印制電路板
鎖定同義詞 PCB板一般指印制電路板
印制電路板{PCB線路板},又稱(chēng)印刷電路板,是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了;它的設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì);采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò),提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。
按照線路板層數(shù)可分為
單面板、雙面板、四層板、六層板以及其他
多層線路板。
由于
印刷電路板并非一般終端產(chǎn)品,因此在名稱(chēng)的定義上略為混亂,例如:個(gè)人電腦用的母板,稱(chēng)為主板,而不能直接稱(chēng)為
電路板,雖然主機(jī)板中有電路板的存在,但是并不相同,因此評(píng)估產(chǎn)業(yè)時(shí)兩者有關(guān)卻不能說(shuō)相同。再譬如:因?yàn)橛?a target="b" b="http://baike.baidu.com/item/%E9%9B%86%E6%88%90%E7%94%B5%E8%B7%AF">集成電路零件裝載在電路板上,因而新聞媒體稱(chēng)他為IC板,但實(shí)質(zhì)上他也不等同于印刷電路板。我們通常說(shuō)的印刷電路板是指裸板-即沒(méi)有上元器件的電路板。
中文名PCB線路板外文名PCB circuit boards又 名
印刷電路板外文名Printed circuit board 別名 印制板
發(fā)展簡(jiǎn)史
歷史
在印制電路板出現(xiàn)之前,電子元件之間的互連都是依靠電線直接連接而組成完整的線路。在當(dāng)代,電路面板只是作為有效的實(shí)驗(yàn)工具而存在,而
印刷電路板在電子工業(yè)中已經(jīng)成了占據(jù)了絕對(duì)統(tǒng)治的地位。
20世紀(jì)初,人們?yōu)榱撕?jiǎn)化電子機(jī)器的制作,減少電子零件間的配線,降低制作成本等優(yōu)點(diǎn),于是開(kāi)始鉆研以印刷的方式取代配線的方法。三十年間,不斷有工程師提出在絕緣的基板上加以金屬導(dǎo)體作配線。而最成功的是1925年,美國(guó)的Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案,再以電鍍的方式,成功建立導(dǎo)體作配線。
直至1936年,奧地利人保羅·愛(ài)斯勒(Paul Eisler)在英國(guó)發(fā)表了箔膜技術(shù),他在一個(gè)收音機(jī)裝置內(nèi)采用了
印刷電路板;而在日本,宮本喜之助以噴附配線法“メタリコン法吹著配線方法(特許119384號(hào))”成功申請(qǐng)專(zhuān)利。而兩者中Paul Eisler 的方法與現(xiàn)今的印制電路板最為相似,這類(lèi)做法稱(chēng)為減去法,是把不需要的金屬除去;而Charles Ducas、宮本喜之助的做法是只加上所需的配線,稱(chēng)為加成法。雖然如此,但因?yàn)楫?dāng)時(shí)的電子零件發(fā)熱量大,兩者的基板也難以配合使用,以致未有正式的實(shí)用作,不過(guò)也使印刷電路技術(shù)更進(jìn)一步。
發(fā)展
近十幾年來(lái),我國(guó)印制電路板(Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)制造行業(yè)發(fā)展迅速,總產(chǎn)值、總產(chǎn)量雙雙位居世界第一。由于電子產(chǎn)品日新月異,價(jià)格戰(zhàn)改變了供應(yīng)鏈的結(jié)構(gòu),中國(guó)兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì),已經(jīng)成為全球最重要的印制電路板生產(chǎn)基地。
印制電路板從單層發(fā)展到
雙面板、
多層板和撓性板,并不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發(fā)展。不斷縮小體積、減少成本、提高性能,使得印制電路板在未來(lái)電子產(chǎn)品的發(fā)展過(guò)程中,仍然保持強(qiáng)大的生命力。
未來(lái)印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是在性能上向高密度、高精度、細(xì)孔徑、細(xì)導(dǎo)線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。
分類(lèi)
單面板
在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面,所以這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制(因?yàn)橹挥幸幻?,布線間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑),所以只有早期的電路才使用這類(lèi)的板子。
雙面板
這種
電路板的兩面都有布線,不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線,必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔(via)。導(dǎo)孔是在PCB上,充滿(mǎn)或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍,雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€交錯(cuò)的難點(diǎn)(可以通過(guò)導(dǎo)孔通到另一面),它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。
