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新闻动态

印刷电路板)

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PCB(printedcircuitboard)是印刷电路板,简称印刷板,是电子工业的重要部件之一。大部分电子设备,小到电子手表、计算机,大到电脑、通信电子设备、军用武器系统,只要有集成电路等电子部件,就必须使用印刷板来连接各部件之间的电气。印刷基板由绝缘基板、连接导线和组装焊接电子部件的焊盘构成,具有导电基板和绝缘基板的双重作用。可以替代复杂的布线,实现电路各部件之间的电气连接,不仅简化了电子产品的组装焊接作业,减少了传统方式下的布线作业量,大大降低了工人的劳动强度,还缩小了整体体积,降低了产品成本,提高了电子设备的质量和可靠性。印刷电路板具有良好的产品一致性,可采用标准化设计,有利于在生产过程中实现机械化和自动化。同时,整个组装调整的印刷基板可以作为独立的备件,使整个产品的交换和维护变得容易。目前印刷基板已广泛应用于电子产品的生产制造。

最初使用的是纸基复盖铜印板。半导体晶体管自1950年代出现以来,对印刷板的需求量急剧上升。特别是集成电路的快速发展和广泛应用,使电子设备体积越来越小,电路布线密度和难易度越来越大,印刷板要求更新。目前印刷板的品种已从单面板发展到双面板、多层板和柔性板,结构和质量也发展到超高密度、微型化、高可靠性的新设计方法、设计用品和板材、板材技术不断出现。近年来,各种计算机辅助设计(CAD)印刷电路板的应用软件在业内普及和普及,在专业印刷电路板制造商中,机械化、自动化生产完全取代了手工操作。

PCB的创作者是奥地利人保罗·爱斯勒(Paul·Leisler),1936年,他首先在收音机上采用了印刷电路板。1943年,美国人大多将该技术应用于军用收音机,1948年,美国正式批准该发明可用于商业用途。从1950年代中期开始,印刷电路板被广泛使用。印刷电路板几乎出现在各种电子设备中。如果某个设备中有电子部件的话,大小不同的PCB也镶嵌着。PCB的主要功能是使各种电子元件形成预定电路的连接,起到中继传输的作用,是电子产品的重要电子相互连接,被称为电子产品之母。

PCB之所以被广泛应用,是因为它有很多独特的优点。

多年来,印刷板的高密度随着集成电路集成度的提高和安装技术的提高而相应发展。

通过了一系列的检查、测试和老化试验等技术手段,可以保证PCB长期(使用期一般为20年)可靠地工作。

对PCB的各种性能(电、物理、化学、机械等)的要求,可以通过设计标准化、规范化等来实现。这样设计时间短,效率高。

PCB采用现代化管理,可标准化、规模化、自动化生产,保证产品质量一致性。

建立了比较完整的测试方法、测试标准,可以通过各种测试设备和仪器等进行测试,鉴定PCB产品的合格性和寿命。

pcb产品可以标准化组装各种部件,自动化、规模化批量生产。另外,将PCB和其他各种部件整体组装,形成更大的部件、系统,直到整个机器。

由于PCB产品和各部件整体组装的部件是标准化设计和规模化生产的,这些部件也是标准化的。因此,如果系统发生故障,可以快速、方便、灵活地更换,快速恢复系统的工作。

(1)提供集成电路等各种电子部件的固定、组装的机械支撑,实现集成电路等各种电子部件之间的布线和电气连接或电气绝缘,提供所需的电气特性。

(2)为自动焊接提供阻焊图形,为部件插入、检查、维护提供识别字符和图形。

(3)电子设备采用印刷板后,由于同类印刷板的一致性,避免了人工接线的错误,实现了电子部件的自动插入、粘贴、自动焊接、自动检查,保证了电子产品的质量,提高了劳动生产率,降低了成本

(4)在高速或高频电路中为电路提供必要的电气特性、特性阻抗和电磁兼容特性。

(5)内部嵌入无源部件的印刷板,提供一定的电气功能,简化了电子安装程序,提高了产品的可靠性。

(6)在大规模和超大规模的电子件中,为电子部件的小型芯片封装提供了有效的芯片载体。

根据电路层数分类,分为单板双板多板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达数十层。PCB板有以下三种主要区分类型:

。单面板(Single-SidedBoards)在最基本的PCB上,部件集中在其中一面,导线集中在另一面(有补丁部件时与导线相同,插件部件再次相反)。由于导线只出现在其中一面,该PCB称为单板。单板在设计线路上有很多严格的限制(因为只有一面,配线之间不能交叉,所以必须绕过自己的路径),所以只有初期的回路才使用这样的板子。

双面板(Double-SidedBoards)这个电路板的两面都有布线,但是必须在两面之间连接适当的电路。这个电路之间的桥被称为导孔(via)。导孔在PCB上,充满或涂抹金属的小孔,可与两面的导线连接。由于双面板的面积比单面板大一倍,双面板解决了单面板中布线交错的难点(通过孔可以通过对面),适用于比单面板更复杂的电路。

