印制電路板-詳細(xì)解讀

印制電路板-詳細(xì)解讀

印制電路板目錄1什么是印制電路板2電路板的作用3電路板的優(yōu)點(diǎn)4電路板的結(jié)構(gòu)5電路板的主要設(shè)計(jì)對(duì)象[1]6Reference什么是印制電路板印制電路板亦稱印制線路板，簡(jiǎn)稱電路板，是指以絕緣基板為基礎(chǔ)材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一個(gè)導(dǎo)電圖形及所有設(shè)計(jì)好的孔(如元器件孔、機(jī)械安裝孔及金屬化孔等)，以實(shí)現(xiàn)元器件之間的電氣互連。電路板的作用(1)為電路中的各種元器件提供必要的機(jī)械支撐。(2)提供電路的電氣連接。(3)用標(biāo)記符號(hào)將板上所安裝的各個(gè)元器件標(biāo)注出來，便于插裝、檢查和調(diào)試。電路板的優(yōu)點(diǎn)(1)具有重復(fù)性。一旦電路板的布線經(jīng)過驗(yàn)證，就不必再為制成的每一塊板上的互連是否正確而逐個(gè)進(jìn)行檢驗(yàn)，所有板的連線與樣板一致，這種方法適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。(2)板的可預(yù)測(cè)性。通常，設(shè)計(jì)師按設(shè)計(jì)原則來設(shè)置印制導(dǎo)線的長、寬、間距以及選擇印制板的材料，以保證最終產(chǎn)品能通過試驗(yàn)條件。這樣可以保證最終產(chǎn)品測(cè)試的廢品率很低，而且大大地簡(jiǎn)化了印制板的設(shè)計(jì)。(3)所有信號(hào)都可以沿導(dǎo)線任一點(diǎn)直接進(jìn)行測(cè)試，不會(huì)因?qū)Ь€接觸引起短路。(4)電路板的焊點(diǎn)可以在一次焊接過程中將大部分焊完?，F(xiàn)代焊接方法主要有浸焊、波峰焊和載流焊接技術(shù)，前兩者適用于插針式元器件的焊接，后者適用于表面貼片式元器件(SMD元器件)的焊接。現(xiàn)代焊接方法可以保證高速、高質(zhì)量地完成焊接工作，減少了虛焊、漏焊，從而降低了電子設(shè)備的故障率。正因?yàn)橛≈瓢逵幸陨蟽?yōu)點(diǎn)，所以從它面世的那天起，就得到了廣泛的應(yīng)用和發(fā)展?，F(xiàn)代印制板已經(jīng)朝著多層、精細(xì)線條的方向發(fā)展。在一些高級(jí)電子設(shè)備中，印制板的層數(shù)已達(dá)幾十層，線條可細(xì)達(dá)5／1000英寸。特別是20世紀(jì)80年代后開始推廣的SMD(表面封裝)技術(shù)是高精度印制板技術(shù)與VLSI(超大規(guī)模集成電路)技術(shù)的緊密結(jié)合，大大提高了系統(tǒng)安裝密度與系統(tǒng)的可靠性。電路板的結(jié)構(gòu)電路板由絕緣板和覆蓋在板上的導(dǎo)電銅膜組成，銅膜起連接導(dǎo)線的作用。下面從3個(gè)方面介紹電路板的基本結(jié)構(gòu)。1．電路板材料早期的電路板基板的絕緣材料主要是膠木板，而現(xiàn)在以環(huán)氧樹脂板材居多，發(fā)展趨勢(shì)是板材厚度越來越薄，韌性越來越強(qiáng)，層數(shù)越來越多。2．電路板板層根據(jù)電路板布線層面的多少，一般可以將其分為3類：?jiǎn)螌影?、雙層板和多層板。對(duì)于多層板而言，四層板的制造技術(shù)比較成熟，而六層板或更多層的電路板由于工藝制作復(fù)雜、造價(jià)高，所以只有在一些高級(jí)設(shè)備中才使用。(1)單層板單層板是指只在電路板的其中一個(gè)面(焊接面)上進(jìn)行布線，而所有元器件、元器件標(biāo)號(hào)以及文字標(biāo)注等都在另一個(gè)面(元器件面)上放置的電路板。其最大的特點(diǎn)是價(jià)格低廉，制造工藝簡(jiǎn)單。但是由于只能在一個(gè)面上進(jìn)行布線，布線比較困難，容易出現(xiàn)布不通的情況，所以只適用于一些比較簡(jiǎn)單的電路。單層板的結(jié)構(gòu)如圖所示。