这次要跟大家讨论的是一个比较简单的主题「什么是PCB与PCBA?它们之间有什么差异?它们又有什么用途?」。
PCB与PCBA的差异与区别是什么?对电子业界的老手来说,这应该不是什么太难回答的问题,可是对许多电子业的新手或是行外的人来说,可能就容易给它混淆,有时候在看一些财经节目时也经常发现会有人把这两个名词给混用,把PCBA当成PCB。
188金宝搏苹果下载 下面会就这两个名词来稍微做一些解释并说明其差异
相信大多数的普罗大众对于电路板、PC板、PCB这几个名词并不会陌生,其实这三个名词指的也都是同一个东西,如果你有在看一些股票相关的财经书报文章及影音,应该也都有听过这个名词。不过一般如果不是从事电子业的朋友对PCBA这个名词可能就稍微给它陌生了一点,可能还会将之与PCB混为一谈,PCB与PCBA两者虽然只差了一个字,但是在电子组装制造业它们之间可是有着很大的区别。
首先我们来看「什么是PCB、电路板、PC板?」
PCB的英文全名为「Printed Circuit Board」,中文的全称我们一般直接将其翻译为「印刷电路板」,简称为「电路板」,有人则会把它的中英文混合起来称为「PC板」,它其实还有另外一个老外常用的英文名称叫「PWB (Printed Wire Bord)」,中文翻译为「印刷线路板」,PWB在某些国家的老外经常使,但是在台湾与大陆,我们几乎都称它为PCB。
望文生义,印刷电路板(PCB)的制造真的就是仿造早期书本纸张的印刷技术而来,一般我们会透过所谓的「菲林片(film)」,不知道大家有没有看过早期的实体投影片,我们会将文字与图片影印或手写画在一张透明的塑胶片上,然后透过光线将其投影在白色的墙壁或是布幕上。
制作PCB的时候就是透过印刷在菲林片上的负片电路图案,然后透过曝光机将非线路的部分投影于铜箔基板上,然后用化学腐蚀方法将不需要的铜箔去除掉,只剩下需要的铜箔线路,多层板的PCB也是利用类似的工法,将一层层腐蚀处理后的铜箔基板叠在一起制作出来的,只是随着科技进步,印刷电路板的制造也越来越精细,而且越来越复杂,但印刷的制程技术与作业则依然存在。
对PCB制程有兴趣的朋友可以参考这篇文章的介绍:[用影片介绍]电路板生产线制程简介(PCB Production Process)
而现今的电子产品之所以可以有那么多的功能,基本上就是由一个一个电子线路与电子元件所组合而成的,而这些电路必须要有载体,而PCB就是这个载体。所以PCB基本上就是印刷有电子线路的板子,也就是载体。PCB的主要作用除了必须可以承载电子元件座落其上且不损失功能外,它还必须负责连通各个电子元件间沟通的管道。所以,如果我们把大地比喻为载体,电子线路就是连通城镇之间的道路,而PCB则是个已经佈满道路的大地,电子元件则是一个一个城市与乡镇。
细心的你不知道有没有发现,PCB在这里的定位是什么呢?是的,它就像是一片已经做好国土规划的土地,就等着主事者将一个个不同功能的城镇安装到特定的位置上,也就是说PCB是一片佈满线路的空板,等到所有的电子元件都被组装到PCB后,才会将这片板子称为PCBA,所以你现在应该已经大概有个印象PCB与PCBA之间的差异了吧。
我们一般称唿这种已经印刷电子线路但还没将元件组装上的PCB为「空板(blank board)」、「裸版(bare board)」或「光板(光板是大陆用语)」,以之与PCBA来做区别,因为两者真的就只差了一个英文字,一般很容易弄错。
严格来说,PCB应该可以算是组成PCBA的其中一个零件,而且应该是相当重要的电子零件,它是电子元器件的支撑体,也是电子元器件间电气连接的载体。当然,另外还有一种FPC,中文称之为「软性电路板」也可以做到同PCB一样的载体功能,但它们之间硬软有各自的需求与应用,在大多数的电子产品设计中还是以「硬板PCB」的应用为主。
说句大白话,PCB其实就像是电子产业的火车头,因为几乎所有的电子设备都需要用到它,只是PCB的制程需要用到电镀作业,需要大量的水、电资源,还可能造成水污染,随着环保意识抬头后成本也大幅增加。
台湾就有不少生产PCB及IC载板的厂商,比如臻鼎、新兴、华通、健鼎、南电、金像电、楠梓电、耀华…等等,当然还有很多厂商没有被列出来;而PCBA的组装则通常由系统厂或EMS代工厂来完成,除了自有组装厂外,还有广达、鸿海、仁宝、金宝、和硕、纬创…等这些代工厂。另外,PCB还有一整个上游产业,比如铜箔基板、绝缘胶片、补强板、防焊漆、黏合胶…等等,有一大串的相关企业。
PCB之所以能在电子业界得到广泛的地应用,当然有其独特性与优势,188金宝搏苹果下载 下面试着归纳其重点:
