PCB设计及基材部分

PCB基础知识（⼀）在电⼦⾏业有⼀个关键的部件叫做(printed circuit board,印刷电路板)。

这是⼀个太基础的部件，导致很多⼈都很难解释到底什么是PCB。

这篇⽂章将会详细解释PCB的构成，以及在PCB的领域⾥⾯常⽤的⼀些术语。

在接下来的⼏页⾥⾯，我们将讨论PCB的组成，包括⼀些术语，简要的组装⽅法，以及简介PCB的设计过程。

What's a PCB?PCB(Printed circuit board)是⼀个最普遍的叫法，也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。

在PCB出现之前，电路是通过点到点的接线组成的。

这种⽅法的可靠性很低，因为随着电路的⽼化，线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。

绕线技术是电路技术的⼀个重⼤进步，这种⽅法通过将⼩⼝径线材绕在连接点的柱⼦上，提升了线路的耐久性以及可更换性。

（1977年Z80计算机的绕线背板）当电⼦⾏业从真空管、继电器发展到硅半导体以及的时候，电⼦元器件的尺⼨和价格也在下降。

电⼦产品越来越频繁的出现在了消费领域，促使⼚商去寻找更⼩以及性价⽐更⾼的⽅案。

于是，PCB诞⽣了。

Composition（组成）PCB看上去像多层蛋糕或者千层⾯--制作中将不同的材料的层，通过热量和粘合剂压制到⼀起。

从中间层开始吧。

FR4PCB的基材⼀般都是玻璃纤维。

⼤多数情况下，PCB的玻璃纤维基材⼀般就指"FR4"这种材料。

"FR4"这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。

除了FR4这种基材外，还有柔性⾼温塑料（聚酰亚胺或类似）上⽣产的柔性电路板等等。

你可能会发现有不同厚度的PCB；然⽽ SparkFun的产品的厚度⼤部分都是1.6mm（0.063''）。

有⼀些产品也采⽤了其它厚度，⽐如LilyPad、Arudino Pro Micro boards采⽤了0.8mm的板厚。

pcb制作工艺指标PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）制作工艺指标是衡量PCB制作质量和性能的一系列标准和参数。

这些指标涵盖了从材料选择、电路设计、制作工艺到最终测试等各个环节，确保PCB能够满足设计要求并具备良好的可靠性和稳定性。

以下是对PCB制作工艺指标的详细解读。

一、材料选择1. 基材选择：基材是PCB的核心部分，常用的有酚醛纸基板、环氧树脂基板、聚酰亚胺基板等。

选择合适的基材需要考虑其电气性能、热稳定性、机械强度等因素。

2. 导电材料：导电材料包括铜箔、导电油墨等，用于形成电路中的导线和元件连接。

导电材料的选择应关注其导电性能、附着力、耐腐蚀性等方面。

3. 绝缘材料：绝缘材料用于隔离不同导电层，保证电路的正常工作。

常见的绝缘材料有阻焊膜、绝缘油墨等。

二、电路设计1. 线路设计：线路设计应遵循简洁、清晰、易读的原则，尽量减少导线交叉和弯曲，以降低电气性能损失和故障风险。

2. 元件布局：元件布局应合理，便于焊接、维修和散热。

同时，应避免元件之间的相互干扰和信号损失。

3. 接地与屏蔽：接地设计应确保电路的安全稳定运行，屏蔽设计则用于减少电磁干扰，提高电路性能。

三、制作工艺1. 制版工艺：制版是PCB制作的第一步，包括绘制电路图、制作菲林底片、曝光等步骤。

制版工艺的精度和稳定性直接影响PCB的质量。

2. 蚀刻工艺：蚀刻是将非导电部分的铜箔蚀刻掉，形成电路图形的过程。

蚀刻工艺的控制精度和蚀刻速度是影响PCB质量的关键因素。

3. 孔加工工艺：孔加工包括钻孔、铣孔等步骤，用于形成电路中的通孔和盲孔。

孔加工的精度和孔壁质量对PCB的电气性能和可靠性有重要影响。

4. 导线制作工艺：导线制作包括导线焊接、导线压接等步骤，用于将元件与电路连接起来。

导线制作工艺的精度和稳定性对PCB的电气性能和可靠性至关重要。

5. 阻焊与字符印刷工艺：阻焊工艺用于在电路表面涂覆一层阻焊膜，防止焊接时短路和氧化。

PCB基板材质的选择1.镀金板(ElectrolyticNi/Au)2.OSP板(OrganicSolderabilityPreservatives)3.化银板(ImmersionAg)4.化金板(ElectrolessNi/Au，ENIG)5.化锡板(ImmersionTin)6.喷锡板1.镀金板镀金板制程成本是所有板材中最高的，但是目前现有的所有板材中最稳定，也最适合使用于无铅制程的板材，尤其在一些高单价或者需要高可靠度的电子产品都建议使用此板材作为基材。