(2)雙層板雙層板是在絕緣板兩面進(jìn)行布線，其中一面作為【TopLayer】(頂層)，另一面作為【Bot-tomLayer】(底層)。頂層和底層通過過孔進(jìn)行電氣連接。雙層板上的元器件通常放置在頂層，但有時(shí)為了縮小電路板體積也可兩層都放。雙層板的特點(diǎn)是價(jià)格適中、布線容易，是目前普通電路板比較常用的類型。雙層板的結(jié)構(gòu)如圖所示。(3)四層板四層板是在雙層板的基礎(chǔ)上增加電源層和地線層，其結(jié)構(gòu)如圖所示。隨著電子設(shè)備越來越復(fù)雜，電路板上的線路和元器件越來越密集，多層板的應(yīng)用也越來越廣泛。電路板的主要設(shè)計(jì)對(duì)象[1](1)元器件封裝通常設(shè)計(jì)者在電路板設(shè)計(jì)完成后，會(huì)將設(shè)計(jì)圖拿到電路板制造企業(yè)去加工。在取回電路板后，要將元器件焊接上去。那么，如何保證元器件的引腳和電路板上的焊點(diǎn)一致呢?這就是元器件封裝大顯身手的時(shí)候了。所謂元器件封裝是指表示實(shí)際元器件焊接到電路板的外觀和焊點(diǎn)位置關(guān)系的組合圖形。既然元器件封裝只是零件的外觀和焊點(diǎn)位置的指示，那么純粹的元器件封裝僅僅是空間的概念。因此，不同的元器件可以共用同一個(gè)元器件封裝，但前提是它們的外形尺寸以及引腳陣列是相同的。另外，同類元器件也可以有不同的元器件封裝，如電阻，它的封裝形式有AXIAL0.3、AXIAL0.4直到AXIALl.0共8種。從圖可以看出，對(duì)于電阻的多種封裝形式，該怎樣選取完全取決于實(shí)際元器件的外形尺寸。封裝形式的后綴的數(shù)字代表了兩個(gè)焊盤之間的間距，單位為英寸，如AXIAL0．4表示焊盤間距為0．4英寸。一般來說，后綴的數(shù)字越大，元器件的外形尺寸就越大。元器件封裝可以在設(shè)計(jì)電路原理圖的時(shí)候指定。在設(shè)計(jì)電路原理圖的時(shí)候，設(shè)計(jì)者可以在元器件屬性對(duì)話框中的【Footprint】(元器件封裝)中指定。另外也可以在引用網(wǎng)絡(luò)表的時(shí)候指定。元器件封裝大致分為兩大類，即直插式封裝和表面貼片式封裝。①直插式封裝所謂直插式就是元器件的引腳是一根根的長導(dǎo)線，為固定元器件一般從頂層穿下，在底層焊盤處焊接，焊盤的金屬化孔貫穿整個(gè)電路板。制造直插式元器件的焊盤需要在電路板上鉆孑L，元器件引腳的多余部分在焊接完成后還要根據(jù)需要剪掉，所以制造電路板的工序較多，另外就是直插式封裝的元器件體積較大，因此選用直插式元器件會(huì)使電路板整體體積增大。直插式封裝如圖(a)所示。②表面貼片式封裝表面貼片式元器件是基于表面貼裝技術(shù)而制作的一種元器件，它把元器件直接焊接在電路板的表面，元器件體積小，并且電路板不需要鉆孔，其結(jié)構(gòu)如圖(b)所示。在電路板的元器件庫中，表面貼片式元器件的引腳只限于表面板層，所以其焊點(diǎn)的屬性對(duì)話框中的[Layer](板層)屬性必須為單一表層，女l[TopLayer](頂層)或[BottomLayer](底層)。(2)焊盤焊盤是電路板和元器件的連接點(diǎn)。焊盤和元器件對(duì)應(yīng)，也分為直插式焊盤和表面貼裝式焊盤。直插式焊盤的中心處有金屬化孔，它貫穿所有的板層。表面貼裝式焊盤一般沒有金屬化孔，焊盤所在層既是元器件層，也是焊接層。直插式焊盤可以在任何一個(gè)層上對(duì)它進(jìn)行編輯，而表面貼裝式焊盤只有在當(dāng)前層和它所在的層一致時(shí)才可以編輯。(3)銅膜導(dǎo)線銅膜導(dǎo)線用于連接各個(gè)焊盤、過孔，是具有實(shí)際電氣連接意義的導(dǎo)線。(4)過孔雙面板和多層板有兩個(gè)以上的導(dǎo)電層，導(dǎo)電層之間相互絕緣，如果需要將某一層和另一層進(jìn)行電氣連接，可以通過過孔實(shí)現(xiàn)。過孔的制作方法為：在多層需要連接處鉆一個(gè)孔，然后在孔的孔壁上沉積導(dǎo)電金屬(又稱電鍍)，這樣就可以將不同的導(dǎo)電層連接起來。過孔主要有穿透式過孔和盲過孑L兩種形式，如圖(a)所示。穿透