一.為什么需要革新樣品板制作機(jī)制

當(dāng)前，電子技術(shù)正在以超常的速度發(fā)展，在2000年，世界電子產(chǎn)品市場(chǎng)將首次越過(guò)萬(wàn)億美元大關(guān)。在這個(gè)飛速發(fā)展的市場(chǎng)上，在性能價(jià)格比不斷攀升的同時(shí)，產(chǎn)品周期變得越來(lái)越短，平均只有二年時(shí)間。我們只是知道，現(xiàn)在我們剛剛到手的產(chǎn)品，再過(guò)兩三年，肯定會(huì)過(guò)時(shí)；而兩三年后究竟使用什么東西，今天的我們卻無(wú)從知曉。

這種發(fā)展趨勢(shì)必然會(huì)對(duì)電子設(shè)計(jì)師形成壓力，幾年前，一個(gè)產(chǎn)品從構(gòu)思到推向市場(chǎng)往往有六個(gè)月至八個(gè)月的時(shí)間，而現(xiàn)在，更為復(fù)雜的的工作則需要在幾周內(nèi)完成。

面對(duì)挑戰(zhàn)，必須在兩方面進(jìn)行革新：一方面在設(shè)計(jì)本身，另外一方面在于樣品制作。

在電路設(shè)計(jì)方面，EDA（Electronic Design Automation-電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）系統(tǒng)已經(jīng)從本質(zhì)上改變了電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)手段。用EDA進(jìn)行設(shè)計(jì)，既能大幅度縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，又能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)、智慧和個(gè)性。目前，EDA系統(tǒng)的功能和價(jià)值已經(jīng)被接受，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)成為電子開(kāi)發(fā)部門(mén)的基本配置，越來(lái)越多的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)躍上了電子設(shè)計(jì)師的工作臺(tái)，越來(lái)越多的中國(guó)的電子設(shè)計(jì)師和國(guó)外的同行一樣，分享到了EDA這一現(xiàn)代化工具帶來(lái)的益處，EDA技術(shù)已經(jīng)/正在為我國(guó)電子業(yè)的發(fā)展作出了/著巨大貢獻(xiàn)。

然而，在另外一方面，樣品制作仍然沿襲傳統(tǒng)，在某種程度上抵消了計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)帶來(lái)的進(jìn)步，已經(jīng)成為研發(fā)活動(dòng)中的瓶頸。

在電子、微電子行業(yè)，電路板的設(shè)計(jì)、制作是產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。因?yàn)榇蠖鄶?shù)元件、器件、集成電路在市場(chǎng)上都可以采購(gòu)到，唯有電路板必須根據(jù)不同的產(chǎn)品去量身設(shè)計(jì)和制作。即使是同樣功能的產(chǎn)品，甚至即使是相同的電路，不同的設(shè)計(jì)師，不同的公司，電路板也絕不相同，可以說(shuō)：公司的、設(shè)計(jì)師的、產(chǎn)品的特性都會(huì)在電路板上體現(xiàn)。電子產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)，一方面是產(chǎn)品的性能、價(jià)格的競(jìng)爭(zhēng)，另一方面是推向市場(chǎng)時(shí)機(jī)和風(fēng)格特性的競(jìng)爭(zhēng)。這兩方面，實(shí)質(zhì)上都與電路板研發(fā)密切相關(guān)。

在電子行業(yè)，大部分工程師都知道樣機(jī)階段的時(shí)間緊迫性，在新產(chǎn)品即將推向展覽會(huì)、即將參加鑒定會(huì)、即將向用戶(hù)提供樣機(jī)之際，常常需要夜以繼日的設(shè)計(jì)、調(diào)試，修改，再設(shè)計(jì)，再調(diào)試。這時(shí)候，時(shí)間單位以小時(shí)計(jì)。長(zhǎng)達(dá)數(shù)天甚至數(shù)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(chēng)之為印刷電路板，就是因?yàn)槠渲圃旒夹g(shù)援引了印刷技術(shù)。類(lèi)似印刷技術(shù)，印制板技術(shù)非常適合大批量生產(chǎn)，但是很不適和樣品電路板制作。在普通的電路板生產(chǎn)廠中，即使只是一塊電路板，即使電路板廠專(zhuān)門(mén)為這快板提供綠色通道，也同樣需要進(jìn)行數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、光繪制版，數(shù)控?cái)?shù)據(jù)采集及數(shù)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(guò)程，如此復(fù)雜的技術(shù)，自然需要周密的生產(chǎn)組織，也自然需要從容的時(shí)間。毫無(wú)疑問(wèn)，這樣的機(jī)制，不適合提供快速靈活樣品板服務(wù)。

