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知识产权月报

与印刷电路板(PCB)相关的知识产权问题

杨安进


印刷电路板(英文名称为Printed Circuit Board,简称PCB)是伴随着电子电路工业应用、设计和制造的发展,尤其是集成电路设计和制造技术的发展而发展起来的一种产品。自其诞生以来便以其众多优势而被广泛采用,至今更是成为人们进行电路设计和联线的绝对主流的方式和制造工艺。电子技术领域信息化、标准化的提高,使得电路板的设计、制造更加规范,被重复使用、进行工业化大生产的可能性和规模日益扩大。在全球工业化已高度发展的今天,随着电路设计制造技术、计算机技术、互联网技术的迅猛发展,印刷电路板正以各种形式普遍应用于各种电气、电子产品中,日益深刻地影响着人们的生活。
 

印刷电路板这种工业产品在其日益广泛的应用中,其设计和制造也经历了从简单、粗糙到复杂、精密的发展过程,并日益朝着多层、高密度、原理复杂的方向发展。因此,人们在电路板的设计、制造中投入的智力劳动更复杂,投入的财力更加巨大。与印刷电路板相关的知识产权日益引起人们的重视,并在许多行业甚至成为企业的命脉。


本文试图就与印刷电路板设计、制造中相关的知识产权问题阐述个人意见。


一、印刷电路板简介
 

从现有的技术设计和制作工艺看,印刷电路板是在一片由金属片(一般是铜)和绝缘体压合而成的板子上,完全按照事先设计的电路布线图,利用特定的工艺将金属片艺刻蚀成所需要的电路布线。在刻蚀后的电路板上往往还要印上事先设计好的电子元器件排列图,以标注各个部位所焊接的元器件。焊接上相应的元器件后,电路板就完成了设计者所需要的电路连接,才可能具有所设计的功能。
 

在设计、制造电路板之前,先要进行电路原理图设计。原理图的设计现一般采取计算机辅助设计的方式,复杂的原理图往往由各模块组成。这些模块有的是公知的、具有特定电功能的通用模块,大部分是设计者根据电路功能需要而独特设计和划分的。
 

整体完成后的原理图,有的能独立实现某种具有实用价值的功能,有的只属于电路或整个设备中的一部分,独立使用时不具有实用功能,只具有某些纯理论上的电功能,需配合其他电路、设备才能实现实用功能。
 

原理图被确认后要进行电路板布线设计,同时要根据所具体选用的元器件进行元器件具体位置的排列布局设计。这时候要综合考虑电路板尺寸、具体元器件尺寸、布线层数、接口、电磁兼容等因素,最终完成电路板这种工业品的具体联线方案。
 

其中最重要的工作是进行电路板的布线和元器件排列。这些工作现都可以进行计算机辅助设计,甚至可以根据原理图进行一定程度的自动布线。但是,这种自动布线对于比较复杂的电路,尤其是元器件数量多、耗电、电磁兼容问题复杂、某些接口和元器件位置具有固定性的情况下,其实用性较差。自动布线只在一些简单电路中具有一定的参考价值。因此,现在大部分电路都是利用计算机进行人工布线。这是非常复杂的脑力劳动,需要考虑的因素很多。
 

布线工作完成后,也就意味着元器件排列等相关工作均已完成,可以将相应的设计图交由专门的印刷电路板制造厂商进行制造。制造的过程一般是纯机械的过程,只存在工艺的问题,与具体设计无关。电路板制作完成后,便可接插选用的元器件并进行焊接,最终得到具有设计功能的工业制成品。 
 

但是,一个复杂电路板的设计一般不可能按照上述程序一次性完成,都需要一些试验、修改的过程使之优化,才能最终批量生产。
 

由于电路板的这些特征,使得两个独立的设计的电路板应该在原理图及布线上存在巨大差异,即使按照同一个原理图分别进行布线,则绝大部分电路布线都应是存在巨大不同的、个性化的。电路板的高密度性使得对电路板任何一个元器件位置的变更,任何一个重要元器件的增删都会导致全盘性的变化,其多层性和高密度性还导致对电路板实物进行复制抄袭或进行反向工程几乎是不可能的,因此,对电路板的抄袭必然是源头上对图纸的抄袭。两个具有一定复杂程度的电路板如果存在布线上和元器件排列上的大部分实质相似,可以判断两者之间存在源头上的复制关系。 
 

