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;它的設計主要是版圖設計;采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線和裝配的差錯,提高了自動化水平和生產(chǎn)勞動率。
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,因此在名稱的定義上略為混亂,例如:個人電腦用的母板,稱為主板,而不能直接稱為
電路板,雖然主機板中有電路板的存在,但是并不相同,因此評估產(chǎn)業(yè)時兩者有關卻不能說相同。再譬如:因為有
集成電路零件裝載在電路板上,因而新聞媒體稱他為IC板,但實質(zhì)上他也不等同于印刷電路板。我們通常說的印刷電路板是指裸板-即沒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。在當代,電路面板只是作為有效的實驗工具而存在,而
印刷電路板在電子工業(yè)中已經(jīng)成了占據(jù)了絕對統(tǒng)治的地位。
20世紀初,人們?yōu)榱撕喕娮訖C器的制作,減少電子零件間的配線,降低制作成本等優(yōu)點,于是開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體作配線。而最成功的是1925年,美國的Charles Ducas 在絕緣的基板上印刷出線路圖案,再以電鍍的方式,成功建立導體作配線。
直至1936年,奧地利人保羅·愛斯勒(Paul Eisler)在英國發(fā)表了箔膜技術(shù),他在一個收音機裝置內(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)”成功申請專利。而兩者中Paul Eisler 的方法與現(xiàn)今的印制電路板最為相似,這類做法稱為減去法,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,稱為加成法。雖然如此,但因為當時的電子零件發(fā)熱量大,兩者的基板也難以配合使用,以致未有正式的實用作,不過也使印刷電路技術(shù)更進一步。
發(fā)展
近十幾年來,我國印制電路板(Printed Circuit Board,簡稱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,價格戰(zhàn)改變了供應鏈的結(jié)構(gòu),中國兼具產(chǎn)業(yè)分布、成本和市場優(yōu)勢,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電子產(chǎn)品的發(fā)展過程中,仍然保持強大的生命力。
未來印制電路板生產(chǎn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢是在性能上向高密度、高精度、細孔徑、細導線、小間距、高可靠、多層化、高速傳輸、輕量、薄型方向發(fā)展。
分類
單面板
在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導線則集中在另一面上。因為導線只出現(xiàn)在其中一面,所以這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制(因為只有一面,布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑),所以只有早期的電路才使用這類的板子。
雙面板
這種
電路板的兩面都有布線,不過要用上兩面的導線,必須要在兩面間有適當?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導孔(via)。導孔是在PCB上,充滿或涂上金屬的小洞,它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍,雙面板解決了單面板中因為布線交錯的難點(可以通過導孔通到另一面),它更適合用在比單面板更復雜的電路上。
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,通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了,也稱為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨立的布線層,在特殊情況下會加入空層來控制板厚,通常層數(shù)都是偶數(shù),并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結(jié)構(gòu),不過技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板,不過因為這類計算機已經(jīng)可以用許多普通計算機的集群代替,超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因為PCB中的各層都緊密的結(jié)合,一般不太容易看出實際數(shù)目,不過如果仔細觀察主機板,還是可以看出來。
資料
組成
線路與圖面(Pattern):線路是做為原件之間導通的工具,在設計上會另外設計大銅面作為接地及電源層。線路與圖面是同時做出的。
介電層(Dielectric):用來保持線路及各層之間的絕緣性,俗稱為基材。
孔(Through hole / via):導通孔可使兩層次以上的線路彼此導通,較大的導通孔則做為零件插件用,另外有非導通孔(nPTH)通常用來作為表面貼裝定位,組裝時固定螺絲用。
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,會印一層隔絕銅面吃錫的物質(zhì)(通常為環(huán)氧樹脂),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
電路板上標注各零件的名稱、位置框,方便組裝后維修及辨識用。
表面處理(Surface Finish):由于銅面在一般環(huán)境中,很容易氧化,導致無法上錫(焊錫性不良),因此會在要吃錫的銅面上進行保護。保護的方式有噴錫(HASL),化金(ENIG),化銀(Immersion Silver),化錫(Immersion Tin),有機保焊劑(OSP),方法各有優(yōu)缺點,統(tǒng)稱為表面處理。
外觀
裸板(上頭沒有零件)也常被稱為"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小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在制造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網(wǎng)狀的細小線路了。這些線路被稱作導線(conductor pattern)或稱布線,并用來提供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。是絕緣的防護層,可以保護銅線,也防止波焊時造成的短路,并節(jié)省焊錫之用量。在阻焊層上還會印刷上一層絲網(wǎng)印刷面(silk screen)。通常在這上面會印上文字與符號(大多是白色的),以標示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標面(legend)。
在制成最終產(chǎn)品時,其上會安裝
集成電路、
電晶體、
二極管、被動元件(如:電阻、電容、連接器等)及其他各種各樣的電子零件。借著導線連通,可以形成電子訊號連結(jié)及應有機能。
優(yōu)點
⒈由于圖形具有重復性(再現(xiàn)性)和一致性,減少了布線和裝配的差錯,節(jié)省了設備的維修、調(diào)試和檢查時間;
⒉設計上可以標準化,利于互換;3.布線密度高,體積小,重量輕,利于電子設備的小型化;
⒋利于機械化、自動化生產(chǎn),提高了勞動生產(chǎn)率并降低了電子設備的造價。
印制板的制造方法可分為減去法(減成法)和添加法(加成法)兩個大類。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,更好的應用到高精密儀器上.(如相機,手機.攝像機等.)