2.OSP板OSP制程成本最低，操作简便，但此制程因须装配厂修改设备及制程条件且重工性较差因此普及度仍不佳，使用此一类板材，在经过高温的加热之后，预覆于PAD上的保护膜势必受到破坏，而导致焊锡性降低，尤其当基板经过二次回焊后的情况更加严重，因此若制程上还需要再经过一次DIP制程，此时DIP端将会面临焊接上的挑战。

3.化银板虽然”银”本身具有很强的迁移性，因而导致漏电的情形发生，但是现今的“浸镀银”并非以往单纯的金属银，而是跟有机物共镀的”有机银”因此已经能够符合未来无铅制程上的需求，其可焊性的的寿命也比OSP板更久。

4.化金板此类基板最大的问题点便是”黑垫”(BlackPad)的问题，因此在无铅制程上有许多的大厂是不同意使用的，但国内厂商大多使用此制程。

5.化锡板此类基板易污染、刮伤，加上制程(FLUX)会氧化变色情况发生，国内厂商大多都不使用此制程，成本相对较高。

6.喷锡板因为cost低，焊锡性好，可靠度佳，兼容性最强，但这种焊接特性良好的喷锡板因含有铅，所以无铅制程不能使用。

另有”锡银铜喷锡板”由于大多数都不使用此制程，故特性资料取的困难.山建滔化工提供的基板报价,可以作为参考使用:CEM-1------- -40*48-----140元（含17%增值税）CEM-3------- -40*48-----200元（含17%增值税）FR-4 1.6mm---- ---40*48-----207元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 1.5mm -------40*48-----207元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 1.2mm -------40*48-----190元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 1.1mm -------40*48-----180元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 1.0mm -------40*48-----170元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 0.8mm -------40*48-----165元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 0.6mm -------40*48-----150元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR-4 0.4mm -------40*48-----135元（含17%增值税）(平方米/未税价)FR目前适用之材质有P.P,CEM-1,CEM-3,FR-4,铜泊厚度分1OZ,2OZ,兹就特性做以下之比较. 等级结构 P.P 纸质酚醛树脂基板 CEM-1 玻璃布表面+绵纸+环氧树脂 CEM-3 玻璃布表面+不织布+环氧树脂 FR-4 玻璃布+环氧树脂以上皆需94V0之抗燃等级 FR-4:在温度提升时具有高度之机械应力,具有优良之耐热强度,这些材料在极广之温度范围下均具有优良之尺寸安定性. 以耐龙为主之材料适用电气及高频率范围高湿气的环境下但在高温下,其材质会有所变化,须特别处理且设计时要考虑妥当. 以复合材料之积层板适用于电路板之减去法及加成法,具有高度之机械特性,且冲压性(加工性)极佳,但孔之加工方式不适用冲压加工. CEM-1:以棉纸为夹心,上下表面覆盖玻璃布加具抗燃性之环氧树脂,具有良好之冲床品质,厚度达3/32”之板子冲床温度须23℃(73.4℉)以上,厚度超过3/32”至1/8”之板子不得超过65.5℃(150℉). CEM-3:以玻璃不织布为夹心,上下表面覆盖玻璃布+环氧树脂,具备之特性与FR-4相近,具有良好之冲床品质,宽度达1/16”之板子冲床温度须23℃(73.4℉)厚度1/16”~1/8” 不得超过65.5℃(150℉). P.P:纸质环氧树脂铜泊积层有介于纸质酚醛树脂基板及玻璃布环氧树脂机板中间之电气特性,耐湿性,耐热性,使用于单面及双面印刷电路板,主要的用途是用于各种电源回路用基板及要求高周波特性之彩色TV,VTR等之调谐器用,以及OA机器等机板. 纸质环氧树脂MCL的特征为使用纸质,加工容易,但又兼有环氧树脂之耐热性及良好的电气特性,而却较玻织布环氧树脂之基板为便宜. 纸质环氧树脂MCL的孔之加工方式可以冲压加工或钻孔加工,一般而言单面板或两面板之非镀通孔多使用冲压加工.而双面板必须通孔电镀者用钻头钻孔加工.在双面板通孔电镀之使用时绩虽久,但在信赖性的比较上仍较玻织布环氧树脂MCL为差.各种规格树脂及基材之用途分析Efk N b.(M|#u;. LO:规格树脂补强材特性与用途 ! Ap2GeTe_XXXP 酚醛树脂绝缘纸一般用，适用音响、收音机、黑白电视等家电b'SG LqI.XXXP-C 酚醛树脂绝缘纸可cold-punching，用途同XXXP `l? W 2qZ FR-2 酚醛树脂绝缘纸耐燃性"dy L mFR-4 环氧树脂玻纤布计算机、仪表、通信用、耐燃性 H Lh(&#mjv G-10 环氧树脂玻纤布一般用．用途同FR-4 - #Ni K ;CEM-1 环氧树脂玻纤布、绝缘纸电玩、计算机、彩视用 ]b G.GbR CEM-3 环氧树脂玻纤布、玻纤不织布同CEM-1用途-4 0.4mm以下的 -40*48-----135元（含17%增值税）(平方米/未税价)PCB电路板板材介绍：按档次级别从底到高划分如下：94HB/94VO/22F/CEM-1/CEM-3/FR-4详细介绍如下：94HB：普通纸板，不防火（最低档的材料，模冲孔，不能做电源板）94V0：阻燃纸板 （模冲孔）22F： 单面半玻纤板（模冲孔）CEM-1：单面玻纤板（必须要电脑钻孔，不能模冲）CEM-3：双面半玻纤板（除双面纸板外属于双面板最低端的材料，简单的双面板可以用这种料，比FR-4会便宜5~10元/平米）FR-4: 双面玻纤板最佳答案一.c阻燃特性的等级划分可以分为94V—0 /V-1 /V-2 ，94-HB 四种二.半固化片：1080=0.0712mm，2116=0.1143mm，7628=0.1778mm三.FR4 CEM-3都是表示板材的，fr4是玻璃纤维板，cem3是复合基板四.无卤素指的是不含有卤素（氟 溴 碘 等元素）的基材，因为溴在燃烧时会产生有毒的气体，环保要求。

