一.為什么需要革新樣品板制作機制

當前，電子技術正在以超常的速度發展，在2000年，世界電子產品市場將首次越過萬億美元大關。在這個飛速發展的市場上，在性能價格比不斷攀升的同時，產品周期變得越來越短，平均只有二年時間。我們只是知道，現在我們剛剛到手的產品，再過兩三年，肯定會過時；而兩三年后究竟使用什么東西，今天的我們卻無從知曉。

這種發展趨勢必然會對電子設計師形成壓力，幾年前，一個產品從構思到推向市場往往有六個月至八個月的時間，而現在，更為復雜的的工作則需要在幾周內完成。

面對挑戰，必須在兩方面進行革新：一方面在設計本身，另外一方面在于樣品制作。

在電路設計方面，EDA（Electronic Design Automation-電子設計自動化）系統已經從本質上改變了電子產品的設計手段。用EDA進行設計，既能大幅度縮短產品開發周期，又能充分發揮設計師的經驗、智慧和個性。目前，EDA系統的功能和價值已經被接受，計算機設計系統已經成為電子開發部門的基本配置，越來越多的計算機系統躍上了電子設計師的工作臺，越來越多的中國的電子設計師和國外的同行一樣，分享到了EDA這一現代化工具帶來的益處，EDA技術已經/正在為我國電子業的發展作出了/著巨大貢獻。

然而，在另外一方面，樣品制作仍然沿襲傳統，在某種程度上抵消了計算機設計系統帶來的進步，已經成為研發活動中的瓶頸。

在電子、微電子行業，電路板的設計、制作是產品研發過程中最關鍵的環節。因為大多數元件、器件、集成電路在市場上都可以采購到，唯有電路板必須根據不同的產品去量身設計和制作。即使是同樣功能的產品，甚至即使是相同的電路，不同的設計師，不同的公司，電路板也絕不相同，可以說：公司的、設計師的、產品的特性都會在電路板上體現。電子產品的競爭，一方面是產品的性能、價格的競爭，另一方面是推向市場時機和風格特性的競爭。這兩方面，實質上都與電路板研發密切相關。

在電子行業，大部分工程師都知道樣機階段的時間緊迫性，在新產品即將推向展覽會、即將參加鑒定會、即將向用戶提供樣機之際，常常需要夜以繼日的設計、調試，修改，再設計，再調試。這時候，時間單位以小時計。長達數天甚至數周的樣品電路板制造周期根本不能也不可能接受。 電路板之所以被稱之為印刷電路板，就是因為其制造技術援引了印刷技術。類似印刷技術，印制板技術非常適合大批量生產，但是很不適和樣品電路板制作。在普通的電路板生產廠中，即使只是一塊電路板，即使電路板廠專門為這快板提供綠色通道，也同樣需要進行數據準備、光繪制版，數控數據采集及數控鉆孔，孔金屬化，貼膜、曝光、顯影，電鍍錫鉛合金，退膜，腐蝕……。如此多的過程，如此復雜的技術，自然需要周密的生產組織，也自然需要從容的時間。毫無疑問，這樣的機制，不適合提供快速靈活樣品板服務。

在注重速度和創新的今天，在大多數產品的研發階段，仍然是把樣品板的定單下給電路板廠。從和PCB廠家接觸交接設計文件開始，到拿到電路板，通常都需要幾天到一周，甚至數周時間。電子設計師在在這段時間里只能放下這個項目而進行新項目的開發設計，待樣品電路板送來后只能放下現在的新項目轉而進行上一個項目，這樣所有項目都陷入了停停走走的泥潭中，不利于設計師靈感的發揮，更不利于項目的進行。

很顯然，單單從速度方面，傳統的樣品板機制就不能適合研發階段對供貨時間的要求，市場渴望全新的樣品板制作系統。

二、發展中的電子技術對樣品板制作機制的要求

電子技術的發展有三個重要的趨勢，一是設計、制造周期大幅度縮短；二是持續不斷地小型化；三是越來越注重對環境的影響。計算機設計系統和制造技術是實現這樣的技術進步的主要推動力。樣品電路板制作系統必須適應這三個趨勢，才會與EDA系統相匹配，成為不斷推動技術創新的兩個車輪。