二、图纸的著作权
 

从上述介绍可见,电路板的设计制造中必然会产生以下重要图纸:
 

1、电路原理图;

2、各层PCB布线图;

3、元器件排列图。
 

这三种图集中体现了电路板的智力劳动成果,是这种产品设计制造中必不可少的产品设计图纸,也是企业对这类产品所拥有的最核心的知识产权所在。 
 

电路所采用的设计原理及所实现的功能虽然不受保护,但实现这些原理和功能的具体方式是受知识产权法保护的。当然,其中一些通用的独立功能设计可能不受保护,但是,一些计算机CPU厂商为计算机主板生产厂家提供的特定CPU主板具有指导性的粗略设计规范,有的称之为公板设计,是享有著作权的。
 

根据我国《著作权法》第三条及其《实施条例》中关于作品的规定,电路原理图、电路布线图和元器件排列图应当属于产品设计图纸。这些图纸的设计者,享有对该图纸的著作权。
 

除上述图纸之外,在电路板制造工艺中还会产生一些其他图纸,如电路板尺寸方位图,过孔、焊孔图等,也属于产品设计图纸中的一部分,但其主要从上述三种图纸衍生而得,主要用于制造工艺需要,单独体现的智力劳动不多。
 

三、其他知识产权
 

除上述著作权外,与电路板产品相关的知识产权可能还包括以下部分:
 

1、技术秘密
 

电路的设计往往会涉及许多电参数,这些参数的调整常直接关系到电路板正常功能的实现。这些参数有的在原理图上直接标注,有的无法标注,需要在产品调试过程中进行总结。
 

2、计算机软件著作权
 

许多电路板上采用的集成电路芯片中包含有通用的或专门设计的计算机程序,这些程序的运行往往对电路板功能的实现是至关重要的。
 

3、专利权
 

根据我国《专利法》的规定,电路板所采用的技术方案符合关于发明、实用新型专利规定的,可以单独或作为产品的重要组成部分取得专利权。这些技术方案既包括总体实现的电功能的方案,也包括由于电路板之间独特的接插结构所实现的技术效果。 
 

四、电路布线图与半导体集成电路布图的区别
 

电路布线图和半导体集成电路具有本质的区别,是两种完全不同的技术,并形成两种完全不同的产品,这是电子技术领域的常识。但实践中,有人容易将两者混同。
 

电路布线图和半导体集成电路布图设计在法律上属于两种完全不同的保护对象。具体体现在:
 

1、电路布线图是在宏观的绝缘材料上的进行刻蚀布线,仅提供电路连线。其宏观的金属连线肉眼可见。半导体集成电路是在微观的半导体基片上或基片之中,将至少有一个有源元件的两个以上元件及其全部或部分互连线路利用特殊的微观制造技术集成起来,所提供的是元件及其连线的三维配置。因此,半导体集成电路提供的不仅仅是提供电路联线,还完成原理和功能的配置,其微观的元件及其连线无法用肉眼识别。
 

2、电路布线图是一种平面结构,从理论上讲,其绝缘板的厚度和连线的厚度不影响其电性能的实现。半导体集成电路是一种三维立体结构,从理论上讲,制造集成电路的基片必须有一定厚度才能完成立体配置,否则无法实现其电性能。
 

3、电路布线图单纯是为了实现分立元器件之间的导电线路连接,是电路宏观连线的一种变形,虽然在缩小空间、抗干扰等方面也体现一些技术因素,但对设计、制造的技术要求不是很高。半导体集成电路是为了在微观体积内实现微观元件之间的逻辑连接,从而实现某种复杂的电功能,体现了电子技术在微观领域的发展,在设计、制造上具有极高的要求。
 

4、电路布线图应当依据《著作权法》等法律法规进行保护,而集成电路主要依据2001年4月国务院颁布的《集成电路布图设计保护条例》进行保护。 
 

五、利用图纸制造电路板是一种复制行为
 

电路布线图和元器件排列图作为印刷电路板生产制造中的重要设计图纸,与制造其他产品相比,具有如下特殊性:
 