多層板
為了增加可以布線的面積,
多層板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板,通過(guò)定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了,也稱(chēng)為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層,在特殊情況下會(huì)加入空層來(lái)控制板厚,通常層數(shù)都是偶數(shù),并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu),不過(guò)技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板,不過(guò)因?yàn)檫@類(lèi)計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替,超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合,一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目,不過(guò)如果仔細(xì)觀察主機(jī)板,還是可以看出來(lái)。
資料
組成
線路與圖面(Pattern):線路是做為原件之間導(dǎo)通的工具,在設(shè)計(jì)上會(huì)另外設(shè)計(jì)大銅面作為接地及電源層。線路與圖面是同時(shí)做出的。
介電層(Dielectric):用來(lái)保持線路及各層之間的絕緣性,俗稱(chēng)為基材。
孔(Through hole / via):導(dǎo)通孔可使兩層次以上的線路彼此導(dǎo)通,較大的導(dǎo)通孔則做為零件插件用,另外有非導(dǎo)通孔(nPTH)通常用來(lái)作為表面貼裝定位,組裝時(shí)固定螺絲用。
防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask) :并非全部的銅面都要吃錫上零件,因此非吃錫的區(qū)域,會(huì)印一層隔絕銅面吃錫的物質(zhì)(通常為環(huán)氧樹(shù)脂),避免非吃錫的線路間短路。根據(jù)不同的工藝,分為綠油、紅油、藍(lán)油。
絲?。↙egend /Marking/Silk screen):此為非必要之構(gòu)成,主要的功能是在
電路板上標(biāo)注各零件的名稱(chēng)、位置框,方便組裝后維修及辨識(shí)用。
表面處理(Surface Finish):由于銅面在一般環(huán)境中,很容易氧化,導(dǎo)致無(wú)法上錫(焊錫性不良),因此會(huì)在要吃錫的銅面上進(jìn)行保護(hù)。保護(hù)的方式有噴錫(HASL),化金(ENIG),化銀(Immersion Silver),化錫(Immersion Tin),有機(jī)保焊劑(OSP),方法各有優(yōu)缺點(diǎn),統(tǒng)稱(chēng)為表面處理。
外觀
裸板(上頭沒(méi)有零件)也常被稱(chēng)為"印刷線路板Printed Wiring Board(PWB)"。板子本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的材質(zhì)所制作成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的,而在制造過(guò)程中部份被蝕刻處理掉,留下來(lái)的部份就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。這些線路被稱(chēng)作導(dǎo)線(conductor pattern)或稱(chēng)布線,并用來(lái)提供PCB上零件的電路連接。
通常PCB的顏色都是綠色或是棕色,這是阻焊(solder mask)的顏色。是絕緣的防護(hù)層,可以保護(hù)銅線,也防止波焊時(shí)造成的短路,并節(jié)省焊錫之用量。在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面(silk screen)。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)(大多是白色的),以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱(chēng)作圖標(biāo)面(legend)。
在制成最終產(chǎn)品時(shí),其上會(huì)安裝
集成電路、
電晶體、
二極管、被動(dòng)元件(如:電阻、電容、連接器等)及其他各種各樣的電子零件。借著導(dǎo)線連通,可以形成電子訊號(hào)連結(jié)及應(yīng)有機(jī)能。
優(yōu)點(diǎn)
⒈由于圖形具有重復(fù)性(再現(xiàn)性)和一致性,減少了布線和裝配的差錯(cuò),節(jié)省了設(shè)備的維修、調(diào)試和檢查時(shí)間;
⒉設(shè)計(jì)上可以標(biāo)準(zhǔn)化,利于互換;3.布線密度高,體積小,重量輕,利于電子設(shè)備的小型化;
⒋利于機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn),提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率并降低了電子設(shè)備的造價(jià)。
印制板的制造方法可分為減去法(減成法)和添加法(加成法)兩個(gè)大類(lèi)。目前,大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)還是以減去法中的腐蝕銅箔法為主。
(概述圖片)
⒌特別是FPC軟性板的耐彎折性,精密性,更好的應(yīng)用到高精密儀器上.(如相機(jī),手機(jī).攝像機(jī)等.)