首先，適合當代電子技術發展的樣品板制作系統應該具備方便、快捷制出電路板的能力。只有這樣，設計師才有可能把握住每一種可能，爭取每一分優勢。應用這種系統，電子設計師應該在EDA系統上設計出電路板后，不需要煩瑣的數據交接、傳遞，馬上可以從CAD數據得到電路板，立刻可以安裝元件試驗設計結果。特別是一個設計方案需要反復修改，或有多種實現途徑時，必須可以象繪圖、打印一樣方便的得到電路板。只有這樣，才不至于冷落設計師的創造激情，才可能捕捉稍縱即逝的靈感。相反，如果一兩周甚或一兩個月后才得到電路板，則可能連設計師本人興趣都會打折扣，無形之中消耗創新的動力。

其次，樣品板制作系統必須適合新一代的封裝技術。若要產品不斷翻新、出眾超前，不僅僅需要前瞻的意識，更需要勇占潮頭的實力。小型、精細是電子技術永恒的話題。人們使用的電子產品，包括手機、呼機、筆記本電腦等等必然會朝著更輕、更小、功能更強大的方向發展。半導體制造商早早就開始了這樣的賽跑。SMD元件已經成為市場的主流產品，不用寬度在100μ和200μ之間的導線就無法實現這些元件管腳間的電氣連接。這樣精細的電路板必須用先進的裝備，精心操作，才可以制造。即使對于一流的專業PCB廠，也是一個挑戰；對于裝備一般的廠則會是心有余而力不足，常常出現導線邊緣不整齊、似斷似連或絕緣間距過小的現象，影響產品性能和研發的質量。

基于此，樣品電路板制作系統必須具備制作高精度、細導線、采用SMD技術電路板的能力。只有這樣，設計師才可以不受封裝和樣品PCB精度的限制，隨心所欲的選擇元器件，才能與EDA技術相一致，讓采用新一代封裝的、功能更強勁的半導體元器件在新產品中有用武之地。

最后，制作樣品板時不應該造成環境與經濟負擔，讓科技、人與自然和諧發展。這樣的制作系統，應該象示波器，EDA系統一樣，成為電子實驗室中必備的工具，由設計師驅使。而普通的電路板生產方法并不適合樣品電路板的制作。眾所周知，印制電路板的生產有腐蝕、孔金屬化、電鍍等等多種化學處理過程，大量使用酸、堿、有機物等化學材料。其中有致癌物質甲醛，有不可以降解物質如EDTA和有機添加劑，有含金屬廢液和污泥等等。這些物質都會對環境造成極大的負擔。

與此同時，因為生產工藝復雜，生產機制不適合單件生產，不適合電子人員使用。 由此可見，樣品板制作系統應該采用不同于傳統工藝的新方法。最好實現所見即所得、立等可得，并且在功能、精度上達到或超過傳統工藝；另一方面還要不污染環境并降低制作成本；同時還應該小巧緊湊，易于操作。

三.LPKF的樣品電路板快速制作系統適合電子工業發展的要求

自從1976年以來，LPKF公司的電路板刻制機問世以來遍銷世界各地，已達9000多臺，LPKF籍多年經驗，在電路板刻制機系列產品最新技術開發上一直是獨占螯頭。作為行業的主導者，擁有IBM，Motorola，AT&T，Daimler-Chrysler，尼桑Nissan，奧迪Audi，SEL，Bosch，西門子Siemens和日立Hitachi等眾多用戶。

