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什麼是PCB?PCB是什麼

作者:匿名 發布時間:2019-01-21 20:18:22 點擊:141
電子產品,通常是先設計電路原理圖。在電路原理圖上,用各種特定的符號代表不同的電子元器件,並把它們用線連接起來。一個電子工程師可以通過這些符號和連線清楚地看出電路工作原理和各個各部分的功能。


PCB是什麼


PCB是英文“Printed Circuit Board”的縮寫,直譯就是印製電路板的意思。其含義是:以絕緣材料為基板加工成一定尺寸的板,上面至少有一個導電圖形及所設計好的孔,以實現電子元器件之間的電力連接,這樣的板稱為印製電路板。2o“u d'q I-J8U E


一般來說,PCB是敷銅板經過蝕刻處理得到的。敷銅板有板基和銅箔組成,板基通常採用玻璃纖維等絕緣材料,上面覆蓋一層銅箔(通常採用無氧銅)。銅箔經過蝕刻後就剩下一段一段曲曲折折的銅箔,這些銅箔稱為走線(trace)。這些走線的功能就相當於電路原理圖中的那些連線,它們負責把元器件的引脚連接到一起。銅箔上鑽有一些孔,用來安裝電子元件,稱為鑽孔。而用於與元件引脚焊接的銅箔則稱為焊盤(Pad)。Y L2} K |“y l


顯然,PCB能為電子元器件提供固定、裝配的機械支撐,可實現電子元器件之間的電力連接或絕緣。另外,我們還可以看到許多PCB上都印有元件的編號和一些圖形,這為元件插裝、檢查、維修提供方便。


元件可通過哪些管道裝在PCB上


其實,電子元件有很多種封裝形式,不同封裝形式的元件在PCB上的安裝方式也是不同的。傳統的電子元件大都是插針式的,體積較大,對於這種元件,需要在PCB上鑽孔後才能安裝。元件引脚從鑽孔穿過焊接在PCB另一面的焊盤上,焊接完成後還要剪除多餘的引脚。但是現在電腦板卡更多採用的是成本低、體積小的SMD表面貼裝元件,因而無需在PCB上鑽孔,只要粘在設計好的位置上,把元件焊接在焊盤上即可。可元件除了可以直接焊接在PCB上之外,還可以通過插座安裝。例如大家熟知的BIOS晶片大多就是用插座安裝在主機板上的。9z E R+e3Z p5P8o R3`


在一些資料中常提到元件面和焊接面的概念。所謂元件面,就是電子元器件所在的那個面,焊接面就是元件的引脚通過焊錫與PCB上的焊盤連接的那個面,它是我們焊接用的。對於插針式元件,焊點和元件分別處於PCB的兩個面上,元件只能處於元件面,否則將給焊接帶來巨大的麻煩。對於SMD元件來說,焊點和元件都在一個面上,所以元件可以在PCB的任意一個面甚至兩個面上。

PCB多層板


但隨著微電子技術的發展,電路的複雜程度大幅提高,對PCB的電力效能也提出更高的要求,如果還採用單面板或雙面板的話,電路體積會很大,佈線很難,除此之外,線路間的電磁干擾也不好處理,於是就出現了多層板(層數代表有幾層獨立的佈線層,通常都是偶數)。


使用多層板的優點:裝配密度高,體積小;電子元器件之間的連線縮短,訊號傳送速率提高;方便佈線;對於高頻電路,加入地線層,使訊號線對地形成恒定的低阻抗;遮罩效果好。但是層數越多成本越高,加工週期也更長,質量檢測比較麻煩。

我們常見的電腦板卡通常採用四層板或六層板,不過現在已有超過100層的實用印製線路板了。六層板與四層板的區別是在中間,即地線層和電源層之間多了兩個內部訊號層,比四層板厚一些。

多層板實際上是由蝕刻好的幾塊單面板或雙面板經過層壓、粘合而成的。雙面板很容易分辨,對著燈光看,除兩面的走線外,其它地方都是透光的。對於四層板和六層板來說,因為PCB中的各層結合得十分緊密,如果板卡上有相應的標記,就沒有很好的辦法進行區分。;J,M r i }

