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《Youtube》你知道什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?又如何區分它們?
這次要跟大家討論的是一個比較簡單的主題「什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?它們又有什麼用途?」。
PCB與PCBA的差異與區別是什麼?對電子業界的老手來說,這應該不是什麼太難回答的問題,可是對許多電子業的新手或是行外的人來說,可能就容易給它混淆,有時候在看一些財經節目時也經常發現會有人把這兩個名詞給混用,把PCBA當成PCB。
工作熊下面會就這兩個名詞來稍微做一些解釋並說明其差異
相信大多數的普羅大眾對於電路板、PC板、PCB這幾個名詞並不會陌生,其實這三個名詞指的也都是同一個東西,如果你有在看一些股票相關的財經書報文章及影音,應該也都有聽過這個名詞。不過一般如果不是從事電子業的朋友對PCBA這個名詞可能就稍微給它陌生了一點,可能還會將之與PCB混為一談,PCB與PCBA兩者雖然只差了一個字,但是在電子組裝製造業它們之間可是有著很大的區別。
首先我們來看「什麼是PCB、電路板、PC板?」
PCB的英文全名為「Printed Circuit Board」,中文的全稱我們一般直接將其翻譯為「印刷電路板」,簡稱為「電路板」,有人則會把它的中英文混合起來稱為「PC板」,它其實還有另外一個老外常用的英文名稱叫「PWB (Printed Wire Bord)」,中文翻譯為「印刷線路板」,PWB在某些國家的老外經常使,但是在台灣與大陸,我們幾乎都稱它為PCB。
望文生義,印刷電路板(PCB)的製造真的就是仿造早期書本紙張的印刷技術而來,一般我們會透過所謂的「菲林片(film)」,不知道大家有沒有看過早期的實體投影片,我們會將文字與圖片影印或手寫畫在一張透明的塑膠片上,然後透過光線將其投影在白色的牆壁或是布幕上。
製作PCB的時候就是透過印刷在菲林片上的負片電路圖案,然後透過曝光機將非線路的部分投影於銅箔基板上,然後用化學腐蝕方法將不需要的銅箔去除掉,只剩下需要的銅箔線路,多層板的PCB也是利用類似的工法,將一層層腐蝕處理後的銅箔基板疊在一起製作出來的,只是隨著科技進步,印刷電路板的製造也越來越精細,而且越來越複雜,但印刷的製程技術與作業則依然存在。
對PCB製程有興趣的朋友可以參考這篇文章的介紹:[用影片介紹]電路板生產線製程簡介(PCB Production Process)
而現今的電子產品之所以可以有那麼多的功能,基本上就是由一個一個電子線路與電子元件所組合而成的,而這些電路必須要有載體,而PCB就是這個載體。所以PCB基本上就是印刷有電子線路的板子,也就是載體。PCB的主要作用除了必須可以承載電子元件座落其上且不損失功能外,它還必須負責連通各個電子元件間溝通的管道。所以,如果我們把大地比喻為載體,電子線路就是連通城鎮之間的道路,而PCB則是個已經佈滿道路的大地,電子元件則是一個一個城市與鄉鎮。
細心的你不知道有沒有發現,PCB在這裡的定位是什麼呢?是的,它就像是一片已經做好國土規劃的土地,就等著主事者將一個個不同功能的城鎮安裝到特定的位置上,也就是說PCB是一片佈滿線路的空板,等到所有的電子元件都被組裝到PCB後,才會將這片板子稱為PCBA,所以你現在應該已經大概有個印象PCB與PCBA之間的差異了吧。
我們一般稱呼這種已經印刷電子線路但還沒將元件組裝上的PCB為「空板(blank board)」、「裸版(bare board)」或「光板(光板是大陸用語)」,以之與PCBA來做區別,因為兩者真的就只差了一個英文字,一般很容易弄錯。
嚴格來說,PCB應該可以算是組成PCBA的其中一個零件,而且應該是相當重要的電子零件,它是電子元器件的支撐體,也是電子元器件間電氣連接的載體。當然,另外還有一種FPC,中文稱之為「軟性電路板」也可以做到同PCB一樣的載體功能,但它們之間硬軟有各自的需求與應用,在大多數的電子產品設計中還是以「硬板PCB」的應用為主。
說句大白話,PCB其實就像是電子產業的火車頭,因為幾乎所有的電子設備都需要用到它,只是PCB的製程需要用到電鍍作業,需要大量的水、電資源,還可能造成水汙染,隨著環保意識抬頭後成本也大幅增加。
台灣就有不少生產PCB及IC載板的廠商,比如臻鼎、新興、華通、健鼎、南電、金像電、楠梓電、耀華…等等,當然還有很多廠商沒有被列出來;而PCBA的組裝則通常由系統廠或EMS代工廠來完成,除了自有組裝廠外,還有廣達、鴻海、仁寶、金寶、和碩、緯創…等這些代工廠。另外,PCB還有一整個上游產業,比如銅箔基板、絕緣膠片、補強板、防焊漆、黏合膠…等等,有一大串的相關企業。
PCB之所以能在電子業界得到廣泛的地應用,當然有其獨特性與優勢,工作熊下面試著歸納其重點:
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佈線密度高、體積小、重量輕,有利電子產品的小型化。隨著技術的發展與人們對電子產品更輕薄短小與多功能性需求的增加,PCB的製程設備近來有逐漸向早期的積體電路技術靠攏的趨勢,某些製程也有漸漸採用半導體設備的傾向。
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重製穩定性高。可以大批量生產,達到重製性和一致性,降低使用cable配線裝配錯誤的問題,可以模組化設計降低設備維修、調試和檢查的時間。
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可以自動化生產。PCB及PCBA目前幾乎可以全自動化生產,降低了人力成本與作業誤差,更提高了勞動生產效率,有利降低產品售價普及市場。
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設計上可以標準化,也可以設計成模組。需要不同的功能時,只要更換整片PCBA板子就可以了。
那什麼是PCBA呢?
