印刷电路板基础知识
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印制电路板基础知识印制电路板:又称印刷电路板、印刷线路板,简称印制板,常使用英文缩写PCB或写PWB,以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。
由于这种板是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
(一)按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。
1、单面板一面敷铜,另一面没有敷铜的电路板。
单面板只能在敷铜的一面焊接元件和布线,适用于简单的电路设计。
2、双面板双面板包括顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两层,两面敷铜,中间为绝缘层,两面均可以布线,一般需要由过孔或焊盘连通。
双面板可用于比较复杂的电路,是比较理想的一种印制电路板。
3、多层板为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。
用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。
板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。
其特点是:与集成电路配合使用,可使整机小型化,减少整机重量;提高了布线密度,缩小了元器件的间距,缩短了信号的传翰路径;减少了元器件焊接点,降低了故陈牢,增设了屏蔽层,电路的信号失真减少;引入了接地散热层,可减少局部过热现象,提高整机工作的可靠性。
(二)根据覆铜板基底材料的不同,又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板两大类。
(三)制作方法根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。
减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。
pcb基本知识介绍
PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是一种将电子元器件进行布局和连接的基础材料。
PCB通常由一层或多层的电导铜箔、介质层和外层表面涂覆的保护层组成。
PCB的主要作用是提供电子元器件之间的连接和支持,使得电子元器件能够正常工作。
它具有以下特点和优势:
1. 布局灵活:通过设计不同的电路板布局,可以满足不同的电路需求,提高电路设计的灵活性。
2. 电路稳定性好: PCB采用标准化的工艺制造,可以确保电路稳定性和可靠性,提高电路的工作效果。
3. 布线紧密: PCB采用印刷技术,可以实现高密度的布线,减少线路长度,提高电路传输速度和抗干扰能力。
4. 维护方便: PCB的板面结构清晰明了,易于维护和故障排查。
5. 尺寸小巧: PCB板的尺寸可以按照电子产品设计需求进行调整,使得整个电子设备更加紧凑。
在PCB设计中,需要考虑以下几个方面:
1. 布线规则:根据电路设计需求,制定合理的布线规则,确保信号传输的可靠性和稳定性。
2. 材料选择:根据电路板的特性和应用环境,选择适合的材料,如玻璃纤维、聚酰亚胺等。
3. 层次设计:根据电路复杂度,确定需要设计的PCB层数,
一般有单面板、双面板和多层板等。
4. 脚位布局:根据元器件的安装需求,进行脚位的布局,确保电路连接的正确性。
5. 安全性设计:考虑电路板的安全性和防火性能,采取相应的防护措施。
总之,PCB是现代电子设备的核心部分,它的设计和制造直
接影响着电子产品的性能和质量。
通过合理的布局和连接,可以实现电子元器件的高效工作和稳定性。
电路板的基础知识讲解全集一、电路板的概述电路板,又称印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB),是电子产品的重要组成部分。
它通过将导电材料印制在绝缘基板上来连接各种电子元件,实现电路的导电和信号传输功能。
电路板在电子设备中起着承载电子元件、传递信号和供电的重要作用。
二、电路板的种类1. 刚性电路板刚性电路板是使用硬的基材制成的电路板,主要应用于对板子弯曲度要求不高的场合,如计算机主板、电源供应器等。
2. 柔性电路板柔性电路板采用柔软的基材制成,可以根据产品设计的需要进行弯折和弯曲,适用于对弯曲要求较高的场合,如移动设备、相机模块等。
三、电路板的结构电路板主要由基材、导电层、焊盘、阻焊层、字符层、掩膜层等组成。
基材通常采用玻璃纤维强化树脂,导电层采用铜箔,焊盘用于连接元件引脚,阻焊层用于覆盖焊盘以防止意外焊接,字符层和掩膜层用于标识和保护电路板。
四、电路板的制造流程电路板的制造包括原理图设计、PCB布局设计、生成Gerber文件、生产工艺流程、装配和测试等步骤。
其中PCB布局设计是制造流程中的关键环节,决定了电路板的性能和稳定性。
五、电路板的应用领域电路板广泛应用于各种电子设备中,如通信设备、计算机硬件、消费电子产品、工业控制设备等。
随着电子技术的不断发展,电路板在现代生活和工业生产中扮演着越来越重要的角色。
结语通过本文的讲解,读者对电路板的基础知识有了更深入的了解。
电路板作为电子产品中不可或缺的部分,其制造和应用领域也在不断扩大和深化,相信在未来的发展中,电路板将发挥越来越重要的作用。
PCB制板基础知识一、PCB概念PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。
