了正向技术的研究，另一方面也使反向研究得到了更广阔的发展空间，同时也给电子企业带来了更多机会。

原料及产业分析

　　玻纤纱:玻纤纱由硅砂等原料在窑中煅烧成液态,通过极细小的合金喷嘴拉成极细玻纤,再将几百根玻纤 缠绞成玻纤纱. 窑的建设投资巨大, 为资本密集型产业, 万吨的窑炉需要 4 亿人民币, 3 新建窑炉需要 18 个月, 景气周期难以掌握,且一旦点火必须 24 小时不间断生产,而且过五年左右,必须停产半年维修,进入退出成 本巨大.

　　玻纤布:玻纤布是覆铜板的原材料之一,由玻纤纱纺织而成,约占覆铜板成本的 40[%](厚板)和 25[%](薄板). 玻纤布制造则和织布企业类似,可以通过控制转速来控制产能及品质,且规格比较单一和稳定,自二战以来几 乎没有规格上的太大变化.和 CCL 不同,玻纤布的价格受供需关系影响,最近几年的价格在 0.50~1.00 美元/米之间波动.目前台湾和中国内地的产能占到全球的 70[%]左右.上下游的关系为营运关键,一台织布机的 价格为 10~15 万,一般为 100 多台可正常生产,但后续的热处理和化学处理设备的资金要求较高,达千万级, 织布的产能扩充容易,比较灵活.

　　铜箔:铜箔是占覆铜板成本比重的原材料,约占覆铜板成本的 30[%](厚板)和 50[%](薄板)以上,因此铜 箔的涨价是覆铜板涨价的主要驱动力.铜箔的应用较广,不单应用于覆铜板行业,当覆铜板行业不景气时,铜 箔厂商可以转产其他用途的铜箔.铜箔的价格密切反映于铜的价格变化,随着铜价的节节高涨,铜箔厂商把成 本压力向下游转移.铜箔产业的高技术壁垒导致国内供给不足,铜箔仍需大量进口,投资办厂的成本也很 大.

　　覆铜板(简称 CCL):是以电子级玻璃纤维布为基材,浸以环氧树脂,经烘干处理后,制成半固化状态的粘 结片,再在单面,双面或多层板面敷上板薄的铜箔,经特殊的热压工艺条件下制成的,是 PCB 的直接原材料. 覆铜板行业资金需求量较大,规模小的厂大约为 5000 万元左右,集中度较高,全国有 100 家左右.覆铜板行 业是成本驱动的周期性行业,在上下游产业链结构中,CCL 对 PCB 的议价能力较强,只要下游需求尚可,就 可将成本上涨的压力转嫁下游 PCB 厂商,但只有规模超大的 CCL 能在玻纤布,铜箔等原材料采购中拥有较强 的话语权.由于覆铜板的产品用途单一,只能卖给 PCB 厂,当 PCB 不景气时,只能压价以保证产能的利用.

　　PCB 抄板:相对于上下游产业,PCB 抄板行业特征决定其产业集中度并不高;在激烈市场竞争环境中, 只有那些市场定位好和运营效率高的企业才具有长期竞争力,一条普通的 PCB 生产线需要 2 千多万人民币, 多层板需投入 5 千万,HDI 需投入 2 亿人民币以上.由于产业巨大,分工很细,有专门从事钻孔等的单站工序 外包, 低档产品供过于求. HDI 等高端 PCB 行业属于资金, 劳动力密集的行业, 对管理和技术的要求也比较高, 往往成为产能扩充的瓶颈