1、设计图与产品都是从平面到平面的转化,且图与产品之间存在严格的一一对应关系。
 

关于电路布线图,为了实现电性能,印刷电路板上的金属布线与实现设计好的电路布线图是严格一一对应的,其布线的宽度、走向、相对位置、打孔,都必须是成比例的完全一致,这样才能完成最终的元器件插接,从而实现电功能。为保证这样一一对应的精确性,印刷电路板制作工艺中采用了类似于照片翻拍的工艺,将所设计的电路布线图刻蚀到电路板上。
 

关于元器件排列图,制造工艺就是纯粹将事先设计的元器件排列图成比例地印刷到电路板上,以对相应部位所插接的元器件和其他接口等信息进行标注,便于人工插接元器件及进行维护。因此,从电路板的表面就可以直观地看出来,产品上的元器件排列图完全就是从图形到图形的简单复制,只是介质和载体由纸张变成电路板而已。
 

2、电路板制造过程中必然伴随着对设计图的复制。
 

根据印刷电路板的制造工艺,在制作电路板之前必须有按照特定格式制作的电路布线图的电子文件(即所谓GERBER文件),然后在生产流程中将电路布线图复制到胶片上(即所谓菲灵),再利用该胶片通过一定的工艺刻蚀到电路板上。这是目前工业化制作电路板必经的唯一程序。对于元器件排列图的复制也类似,只是最终不需刻蚀出来,而是直接印刷到电路板上。
 

3、电路布线图和元器件排列图之间存在严格的一一对应关系。
 

一块电路板在设计时是作为一个整体来设计的,因此,两块不同的电路板之间应该是所有的电路布线图和元器件排列图都不一样;而两块相同的电路板之间,所有的电路布线图和元器件排列图必然都完全一样。虽然电路板在布线上可能分成不同的层,但各层之间的布线图往往都是存在唯一对应关系,各布线图与元器件排列图也是存在唯一对应关系,所有这些设计图配合使用,才能完成一块电路板的最终设计和制造。
 

这两种唯一对应关系的存在,使得我们可以推断,一种图纸的相同必然导致其他图纸的相同;实物上布线图和元器件排列图的相同必然导致中间性文件(如GERBER文件、胶片)相同。也就是说,实物、中间性文件、原始图纸之间存在唯一的、完全一致的对应关系,而这样的推断无论是正向还是逆向都是可以成立的。对于计算机主板这样技术比较复杂、元器件数量多、排列紧凑的设计,尤其如此。
 

复制行为具体体现为:
 

1、对于元器件排列图,完全是采用印刷的形式从图形到图形的复制,符合原《著作权法》第五十二条关于复制的规定,所不同的仅仅是介质和载体的变化,在图形的表现形式上没有任何差异。
 

2、对于电路布线图,其复制主要体现在如下两个方面:
 

(1) 通过以上分析,我们看到,实物布线、胶片以及原始设计图之间存在唯一的对应关系,因此,两个实物的实质相似可以推断出双方所使用的图纸是实质相似的。于是,双方必然都是将实质相似的图纸复制到胶片上,形成在胶片上实质相似的图纸,作为下一步制造电路板的准备。这个复制过程虽然常发生在专业的印刷电路板制造厂家,而不是由设计者直接复制,但根据当前制造电路板的工艺流程,这样的复制是必然存在的。
 

(2) 将原始图纸上的布线刻蚀到电路板上也是复制的一种形式。
 

根据布线图制造电路板和根据其他产品设计图纸实施制造其他产品是两种完全不同的过程,这是由于电路板这种产品特有的性能及其特殊的制造工艺决定的。其不同之处主要体现在以下几个方面:
 

a. 根据原《著作权法》第五十二条之规定,一般所称的根据产品设计图纸制造产品,往往是从平面图纸到立体实物的转化和实施,图纸上的符号、线条、标识等信息需要经过人的理解才能转化为实物的结构、连接等,因此,从图纸的抽象表达到实物的具体表达之间,必须有人的智力劳动,否则无法直接转化。实物是在原始图纸基础上的人的智力劳动的结果。
 

而电路板的布线与此不同,图纸和实物之间是从平面到平面的转化,从图纸到实物的转化是个机械性的过程,图纸上的符号、线条、标识等信息的抽象表达与实物上的符号、线条、标识等信息的表达形式完全是机械性的一一对应,不需要人的智力劳动。实物是在原始图纸基础上的机械复制的结果。
 

b. 一般所称的根据产品设计图纸制造产品,在产品制造过程中,图纸本身并不是机器的加工对象,不参与工业化的机器加工,而仅仅供人来阅读、理解以便于控制产品的生产制造。
 