由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
二、PCB在各种电子设备中有如下功能:1.提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。
2.实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘。
提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。
3.为自动装配提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。
三、PCB技术发展概要从1903年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段1 通孔插装技术(THT)阶段PCB1.金属化孔的作用:(1).电气互连---信号传输(2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小a.引脚的刚性b.自动化插装的要求2.提高密度的途径(1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制,孔径≥0.8mm(2)缩小线宽/间距:0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm(3)增加层数:单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层2 表面安装技术(SMT)阶段PCB1.导通孔的作用:仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。
2.提高密度的主要途径①.过孔尺寸急剧减小:0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm②.过孔的结构发生本质变化:a.埋盲孔结构优点:提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、改善了特性阻抗控制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小)b.盘内孔(hole in pad)消除了中继孔及连线③薄型化:双面板:1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm④PCB平整度:a.概念:PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。
b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果c.连接盘的表面涂层:HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU…3 芯片级封装(CSP)阶段PCBCSP以开始进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展, PCB工业将走向激光时代和纳米时代.四、PCB表面涂覆技术PCB表面涂覆技术是指阻焊涂覆(兼保护)层以外的可供电气连接用的可焊性涂(镀)覆层和保护层。
PCB印刷电路板的基础知识PCB(Printed Circuit Board)即印刷电路板,是电子产品中不可或缺的电路基板。
PCB的主要作用是连接电子元件,使之按照设计布局形成电路,从而实现产品的功能。
PCB作为电路基础,其制作与设计显得尤为重要。
下面将介绍PCB印刷电路板的基础知识。
一、PCB的基本组成PCB的主要组成部分包括:1.基板:PCB的主体部分,也是电路制作的基础,通常采用玻璃纤维布层基材(FR-4),也有用聚酰亚胺材料(PI)的情况。
它主要有两面,一面是铜层,其它面或表面(Overcoat)。
2.导线:是PCB的重要组成部分。
铜箔被刻化为所需要的导线形状,连接到设备电子元件上。
3.焊盘:焊接所需的金属制片,主要是连接电子元件和PCB的桥梁。
4.连接板:PCB上稳定焊点,连接线路板和电子元件,为电子元件与PCB的连接以及线路板间连接贡献。
5.印刷油墨层:是特殊化学成分的油墨,覆盖在PCB上,进行标记和保护金属表面,防止不需要照明的PCB被腐蚀化。
在整个PCB制作过程中,以上组成部分协同工作,协同完成电子设备端口和功能点的连接。
二、PCB的板面类型PCB板面有单面板、双面板、多层板,以及带有不同类型电路元器件的特殊板等常见类型。
1.单面板:单面板只有一面铜箔,大大简化了PCB的加工难度。
单面板通常用于一些较为简单的电子元件的制作,如无源电路,它的成本较低,制作简单,运用广泛。
2.双面板:双面板具有两面铜箔,使得元器件更加紧密地集成在一起,从而节省了空间,提高了PCB设备的容量。
通常双面板连接电子元件会更加有序,电路布局更加紧凑,可以恰当降低电路的串扰和干扰。
3.多层板:多层板是一种比单双面板更复杂的电路板,由多个铜箔层依次交替层叠形成。
多层板通常被用于高端电子设备的制作,比如汽车电子仪器、工业机械等领域,它比双面板的容量更大,电路接口更加多样,且性能稳定。
三、PCB板面制作PCB板面制作主要包括光阻覆盖、化学腐蚀、钻孔、镀铜、喷錫等步骤。
PCB基础知识培训一、什么是PCB?PCB是Printed Circuit Board的缩写,中文名称为印刷电路板。
它是一种用于支持和连接电子元器件的基质。
PCB通常由导电路径和绝缘层组成,可以简化电路设计、提高可靠性,并实现最佳性能。