在注重速度和創(chuàng)新的今天，在大多數(shù)產(chǎn)品的研發(fā)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(shè)計(jì)文件開(kāi)始，到拿到電路板，通常都需要幾天到一周，甚至數(shù)周時(shí)間。電子設(shè)計(jì)師在在這段時(shí)間里只能放下這個(gè)項(xiàng)目而進(jìn)行新項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，待樣品電路板送來(lái)后只能放下現(xiàn)在的新項(xiàng)目轉(zhuǎn)而進(jìn)行上一個(gè)項(xiàng)目，這樣所有項(xiàng)目都陷入了停停走走的泥潭中，不利于設(shè)計(jì)師靈感的發(fā)揮，更不利于項(xiàng)目的進(jìn)行。

很顯然，單單從速度方面，傳統(tǒng)的樣品板機(jī)制就不能適合研發(fā)階段對(duì)供貨時(shí)間的要求，市場(chǎng)渴望全新的樣品板制作系統(tǒng)。

二、發(fā)展中的電子技術(shù)對(duì)樣品板制作機(jī)制的要求

電子技術(shù)的發(fā)展有三個(gè)重要的趨勢(shì)，一是設(shè)計(jì)、制造周期大幅度縮短；二是持續(xù)不斷地小型化；三是越來(lái)越注重對(duì)環(huán)境的影響。計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)系統(tǒng)和制造技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這樣的技術(shù)進(jìn)步的主要推動(dòng)力。樣品電路板制作系統(tǒng)必須適應(yīng)這三個(gè)趨勢(shì)，才會(huì)與EDA系統(tǒng)相匹配，成為不斷推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新的兩個(gè)車(chē)輪。

首先，適合當(dāng)代電子技術(shù)發(fā)展的樣品板制作系統(tǒng)應(yīng)該具備方便、快捷制出電路板的能力。只有這樣，設(shè)計(jì)師才有可能把握住每一種可能，爭(zhēng)取每一分優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用這種系統(tǒng)，電子設(shè)計(jì)師應(yīng)該在EDA系統(tǒng)上設(shè)計(jì)出電路板后，不需要煩瑣的數(shù)據(jù)交接、傳遞，馬上可以從CAD數(shù)據(jù)得到電路板，立刻可以安裝元件試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果。特別是一個(gè)設(shè)計(jì)方案需要反復(fù)修改，或有多種實(shí)現(xiàn)途徑時(shí)，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(shè)計(jì)師的創(chuàng)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(gè)月后才得到電路板，則可能連設(shè)計(jì)師本人興趣都會(huì)打折扣，無(wú)形之中消耗創(chuàng)新的動(dòng)力。

其次，樣品板制作系統(tǒng)必須適合新一代的封裝技術(shù)。若要產(chǎn)品不斷翻新、出眾超前，不僅僅需要前瞻的意識(shí)，更需要勇占潮頭的實(shí)力。小型、精細(xì)是電子技術(shù)永恒的話(huà)題。人們使用的電子產(chǎn)品，包括手機(jī)、呼機(jī)、筆記本電腦等等必然會(huì)朝著更輕、更小、功能更強(qiáng)大的方向發(fā)展。半導(dǎo)體制造商早早就開(kāi)始了這樣的賽跑。SMD元件已經(jīng)成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品，不用寬度在100μ和200μ之間的導(dǎo)線就無(wú)法實(shí)現(xiàn)這些元件管腳間的電氣連接。這樣精細(xì)的電路板必須用先進(jìn)的裝備，精心操作，才可以制造。即使對(duì)于一流的專(zhuān)業(yè)PCB廠，也是一個(gè)挑戰(zhàn)；對(duì)于裝備一般的廠則會(huì)是心有余而力不足，常常出現(xiàn)導(dǎo)線邊緣不整齊、似斷似連或絕緣間距過(guò)小的現(xiàn)象，影響產(chǎn)品性能和研發(fā)的質(zhì)量。