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。

印制电路板的组成和基材印制电路板简称PCB，是现代电子工业中最为常见的基础组成部分之一。

PCB的设计与制造是电子产品生产制造的重要环节。

随着电子科技的发展，PCB的制造技术也在不断的提高与完善。

本文主要介绍印制电路板的组成和基材。

一、组成印刷电路板主要由以下几个部分组成：1. 基材除了柔性PCB以外，一般PCB基材的材质包括玻璃纤维、酚醛纸、环氧树脂、聚酯薄膜等。

不同的基材在性能和价格方面也有所区别。

例如环氧树脂材料结构紧密，机械强度高，耐高温性好；而聚酯薄膜材料柔性好，成本低，但是电气性能比较差。

2. 铜箔铜箔是PCB主要的导电层材料，尺寸和厚度都很重要。

一般来说铜箔的厚度为18um、35um、70um等。

铜箔表面通常需要进行化学处理以改善其附着力和锡焊性。

3. 光阻层光阻层是保护铜箔，使其除了印刷的部分以外其它不被腐蚀的化学物质，同时也有助于向铜箔上印制电路图案。

光阻涂覆后，必须利用UV光刻技术将其印制出电路图案。

4. 防焊层防焊层主要是为了保护PCB的焊点和防止导电部分进行误操作而产生短路。

其材料一般为有机薄膜或者化学处理的电镀金属层。

一般来说，防焊层的颜色多为绿色。

5. 印刷字母与图标在PCB上的印刷字母和图标可以让使用者轻松识别和理解电路板的使用细节和功能。

二、基材种类玻璃纤维基材也叫FR-4材料，是一种常见的PCB基材，因其具有良好的物理性能和较好的绝缘性能而备受欢迎。

玻璃纤维基材具有以下几个优点：（1）成本低廉，价格相对便宜（2）物理性能好，机械强度和刚度都很高（3）耐高温性好，160度不易出现失效（4）耐腐蚀和稳定性好酚醛纸基材是一种由纤维和酚醛散布剂组成的材料。

因其材料粘性强、导热性能好，所以适用于垂直型板设计。

通常，酚醛纸基材具有以下几个优点：（1）导热性能好，是玻璃纤维材料的两倍（2）绝缘性能好（3）具有非常好的机械刚度（4）抗电磁干扰性能高3. 热塑性聚酰亚胺基材热塑性聚酰亚胺基材，多被缩写为PI（Poly Imide）板。