隨著電子技術的發展,電子產品的功能和結構越來越復雜,元器件的布局和互連布線不能像以前那樣隨意,否則檢查起來會眼花繚亂。因此,鉚釘和端子被釘在壹塊板上作為連接點,元件通過導線與連接點連接,元件被安裝在板的壹側,這就是最原始的電路板。
單面覆銅板的發明已經成為電路板設計和制造新時代的標誌。先用模板在覆銅板上印刷防腐膜,然後蝕刻線條。這項技術就像在紙上印刷壹樣簡單,因此得名“印刷電路板”。
1印刷電路板的結構和類型
1)覆銅板的結構
印刷電路板的基材是覆銅板。鍍銅是將電解銅箔塗在絕緣基板上,然後熱壓而成。
絕緣基板由酚醛紙層壓板、環氧酚醛玻璃布層壓板、環氧玻璃布層壓板、聚四氟乙烯玻璃布層壓板制成,壹般厚度為0.1毫米、0.5毫米、1.0毫米、1.5毫米、2.0毫米、3.0毫米等。
國內電路板銅箔厚度為35 μ m,國外已經使用18μm、10μm、5 μ m等超薄銅箔。銅箔薄,蝕刻時間短,側面腐蝕小,易於鉆孔,可節省銅材。
在壹定尺寸的覆銅板上,通過特殊工藝印制導線和孔,可以制成實現元器件互連和安裝的印刷電路板(簡稱PCB)。
2)印刷電路板的類型
(1)單板:只有壹面有印刷線路的印刷電路板稱為單板,如圖3-5(a)所示。單板結構簡單,成本低,適用於對電氣性能要求不高,線路簡單的場合。
(2)雙面板:雙面印刷電路板是兩面都有印刷線路的電路板,如圖3-5(b)所示。因為兩邊都有印刷線,所以壹般用金屬孔來連接兩邊的印刷線。雙面板的布線密度比單面板高,使用起來更方便。適用於對電氣性能要求較高的通訊設備、計算機、儀器儀表。
圖3-5單面板和雙面板
1—焊料;2-焊接表面;3-pad;4-環氧樹脂板;5-銷元件;6—部件表面;7—銅薄膜導體
(3)多層板(Multi-panel):多層板是在絕緣基板上制作三層以上印刷線路的印刷電路板,由若幹薄的單或雙面板層壓壓制而成。多層電路板中設置有電源層、內部接地層和中間布線層。為了引出夾在中間的印刷線路,用於安裝元件的孔應該被金屬化以與中間層連通。隨著電子技術的快速發展,當電路復雜,對電路板要求嚴格時,單面板和雙面板無法實現理想的布線,必須采用多面板。
2印刷電路板的常用術語
如圖3-6所示,印刷電路板的常用術語如下:
圖3-6印刷電路板的常用術語
1—安裝孔;2-絲網印刷層;3-pad;4—通孔;5-印刷導體
組件表面-安裝大多數組件的表面。
焊接表面-與部件表面相對的另壹個表面。
元件封裝-實際元件焊接到印刷電路板上時的外觀和引腳位置(焊點位置)。元件封裝在印刷電路板的設計中起著主要的作用,因為所有的元件都是以元件封裝的形式體現在印刷電路板上的。不了解元器件的封裝,就無法設計電路板。
焊盤-用於連接印刷線路和焊接元件,包括安裝孔和周圍的銅箔。
印刷導體-從壹個焊點到另壹個焊點的連接。不同寬度的電線會產生不同的電流。信號線壹般設計的很細,電源線和地線設計的很寬。
安全距離-電線之間、電線與焊點之間以及焊點之間的絕緣距離。
金屬化孔-也稱為過孔-是孔壁上沈積有金屬的孔,主要用於層間導電圖案的電連接。
助焊劑(層)膜-助焊劑(層)膜是塗覆在焊盤上的合金層(膜),用於提高可焊性。
阻焊膜——為了使線路板適應波峰焊等焊接形式,要求線路板上沒有焊盤的銅箔不能沾錫,焊盤以外的所有部位都塗壹層綠色阻焊膜。阻焊層是壹種耐高溫塗層。除了元件的焊盤和安裝孔,印刷電路板的其他部分都在阻焊層之下。
絲網印刷層——印刷在元器件表面的不導電的圖案,代表某些元器件的符號和標簽,用來標記元器件的安裝位置。絕緣白漆壹般采用絲網印刷的方式印刷在元器件表面。