二、PCB的结构1. PCB的主要构成部分PCB主要由以下几部分组成: - 基材(Substrate):通常由玻璃纤维、环氧树脂或聚酰亚胺等材料制成。
- 导电层(Conductive Layer):通过印刷方式在基材表面形成导电路径,用于连接组件。
- 钻孔(Vias):用于在不同层之间实现电连接。
- 阻焊层和喷锡层(Soldermask and Silkscreen):用于防止焊接时出现短路,并在PCB表面标记元器件的位置和极性。
2. PCB的类型PCB根据层数可以分为单层PCB、双层PCB和多层PCB,根据板材材料可以分为FR-4(玻璃纤维)、金属基板、柔性PCB等。
三、PCB的制造工艺1. 印制工艺PCB的印制工艺主要包括以下几个步骤: 1. 基材预处理:清洗基材表面,去除污垢。
2. 涂布光敏剂:在基材表面形成感光层。
3. 曝光:通过光刻方式将电路图案转移到感光层。
4. 除涂剂:去除未曝光的部分光敏剂。
5. 蚀刻:用化学溶液去除导电层之外的无效导电层。
6. 阻焊和喷锡:涂布阻焊和喷锡层,形成焊接和标记层。
2. 焊接工艺PCB的焊接工艺包括表面组装技术和插件焊接技术。
常见的表面组装技术有贴片式元件焊接和波峰焊接,插件焊接技术则适用于大型元件的焊接。
四、PCB设计原则1. 电路原理图设计在PCB设计之前,首先要进行电路原理图设计,将电路连接关系和元件位置规划好。
2. PCB布线原则•信号分布:将高速信号、低速信号和电源信号分开布线。
•阻抗控制:对于高速数字信号或高频模拟信号,要注意阻抗匹配。
•减少串扰:尽量避免信号线与干扰源的交叉。
3. 元件布局原则•元件分布:根据信号链路的逻辑关系和电源分布,合理摆放元件位置。
印刷电路板(PCB)基础知识对PC中的主板、显示卡来说,最基本的部分莫过于印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)了,它是各种板卡工作的基础。
对具体产品而言,印刷电路板的设计与制造水平,也在很大程度上决定着产品的各项指标和最终性能。
什么是印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础,出现在几乎每一种电子设备中,一般说来,如果在某样设备中有电子元器件,那么它们也都是被安装在大小各异的PCB上。
除了固定各种元器件外,PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。
随着电子设备越来越复杂,需要的元器件越来越多,PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。
电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。
在被加工之前,铜箔是覆盖在整个电路板上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。
——因这个加工生产过程,多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓,故尔才得到印刷电路板的命名。
国。
——这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上元器件的电路连接。
PCB中的导线(Conductor Pattern)PCB上元器件的安装为了将元器件固定在PCB上面,需要它们的接脚直接焊在布线上。
在最基本的PCB(单面板)上,元器件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。
这么一来就需要在板子上打洞,以便接脚才能穿过板子到另一面,所以元器件的接脚是焊在另一面上的。
因为如此,PCB的正反面分别被称为元器件面 (ComponentSide)与焊接面(Solder Side)。
对于部分可能需要频繁拔插的元器件,比如说主板上的CPU,需要给用户可以自行调整、升级的选择,就不能直接将CPU焊在主板上了,这时候便需要用到插座(Socket):虽然插座是直接焊在电路板上,但元器件可以随意地拆装。
印刷电路板知识介绍印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是电子零件的基础,其作为电子设备的载体,用于支持电子零件的连接和固定。
它是一种通过在绝缘基板上镀上一层导电材料(通常是铜)并刻蚀成所需的电路图案的技术。
印刷电路板可以看作是电子设备的骨架,它通过将各个零部件连接起来,并提供电流、地线和信号传输等功能,使整个电路能够正常工作。
印刷电路板有着广泛的应用,几乎包括了所有的电子设备,从家用电器到工业生产设备,从移动通信设备到计算机和医疗设备等等。
因此,了解印刷电路板的工作原理和制造过程对于理解电子设备的原理和结构有着重要的意义。
首先,印刷电路板的工作原理是通过其上的导线连接各个电子元件,从而使电流能够在各个元件之间流通。
这样,元件之间的信号和能量传递就可以正常发生。
印刷电路板通常由多个层次的金属导线构成,导线之间通过绝缘材料进行隔离。
通过导线的布线方式,可以根据电路设计的要求,将信号和电流引导到目标位置,以实现电路功能。
其次,印刷电路板的制造过程一般包含以下几个步骤:1.设计和布局:通过电路设计软件进行电路图设计,并选择合适的布局以满足电路要求。
设计师需要考虑电路组件的布局、连线路径等多个因素。
通过设计软件,可以生成印刷电路板的图纸,以便后续的制造和生产。
2.印制:通过光刻技术,将设计好的电路图案转移到绝缘基板上。