多层板(Multi-LayerBoards)增加了可接线面积,多层板使用了更多单面或双面接线板。一个双面作为内层,两个单面作为外层,两个双面作为内层,两个单面作为外层的印刷基板,通过定位系统和绝缘粘结材料交替,导电图形按照设计要求连接的印刷基板成为四层、六层的印刷基板,也称为多层的印刷基板。板的层数并不意味着有几层独立的布线层,特殊情况下加入空层控制板的厚度,通常层数是偶数,包括最外侧的两层。大多数主板都是4层到8层的结构,但技术理论上可以制作近100层的PCB板。大型超级计算机大多使用相当多层的主板,但由于这种计算机可以用很多普通计算机的集群代替,所以超级多层板已经不再使用了。PCB中的各层紧密结合,一般不太容易看到实际数量,但仔细观察主板还是可以看到的。

分为刚性电路板和柔性电路板、硬结合板。一般将以下第一张图所示的PCB称为刚性(Rigid)PCB,第二张图中的黄色连接线称为柔性(或干扰Flexible)PCB。刚性PCB和柔性PCB的直观区别是柔性PCB可以弯曲。刚性PCB常见厚度为0.2毫米、0.4毫米、0.6毫米、0.8毫米、1.0毫米、1.2毫米、1.6毫米、2.0毫米等。柔性PCB的常见厚度为0.2mm,焊接部件的场所在其背后加厚层,加厚层的厚度为0.2mm、0.4mm。理解这些目的是为结构工程师设计时提供空间参考。刚性PCB的材料常见的有酚醛纸压板、环氧纸压板、聚酯玻璃毡压板、环氧玻璃压板柔性PCB的材料常见的有聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、氟乙烯薄膜。

为了使电子回路取得最佳性能,部件的布局和导线的布局很重要。为了设计质量好、成本低的PCB,必须遵循

首先考虑PCB尺寸的大小。PCB尺寸过大,印刷线长,阻抗增加,噪音能力下降,成本也增加,过小,散热不好,附近的线容易受到干扰。确定PCB尺寸后,确定特殊部件的位置。最后,根据电路的功能单元,配置电路的所有部件。

①尽量缩短高频部件之间的连接,减少分布参数和相互电磁干扰。容易受到干扰的部件不能相互接近。输入和输出部件应尽量远离。

②某些部件和导线之间可能有很高的电位差,为了不让放电引起意外的短路,必须加大距离。带高电压的部件应尽量配置在调整时手不易接触的地方。

③重量超过15g的部件,用支架固定,焊接。大、重、发热量多的部件不应安装在印刷板上,应安装在整个机箱底板上,应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。

④对于电位器、可调电感线圈、可变电容、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。如果是机内调节的话,应该放在印刷板容易调节的地方,如果是机外调节的话,其位置应该适应调节旋钮在机箱面板上的位置。

①根据电路的流程安排各功能电路单元的位置,使布局方便信号流通,尽量保持信号一致的方向。

②围绕各功能电路的核心部件进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地挖掘在PCB上,尽量减少和缩短各部件之间的引线。

 

在高频下工作的电路应考虑元件之间的分布参数。一般电路应尽量使部件平行排列。这样,不仅美观,而且容易焊接,容易批量生产。

④位于电路板边缘的部件,离电路板边缘一般在2m以上。电路板的最佳形状是矩形。长宽比为3:2或4:3。当电路板面尺寸大于200毫米时,应考虑电路板的机械强度。

①输入输出端使用的导线应尽量避免相邻平行。最好加上线之间的地线,以免发生反馈耦合。

②印刷板导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板之间的附着强度和流通电流值决定。

铜箔厚度为0.05mm,宽度为1~15mm时,通过2极A电流,温度不超过3℃,导线mm可满足要求。集成电路,特别是数字电路,通常选择0.02~0.3mm的导线宽度。当然,如果允许的话,尽量使用宽线,特别是电源线

金属焊盘的中心孔比设备的引线直径稍大。焊盘太大,容易形成虚焊。焊盘外径d一般为d,1.2mm以上,d为导线孔径。对于高密度的数字电路,焊盘的最小直径可以取得d,0分钟。

常用的PCB设计软件提供商有Altium、Cadence、Mentor等。其中,Altium(以前被称为Protel国际)公司相继发售的Protel99SE、Pi¤otelDXP、AltiumDesigner等在我国广泛应用。目前,AltiumbDesigner每年都发布新版本。关于PCB设计软件,学习使用一个,其馀的学习变得容易了。因为这种软件的功能很接近。

按产业链上下游分类,可分为原材料、霸权铜板、印刷电路板、电子产品应用等,其关系简单如下:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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