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佈线密度高、体积小、重量轻,有利电子产品的小型化。随着技术的发展与人们对电子产品更轻薄短小与多功能性需求的增加,PCB的制程设备近来有逐渐向早期的积体电路技术靠拢的趋势,某些制程也有渐渐採用半导体设备的倾向。
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重制稳定性高。可以大批量生产,达到重制性和一致性,降低使用cable配线装配错误的问题,可以模组化设计降低设备维修、调试和检查的时间。
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可以自动化生产。PCB及PCBA目前几乎可以全自动化生产,降低了人力成本与作业误差,更提高了劳动生产效率,有利降低产品售价普及市场。
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设计上可以标准化,也可以设计成模组。需要不同的功能时,只要更换整片PCBA板子就可以了。
那什么是PCBA呢?
PCB与PCBA的差异就在「PCBA = PCB + Assembly」,也就是没有组装电子元件的板子叫PCB,而已经将电子元件完全组装上去的板子则称之为PCBA。
我们使用前面的大地来做比喻,你应该已经知道PCB就是大地铺上马路但还没有城镇的样子,而PCBA则是大地已铺上马路并放置了城镇的样子。
PCBA其实是「Printed Circuit Board Assembly」的英文缩写,也有人简略一点叫它PCA,当然也有人叫它为PWA (Printed Wire Assembly),中文我们一般称它为「组装电路板」、「电路组装板」或干脆简称「组装板」,不过业界中少人用以上的中文来称唿PCBA的,一般如果一台整机内只有一片板子,会直接叫它「主板(Main board)」或直接省略叫「板子」,如果有两片以上的PCBA,则会用功能来区分主板、IO板、充电板(charging board)、显示板(video card)称唿它们。
那电子元件是如何被放置到PCB上面形成PCBA的呢?
目前比较主流的PCBA组装制程为「SMT(Surface Mount Technology,表面贴焊技术)」,它会先在空板上面印刷锡膏(Solder Paste),然后再将电子元件贴在PCB上,随后将之流经回焊炉(Reflow),高温会融熔锡膏并将元件的引脚焊接黏贴于PCB之上,达到固定元件并接通元件与PCB之间的电子讯号的效果。
少数的PCBA组装会採用「波焊(Wave Soldering)」技术,一般来说,组装板上会有一些比较重或是需要承受外力多次插拔的电子元件,这类元件如果不是技术上还无法完全转化为SMD元件,要不就是做成SMD元件的价钱无法符合市场期望,或是一些在终端客户使用时必须承受外力多次插拔撞击的元件,它们就会被设计成通孔元件,也就是插件(THD, Through Hole Devices),然后流经波焊锡炉来将元件焊接于PCB的通孔上。
也有同时混合SMT(贴焊)与Wave soldering(波焊)技术来达成元件焊接于PCB的设计。总之有各种技术可以将电子零件焊接于PCB,有兴趣的朋友可以到188金宝搏苹果下载 的部落格查阅。
经过了以上的介绍,你现在应该已经可以清楚的区分什么是PCB?什么是PCBA了?PCBA基本上已经可以算是个成品(Finished Goods)了,因为有些厂商会生产PCBA直接出货,比如单卖电脑主机板或显示卡的厂商。而PCB基本上只能算是一个元件,PCB可以算是整片PCBA中的一个非常重要元件,但是它不能代表PCBA,因为PCB上面要再焊接上积体电路(IC)、电阻(resistor)、电容(capacitor)、电感(inductor)、联接器(connector)等零件才能成为完成品,所以PCB应该只能算是一种零件。
YouTube影片:什么是PCB与PCBA?它们之间有什么差异?区别是什么?
Podcast:什么是PCB与PCBA?它们之间有什么差异?区别是什么?
延伸阅读:
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- 解释BOM、AML、AVL、MPN三者间的关系
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- 如何将锡膏印刷于电路板(solder paste printing)与影响锡膏印刷品质的因素
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