首先,在绝缘基板上涂布一层感光性材料,然后通过模版或曝光机将电路图案转移到基板上。
然后,在图案上镀上一层导电材料(通常是铜),形成电路连接。
3.刻蚀:在镀铜之后,需要进行刻蚀过程,以去除多余的铜,只保留需要的电路线路。
刻蚀可以使用化学溶液或激光等方法进行。
4.电镀:电镀可以增加印刷电路板的耐磨性和导电性。
通过将印刷电路板浸入含有化学金属溶液的容器中,金属溶液中的金属离子会在电流的作用下被还原到电路板上,形成金属层。
5.焊接:电子元件需要与印刷电路板进行焊接,以在电路板上建立连接。
印制电路板基础知识印制电路板:又称印刷电路板、印刷线路板,简称印制板,常使用英文缩写PCB或写PWB,以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。
由于这种板是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
(一)按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。
1、单面板一面敷铜,另一面没有敷铜的电路板。
单面板只能在敷铜的一面焊接元件和布线,适用于简单的电路设计。
2、双面板双面板包括顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两层,两面敷铜,中间为绝缘层,两面均可以布线,一般需要由过孔或焊盘连通。
双面板可用于比较复杂的电路,是比较理想的一种印制电路板。
3、多层板为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。
用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。
板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。
其特点是:与集成电路配合使用,可使整机小型化,减少整机重量;提高了布线密度,缩小了元器件的间距,缩短了信号的传翰路径;减少了元器件焊接点,降低了故陈牢,增设了屏蔽层,电路的信号失真减少;引入了接地散热层,可减少局部过热现象,提高整机工作的可靠性。
(二)根据覆铜板基底材料的不同,又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板两大类。
(三)制作方法根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。
减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。
pub印刷线路板知识一、简介PCB线路板(印制电路板),又称印刷电路板、印刷线路板,简称印制板,英文简称PCB(printed circuit board )或PWB(printed wiring board),以绝缘板为基材,切成一定尺寸,其上至少附有一个导电图形,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。
由于这种板是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷电路板”。
习惯称“印制线路板”为“印制电路”是不确切的,因为在印制板上并没有“印制元件”而仅有布线。
二、基本组成目前的电路板,主要由以下组成:1.线路与图面(Pattern):线路是作为原件之间导通的工具,在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。
线路与图面是同时做出的。
2.介电层(Dielectric):用来保持线路及各层之间的绝缘性,也称为基材。
3.孔(Through hole / via):导通孔可使两层次以上的线路彼此导通,较大的导通孔则做为零件插件用,另外有非导通孔(nPTH)通常用来作为表面贴装定位,组装时固定螺丝用。
4.防焊油墨(Solder resistant /Solder Mask):并非全部的铜面都要吃锡上零件,因此非吃锡的区域,会印一层隔绝铜面吃锡的物质(通常为环氧树脂),避免非吃锡的线路间短路。
根据不同的工艺,分为绿油、红油、蓝油。
5.丝印(Legend /Marking/Silk screen):此为非必要之构成,主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框,方便组装后维修及辨识用。
6.表面处理(Surface Finish):由于铜面在一般环境中,很容易氧化,导致无法上锡(焊锡性不良),因此会在要吃锡的铜面上进行保护。
保护的方式有喷锡(HASL)、化金(ENIG)、化银(Immersion Silver)、化锡(Immersion Tin)、有机保焊剂(OSP),方法各有优缺点,统称为表面处理。
印刷电路板(PCB)基础知识对PC中的主板、显示卡来说,最基本的部分莫过于印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)了,它是各种板卡工作的基础。
对具体产品而言,印刷电路板的设计与制造水平,也在很大程度上决定着产品的各项指标和最终性能。
什么是印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础,出现在几乎每一种电子设备中,一般说来,如果在某样设备中有电子元器件,那么它们也都是被安装在大小各异的PCB上。
除了固定各种元器件外,PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。