而在电路板制造过程中,图纸本身就是机器的加工对象,而不仅仅是供人阅读、理解的技术资料。布线图一旦确定,便进入了机械化的复制过程,图纸上的符号、线条、标识等信息对人已经没有意义,无需人对其进行阅读或理解,只需机器对其进行识别,并进行纯粹机械化的一对一的精确复制。
 

因此,基于这些分析,我们认为,电路板的生产实际上就是对电路布线图的机械复制的过程,类似于照片的翻拍过程。所不同的是,照片翻拍是从胶片到相纸的复制,而电路板制造是从胶片到绝缘板的复制,只是两者的工艺流程和载体不同而已。2001年10月修改之前的《著作权法》第五十二条所称的按照产品设计图纸生产工业品,理当不包括这种纯粹机械复制的情形。
 

电路板实际上就是以绝缘材料作为载体、以金属线作为介质而存在的另一种形态的电路布线图。在布线设计图纸复制到绝缘板后制作成电路板后,电路板之所以能成为工业产品,是因为图纸上的线条由油墨介质变成了金属介质,从而使这些线条具有了导电功能,满足了电路板这种特殊产品的功能要求。由此可见,导电功能是因为这些线条的物理特性所导致的,而不是加工过程所导致的。也就是说,是复制过程中所选用的介质赋予了电路板以工业产品的性能。这个过程与将一副文字作品或图画转化、翻制到铜版上是相似的。仅仅介质的不同并不足以形成两个作品。 
 

我认为,对于原《著作权法》第五十二条第二款的规定,不能反过来推断,亦即不能认为,凡表现为施工、生产具有实用价值的工业品的,就必然不是复制。这一点常容易被人混淆和忽略。其要害在于如何理解什么样的东西可以称为工业品、什么样的东西是《著作权法》所称的作品,以及怎样才属于“按照工程设计、产品设计图纸及其说明”进行施工生产。如果复制出来的复制品恰好具有了工业品的实用价值,也应当认为属于复制。 
 

修改之后的《著作权法》删除了上述关于复制的排除性规定,而是仅在第九条以复制权的名义从正面以列举的方式规定了复制的含义,但这没有使得这类的问题得以消除。虽然我们不是十分清楚立法者删除此条明文规定的具体意图,但我想这样的立法改动至少将使得可能滥用此条款的人丧失明确的法律依据。
 

关于这一点,电路板是个很好的例子,其实还有别的例子,比如,如果这个图纸恰好可直接作为生产中的工具,例如,将一个绘制在纸张上的具有明暗、色彩、线条等因素中之一或其组合的图纸直接复制到胶片上,而这些明暗、色彩、线条的因素具有技术意义,并能被机器识别,则这些胶片有可能就成为可独立生产、使用、销售的工业品,那这些胶片到底属不属于复制呢?结果是很明显的。如果这个工业品还可以用别的工业品代替,比如介质改为与电路板一样的绝缘板,明暗、色彩、线条的因素不用墨水而是用与电路板一样的导体代替,如果这样也不影响其实用价值,也可以作为工业品独立生产、使用、销售,而且采用绝缘板和金属导体在这种工业品上没有另外的技术意义,那这算不算复制呢?难道我们可以说,胶片这种工业品是复制,换成绝缘材料的和导体的就不属于复制?
 

因此,考察是否属于法律意义上的复制,不能简单地以最终成果是否属于工业品来判断,而要从实质上考察工业品的生产过程是否包含复制,工业品与复制并不是互相排斥、不相容的概念。同时,也不能简单地以被复制的作品是仅具有单纯美感价值的作品还是具有实用和技术意义的作品来判断。  
 

 六、结论
 

通过以上分析,我们可以得出以下结论:
 

1、印刷电路板的设计、制造过程中会产生一系列的知识产权保护客体,尤其是各种产品设计图纸;
 

2、利用电路板布线图、元器件排列图生产制造电路板的过程,实际上是对这些图纸的复制过程,制造出来的电路板应当视为图纸的复制品;
 

3、两个相似的电路板实物可以直接也可以间接推断是否进行了复制侵权。

 
(完成于2003年6月)