PCB與PCBA的差異就在「PCBA = PCB + Assembly」,也就是沒有組裝電子元件的板子叫PCB,而已經將電子元件完全組裝上去的板子則稱之為PCBA。
我們使用前面的大地來做比喻,你應該已經知道PCB就是大地鋪上馬路但還沒有城鎮的樣子,而PCBA則是大地已鋪上馬路並放置了城鎮的樣子。
PCBA其實是「Printed Circuit Board Assembly」的英文縮寫,也有人簡略一點叫它PCA,當然也有人叫它為PWA (Printed Wire Assembly),中文我們一般稱它為「組裝電路板」、「電路組裝板」或乾脆簡稱「組裝板」,不過業界中少人用以上的中文來稱呼PCBA的,一般如果一台整機內只有一片板子,會直接叫它「主板(Main board)」或直接省略叫「板子」,如果有兩片以上的PCBA,則會用功能來區分主板、IO板、充電板(charging board)、顯示板(video card)稱呼它們。
那電子元件是如何被放置到PCB上面形成PCBA的呢?
目前比較主流的PCBA組裝製程為「SMT(Surface Mount Technology,表面貼焊技術)」,它會先在空板上面印刷錫膏(Solder Paste),然後再將電子元件貼在PCB上,隨後將之流經回焊爐(Reflow),高溫會融熔錫膏並將元件的引腳焊接黏貼於PCB之上,達到固定元件並接通元件與PCB之間的電子訊號的效果。
少數的PCBA組裝會採用「波焊(Wave Soldering)」技術,一般來說,組裝板上會有一些比較重或是需要承受外力多次插拔的電子元件,這類元件如果不是技術上還無法完全轉化為SMD元件,要不就是做成SMD元件的價錢無法符合市場期望,或是一些在終端客戶使用時必須承受外力多次插拔撞擊的元件,它們就會被設計成通孔元件,也就是插件(THD, Through Hole Devices),然後流經波焊錫爐來將元件焊接於PCB的通孔上。
也有同時混合SMT(貼焊)與Wave soldering(波焊)技術來達成元件焊接於PCB的設計。總之有各種技術可以將電子零件焊接於PCB,有興趣的朋友可以到工作熊的部落格查閱。
經過了以上的介紹,你現在應該已經可以清楚的區分什麼是PCB?什麼是PCBA了?PCBA基本上已經可以算是個成品(Finished Goods)了,因為有些廠商會生產PCBA直接出貨,比如單賣電腦主機板或顯示卡的廠商。而PCB基本上只能算是一個元件,PCB可以算是整片PCBA中的一個非常重要元件,但是它不能代表PCBA,因為PCB上面要再焊接上積體電路(IC)、電阻(resistor)、電容(capacitor)、電感(inductor)、聯接器(connector)等零件才能成為完成品,所以PCB應該只能算是一種零件。
YouTube影片:什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?區別是什麼?
Podcast:什麼是PCB與PCBA?它們之間有什麼差異?區別是什麼?
延伸閱讀:
- PCB名詞解釋:通孔、盲孔、埋孔
- 解釋BOM、AML、AVL、MPN三者間的關係
- 名詞解釋:PCB生產為什麼要做拼板(panelization)及板邊?
- 如何將錫膏印刷於電路板(solder paste printing)與影響錫膏印刷品質的因素
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