随着电子设备越来越复杂,需要的元器件越来越多,PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。
电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。
在被加工之前,铜箔是覆盖在整个电路板上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。
——因这个加工生产过程,多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓,故尔才得到印刷电路板的命名。
国。
——这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上元器件的电路连接。
PCB中的导线(Conductor Pattern)PCB上元器件的安装为了将元器件固定在PCB上面,需要它们的接脚直接焊在布线上。
在最基本的PCB(单面板)上,元器件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。
这么一来就需要在板子上打洞,以便接脚才能穿过板子到另一面,所以元器件的接脚是焊在另一面上的。
因为如此,PCB的正反面分别被称为元器件面(ComponentSide)与焊接面(Solder Side)。
对于部分可能需要频繁拔插的元器件,比如说主板上的CPU,需要给用户可以自行调整、升级的选择,就不能直接将CPU焊在主板上了,这时候便需要用到插座(Socket):虽然插座是直接焊在电路板上,但元器件可以随意地拆装。
如下方的Socket插座,即可以让元器件(这里指的是CPU)轻松插进插座,也可以拆下来。
插座旁的固定杆,可以在您插进元器件后将其固定。
而对于Intel的CPU而言,包括Prescott和最新的Core 2 Duo CPU,则需要如下图右方的Socket T插座以供安装。
主板上的CPU插座(左为Socket,右为Socket T)PCB的连接如果要将两块PCB相互连结,即在物理上将两块PCB在电路上连接起来,则一般需用到俗称“金手指”的边接头(edge connector)。
金手指上包含了许多裸露的铜垫,——这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。
——将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。
在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。
边接头(俗称金手指)P CB的颜色一般,PCB的以绿色或棕色居多,——当然也有部分产品采用更绚丽漂亮颜色的,不过,多是出于外观而非产品性能或生产要求方面的考虑——这是防焊漆(solder mask)的颜色。
对PCB来说,防焊层是相当重要的,它是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止元器件被焊到不正确的地方。
在防焊层上另外会印刷上一层网版印刷面(silk screen)。
通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各元器件在板子上的位置。
网版印刷面也被称作图标面(legend)。
左为有白色图标面的绿色PCB,右为没有图标面的棕色PCBPCB的分类对印刷电路板而言,对其的分类有多种方法,其中根据层数分类最为常见。
单面板(Single-Sided Boards)我们前面说到过,在最基本的PCB上,元器件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。
因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。
相对而言,单面板在设计方面存在很多限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),在处理复杂电路时往往力不从心,现在已经很少使用了,除非电路确实十分简单。
左为单面PCB表面,右为单面PCB底面双面板(Double-Sided Boards)这种电路板的两面都有布线。
不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。
这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。
导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。
因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
以互相交錯(可以繞到另一面),它更適合用在比單面板更複雜的電路上。
左为双面PCB表面,右为双面PCB底面多层板(Multi-LayerBoards)为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。
多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。
板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。
大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。
大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的群组代替,超多层板已经渐渐不被使用了。