過孔(VIA)s t“a z為2t各層之間的電力連接,在PCB絕緣層上打孔,然後在孔壁上鍍銅,就可以連通內外層電路,這種孔稱為過孔,通孔或者貫孔等。對於多層板來說,過孔分為幾種:貫穿所有層的穿透式過孔,只能在一個面看到的半隱藏式過孔和看不見的全隱藏式過孔。

除了通過電鍍形成過孔外,最近還普及空內填入“導電膏”製作導通孔的方法。導電膏是在樹脂裏加入金屬顆粒的膏狀物,填充到孔裏一旦固化,金屬顆粒之間互相接觸,就可以連通電路。這樣形成的孔叫做金屬導通孔,銀顆粒導電膏所形成的孔叫做“銀導通孔”,最近還開始使用銅顆粒的導電膏。'Q'a T:j0J9p D:n M

佈線的學問

蛇行線的誤區

在許多板卡的試用報告中都可以看到類似這樣的描述:“做工不錯,板上的蛇行線也很多”。通常所說的蛇行線是指那種呈連續S形變化的佈線。直觀地看,需要連接地兩點之間沒有阻礙,本來是可以布成直線連通的,但卻實際採用蛇行佈線。從理論上來看,蛇行線有這些作用:形成一個微小的電感,抑制線上的訊號電流的變化;保證某些線路的等長;能在一定程度上抑制串擾。可以看出,這只是一種局部的佈線管道,設計人員要根據實際情況來採用,並不能以蛇行線的多少來判斷PCB佈線的優劣。


粗細有別

我們在觀察PCB時會發現走線有粗有細,粗的地方通常是電源線和地線,而細的則是數據線。這是因為電源線和地線要通過比較大的電流,應盡可能粗一些。囙此,空餘的地方往往被成片的銅箔覆蓋作為地線。數據線上通過的電流較小,就可以設計得比較細,而且細的連線也更有利於佈線。

拐彎也有講究


PCB上的走線不可能全是直線,囙此就要涉及到轉向的問題。設計上通常要求走線在轉向時不能是直角,而是45度角(指與線延伸方向的夾角度)左右。這是因為直角和銳角的圖形在高頻電路中會影響電力效能,而且在高溫情况下容易剝落,所以通常要求走線的轉向處為鈍角或圓角。


PCB的五彩外衣

我們對電腦板卡的第一印象恐怕就是它的顏色,除了最常見的綠色和棕色外,還有藍色、紅色、黑色、紫色等。我們先思考一下為什麼PCB上其它銅導線不上錫呢。在PCB除焊盤,表面有一層耐波峰焊的阻焊膜,其作用是防止進行波峰焊時產生橋接現象,提高焊接質量和節約焊料等優點。它也是印製板的永久性保護層,能起到防潮,防腐蝕,防黴和機械擦傷等作用。阻焊膜多數為綠色,所以在PCB行業常把阻焊油叫成綠油,PCB的顏色實際就是阻焊油的顏色。如果阻焊油加入其它的化學原料就可以改變它的顏色,但是顏色只是起到裝潢作用,對效能是沒有什麼影響的。


看似尋常的細節


安裝孔

安裝孔就是固定板卡的螺絲孔,如果不是用於接地的話,周圍5mm內不能用銅箔。這些孔是用於接地的,所以周圍有一圈銅箔。這樣,板卡的地線通過金屬螺絲與主機殼的金屬外殼相連,可以起到遮罩作用。


基準點


大量採用SMD元件的板卡通常元件非常密集,某些大規模集成電路的引脚排列更加密集,要採用自動化設備對PCB進行元件貼放就要求非常高的精密度。為滿足這一要求,通常在PCB上設計有基準點,以幫助自動化設備對準PCB。PCB上通常有全域基準點和局部基準點,在整個PCB的對角線上看到的兩個基準點是全域基準點,在密間距QFP、TSOP和BGA封裝的元件的對角線上看到的是局部基準點。這些基準點,所有的元件就能與PCB上設計的位置精確重合。