基于此，樣品電路板制作系統(tǒng)必須具備制作高精度、細(xì)導(dǎo)線、采用SMD技術(shù)電路板的能力。只有這樣，設(shè)計(jì)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(shù)相一致，讓采用新一代封裝的、功能更強(qiáng)勁的半導(dǎo)體元器件在新產(chǎn)品中有用武之地。

最后，制作樣品板時(shí)不應(yīng)該造成環(huán)境與經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，讓科技、人與自然和諧發(fā)展。這樣的制作系統(tǒng)，應(yīng)該象示波器，EDA系統(tǒng)一樣，成為電子實(shí)驗(yàn)室中必備的工具，由設(shè)計(jì)師驅(qū)使。而普通的電路板生產(chǎn)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(chǎn)有腐蝕、孔金屬化、電鍍等等多種化學(xué)處理過(guò)程，大量使用酸、堿、有機(jī)物等化學(xué)材料。其中有致癌物質(zhì)甲醛，有不可以降解物質(zhì)如EDTA和有機(jī)添加劑，有含金屬?gòu)U液和污泥等等。這些物質(zhì)都會(huì)對(duì)環(huán)境造成極大的負(fù)擔(dān)。

與此同時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)機(jī)制不適合單件生產(chǎn)，不適合電子人員使用。 由此可見(jiàn)，樣品板制作系統(tǒng)應(yīng)該采用不同于傳統(tǒng)工藝的新方法。最好實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得、立等可得，并且在功能、精度上達(dá)到或超過(guò)傳統(tǒng)工藝；另一方面還要不污染環(huán)境并降低制作成本；同時(shí)還應(yīng)該小巧緊湊，易于操作。

三.LPKF的樣品電路板快速制作系統(tǒng)適合電子工業(yè)發(fā)展的要求

自從1976年以來(lái)，LPKF公司的電路板刻制機(jī)問(wèn)世以來(lái)遍銷(xiāo)世界各地，已達(dá)9000多臺(tái)，LPKF籍多年經(jīng)驗(yàn)，在電路板刻制機(jī)系列產(chǎn)品最新技術(shù)開(kāi)發(fā)上一直是獨(dú)占螯頭。作為行業(yè)的主導(dǎo)者，擁有IBM，Motorola，AT&T，Daimler-Chrysler，尼桑Nissan，奧迪Audi，SEL，Bosch，西門(mén)子Siemens和日立Hitachi等眾多用戶(hù)。

德國(guó)LPKF用于電子實(shí)驗(yàn)室的快速PCB制作系統(tǒng)是一套計(jì)算機(jī)輔助制作系統(tǒng)，與電子CAD/EDA系統(tǒng)相配合，構(gòu)成了獨(dú)立完整的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證體系。

這套系統(tǒng)就象繪圖機(jī)一樣小巧緊湊，操作簡(jiǎn)單，與設(shè)計(jì)PCB的計(jì)算機(jī)通過(guò)串口連接，可以在十來(lái)分鐘作出單面板，1-2個(gè)小時(shí)作出雙面板，8-12小時(shí)左右作出多層板，設(shè)計(jì)思想立即得到驗(yàn)證。這種設(shè)備就象計(jì)算機(jī)、EDA軟件一樣是現(xiàn)代電子設(shè)計(jì)環(huán)境中不可缺少的工具。

該系統(tǒng)與傳統(tǒng)的電路板生產(chǎn)過(guò)程/工藝不同，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，無(wú)需光繪、化學(xué)鍍銅、貼膜腐蝕等投資高、占地大、污染嚴(yán)重的工序。