对多层板而言,因为PCB 中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目。
双层板中,导孔(via)比较容易处理,只需打穿整个板子即可。
但对多层板而言,则复杂了许多,比如说如果只想连接其中一些线路,那么使用导孔可能会浪费一些其它层的线路空间,因此,埋孔(Buried vias)和盲孔(Blind vias)技术便应运而生了,因为它们只穿透其中几层,其中盲孔是将几层部PCB与表面PCB 连接,不须穿透整个板子,而埋孔则只连接部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。
在多层板PCB中,整层都直接连接上地线与电源。
所以我们将各层分类为讯号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。
如果PCB上的元器件需要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。
PCB上的元器件安装技术插入安装技术(THT : Through Hole Technology)将元器件安置在板子的一面,并将接脚焊在另一面上,这种技术称为“插入式(Through Hole Technology,THT)”安装。
大致说来,这种安装方式,元器件需要占用大量的空间,并且要为每只接脚钻一个洞,它们的接脚也要占掉两面的空间,而且焊点也比较大。
但另一方面,THT元器件和SMT(Surface Mounted Technology,表面安装技术)元器件比起来,与PCB 连接的构造比较好,像是排线的插座,需要能耐压力,所以通常它们都是THT封装。
HT元器件(焊接在底部)表面安装技术(SMT : Surface Mounted Technology)使用表面安装技术(SMT : Surface Mounted Technology)的元器件,接脚是焊在与元器件同一面。
这种安装技术避免了象THT那样需要用为每个接脚的焊接都要PCB上钻洞的麻烦。
而另一方面,表面安装的元器件,还可以在PCB的两面上同时安装,这也大大提高了PCB面积的利用率。
表面安装的元器件焊在PCB上的同一面。
另一方面,SMT也比THT的元器件要小,和使用THT元器件的PCB比起来,使用SMT技术的PCB板上元器件要密集很多。
相比较而言,SMT封装元器件也比THT的要便宜,因此如今的PCB上大部分都是SMT。
因为目前PCB的生产过程中均采用全自动技术,尽管SMT 元器件的安装焊点和元器件的接脚非常小,倒不会增加生产中的难度,不过,当出现故障维修时如果需要更换元器件,则对焊接技术提出了更高的要求。
PCB的设计流程在PCB的设计中,其实在正式布线前,还要经过很漫长的步骤,以下就是主要设计的流程:系统规划首先要先规划出该电子设备的各项系统规格。
包含了系统功能,成本限制,大小,运作情形等等。
制作系统功能区块图接下来必须要制作出系统的功能区块图。
区块间的关系也必须要标示出来。
按功能不同分割PCB将系统分割数个PCB的话,不仅在尺寸上可以缩小,也可以让系统具有升级与交换元器件的能力。
系统功能区块图就提供了我们分割的依据。
比如说对PC而言,就可以分成主板、显示卡、声卡、软盘和电源供应器等等。
设定板型、尺寸与安装方式当各PCB使用的技术和电路数量都决定好了,接下来就是决定板子的大小了。
如果设计的过大,那么封装技术就要改变,或是重新作分割的动作。
在选择技术时,也要将线路图的质量与速度都考虑进去。
绘出PCB的电路原理图概图中要表示出各元器件间的相互连接细节。
所有系统中的PCB都必须要描出来,现今大多采用CAD(计算机辅助设计,Computer Aided Design)的方式。
下面就是使用CircuitMakerTM设计的例。
PCB的电路概图电路模拟为了确保设计出来的电路图可以正常运行,必须先用计算机软件来仿真模拟。
这类软件有很多,大都可以读取概图,并且用许多方式显示电路运作的情况。
这比起实际做出一块样本PCB,然后用手动测量要来的有效率多了。
将元器件放上PCB元器件放置的方式,是根据它们之间如何相连来决定的。
它们必须以最有效率的方式与路径相连接。
所谓有效率的布线,就是牵线越短并且通过层数越少(这也同时减少导孔的数目)越好,不过在真正布线时,我们会再提到这个问题。
下面是总线在PCB 上布线的样子。
为了让各元器件都能够拥有完美的配线,放置的位置是很重要的。
导线构成的PCB总线PCB的设计流程测试布线如今,很多软件可以检查各元器件摆设的位置是否可以正确连接,或是检查是否正确运行。
这项步骤称为安排元器件。
如果电路设计有问题,在实地导出线路前,还可以重新安排元器件的位置。
导出PCB线路在原理概图的连接,现在将会实地作成布线的样子。
这项步骤通常都是全自动的,不过一般来说还是需要手动更改某些部份。
下面是2层板的导线模板。
红色和蓝色的线条,分别代表PCB的元器件层与焊接层。
白色的文字与四方形代表的是网版印刷面的各项标示。
红色的点和圆圈代表钻洞与导孔。
最右方我们可以看到PCB上的焊接面有金手指。
这个PCB的最终构图通常称为工作底片(Artwork)。
使用CAD软件作PCB导线设计每一次的设计,都必须要符合一套规定,像是线路间的最小保留空隙,最小线路宽度,和其它类似的实际限制等。
这些规定依照电路的速度,传送讯号的强弱,电路对耗电与噪声的敏感度,以及材质质量与制造设备等因素而有不同。
如果电流强度上升,那导线的粗细也必须要增加。
为了减少PCB的成本,在减少层数的同时,也必须要注意这些规定是否仍旧符合。