德國LPKF用于電子實驗室的快速PCB制作系統是一套計算機輔助制作系統，與電子CAD/EDA系統相配合，構成了獨立完整的計算機設計與驗證體系。

這套系統就象繪圖機一樣小巧緊湊，操作簡單，與設計PCB的計算機通過串口連接，可以在十來分鐘作出單面板，1-2個小時作出雙面板，8-12小時左右作出多層板，設計思想立即得到驗證。這種設備就象計算機、EDA軟件一樣是現代電子設計環境中不可缺少的工具。

該系統與傳統的電路板生產過程/工藝不同，對環境無污染，無需光繪、化學鍍銅、貼膜腐蝕等投資高、占地大、污染嚴重的工序。

電路板刻制機隨機軟件直接讀取設計數據，經過自動計算以后計算機直接驅動電路板刻制機在電路板基材上鉆孔；用高速旋轉的機械銑刀沿導線和焊盤銑掉不需要的銅箔，形成線路和焊盤；用外型銑刀將小的電路板從基材上銑下來。該系統的隨機CAM軟件與刻板機一起簡化了整個PCB生產工藝，使得電子人員無需了解電路板復雜的生產過程和工藝。整個工藝環保、操作簡單。

操作人員無需有專業的電路板制作知識和經驗，經過簡單的培訓即可操作。

采用了專用刀具，配合刻板機的高精度體系，使得在實驗室內作出線寬/間距為0.1mm/0.1mm，孔徑為0.3mm的樣品電路板成為可能。如此細的線寬和間距和小的孔徑使得高密度的布線成為可能，這樣可大大縮小電路板的尺寸。

應用范圍廣，快速板系統不僅可以制作普通基材FR-4、FR-3電路板，而且還能加工微波和射頻電路板，采用專用刀具處理Teflon、RT/duioid微波板基材，線路側壁陡直，精度高。

為適合不同密度的電路板，LPKF開發出了三種不同的孔金屬化方式，可歸結為物理孔金屬化方式和化學孔金屬化方式。物理孔金屬化完全避免了化學藥液的存在，適合于底、中密度的電路板。

化學孔金屬化方式采用了先進的直接電鍍工藝，僅用四步化學藥液處理即可完成孔的導通。所有化學藥液不含對人體有害的HCHO（甲醛）、鉛、EDTA等物質，所有藥液均可生物降解。藥液在使用過程中不揮發，不可進行排放、全封閉處理，所以對環境無污染，符合歐洲環保要求。藥液無需維護、分析、添加。可連續使用一年。

簡單、小巧的壓板機的存在使得在實驗室內制作多層板成為可能（可作到6層）。制作多層板的層壓設備采用程序化設計，操作簡單。對于操作者來說無需有多層板制作知識和經驗，只需輸入所要壓制的多層板的尺寸即可。 投資少，制作成本底是LPKF快速板系統的另一顯著特征。

SMD安裝系統是LPKF系列設備之一，配上它，您就有一套全新的電路板制作方案。裸板制作好了，電路板僅僅完成了一半，還需要安裝元件。SMD安裝系統正是利用表面貼裝技術來完成SMD工藝過程，從面實現樣品電路板的全套生產。LPKF電路板安裝系統，包括：點貼片膠、點焊膏，貼片，回流、返修、檢測設備。設計精巧、控制簡單準確，手工操作，散裝元器件和編帶元器件都可以貼裝，適合實驗室和小批量制作。 足不出戶完成樣品的設計、制作、元器件安裝，是LPKF快速板系統為您提供的解決方案。

四.前景展望

LPKF樣品電路板快速制作系統有很大的實用性。就象EDA軟件一樣，是電子工程師們方便、快捷的輔助工具，在電子設計過程中起著越來越重要的作用。在新產品的設計開發階段，利用快速板系統方便、快捷的特點可以大大提高工作效率。在故障分析，和改進設計階段，該系統更體現出充分的靈活性。 創新、環保、質量—是我們的理念。相信LPKF的樣品電路板快速制作系統以其方便、快捷、高精度、環保的特點會越來越受到中國電子工程師的歡迎，也必將會向EDA軟件一樣給中國的電子工程師帶來益處。