電路板刻制機(jī)隨機(jī)軟件直接讀取設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)自動(dòng)計(jì)算以后計(jì)算機(jī)直接驅(qū)動(dòng)電路板刻制機(jī)在電路板基材上鉆孔；用高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械銑刀沿導(dǎo)線和焊盤(pán)銑掉不需要的銅箔，形成線路和焊盤(pán)；用外型銑刀將小的電路板從基材上銑下來(lái)。該系統(tǒng)的隨機(jī)CAM軟件與刻板機(jī)一起簡(jiǎn)化了整個(gè)PCB生產(chǎn)工藝，使得電子人員無(wú)需了解電路板復(fù)雜的生產(chǎn)過(guò)程和工藝。整個(gè)工藝環(huán)保、操作簡(jiǎn)單。

操作人員無(wú)需有專(zhuān)業(yè)的電路板制作知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可操作。

采用了專(zhuān)用刀具，配合刻板機(jī)的高精度體系，使得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)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(xì)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(yīng)用范圍廣，快速板系統(tǒng)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(zhuān)用刀具處理Teflon、RT/duioid微波板基材，線路側(cè)壁陡直，精度高。

為適合不同密度的電路板，LPKF開(kāi)發(fā)出了三種不同的孔金屬化方式，可歸結(jié)為物理孔金屬化方式和化學(xué)孔金屬化方式。物理孔金屬化完全避免了化學(xué)藥液的存在，適合于底、中密度的電路板。

化學(xué)孔金屬化方式采用了先進(jìn)的直接電鍍工藝，僅用四步化學(xué)藥液處理即可完成孔的導(dǎo)通。所有化學(xué)藥液不含對(duì)人體有害的HCHO（甲醛）、鉛、EDTA等物質(zhì)，所有藥液均可生物降解。藥液在使用過(guò)程中不揮發(fā)，不可進(jìn)行排放、全封閉處理，所以對(duì)環(huán)境無(wú)污染，符合歐洲環(huán)保要求。藥液無(wú)需維護(hù)、分析、添加。可連續(xù)使用一年。

簡(jiǎn)單、小巧的壓板機(jī)的存在使得在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)制作多層板成為可能（可作到6層）。制作多層板的層壓設(shè)備采用程序化設(shè)計(jì)，操作簡(jiǎn)單。對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)無(wú)需有多層板制作知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，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(tǒng)的另一顯著特征。

SMD安裝系統(tǒng)是LPKF系列設(shè)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(tǒng)正是利用表面貼裝技術(shù)來(lái)完成SMD工藝過(guò)程，從面實(shí)現(xiàn)樣品電路板的全套生產(chǎn)。LPKF電路板安裝系統(tǒng)，包括：點(diǎn)貼片膠、點(diǎn)焊膏，貼片，回流、返修、檢測(cè)設(shè)備。設(shè)計(jì)精巧、控制簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，手工操作，散裝元器件和編帶元器件都可以貼裝，適合實(shí)驗(yàn)室和小批量制作。 足不出戶(hù)完成樣品的設(shè)計(jì)、制作、元器件安裝，是LPKF快速板系統(tǒng)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(tǒng)有很大的實(shí)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(shè)計(jì)過(guò)程中起著越來(lái)越重要的作用。在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)階段，利用快速板系統(tǒng)方便、快捷的特點(diǎn)可以大大提高工作效率。在故障分析，和改進(jìn)設(shè)計(jì)階段，該系統(tǒng)更體現(xiàn)出充分的靈活性。 創(chuàng)新、環(huán)保、質(zhì)量—是我們的理念。相信LPKF的樣品電路板快速制作系統(tǒng)以其方便、快捷、高精度、環(huán)保的特點(diǎn)會(huì)越來(lái)越受到中國(guó)電子工程師的歡迎，也必將會(huì)向EDA軟件一樣給中國(guó)的電子工程師帶來(lái)益處。