1. 什麼是線路板
線路板一般指電路板。
電路板的名稱有:線路板,PCB板,鋁基板,高頻板,厚銅板,阻抗板,PCB,超薄線路板,超薄電路板,印刷(銅刻蝕技術)電路板等。電路板使電路迷你化、直觀化,對於固定電路的批量生產和優化用電器布局起重要作用。電路板可稱為印刷線路板或印刷電路板,英文名稱為(Printed Circuit Board)PCB。
一、線路板材質
一般印製板用基板材料可分為兩大類:剛性基板材料和柔性基板材料。一般剛性基板材料的重要品種是覆銅板。它是用增強材料(Reinforeing Material),浸以樹脂膠黏劑,通過烘乾、裁剪、疊合成坯料,然後覆上銅箔,用鋼板作為模具,在熱壓機中經高溫高壓成形加工而製成的。一般的多層板用的半固化片,則是覆銅板在製作過程中的半成品(多為玻璃布浸以樹脂,經乾燥加工而成)。
二、線路板分類
線路板按層數來分的話分為單面板,雙面板,和多層線路板三個大的分類。
1、單面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導線則集中在另一面上。因為導線只出現在其中一面,所以就稱這種PCB叫作單面線路板。單面板通常製作簡單,造價低,但是缺點是無法應用於太復雜的產品上。
2、雙面板是單面板的延伸,當單層布線不能滿足電子產品的需要時,就要使用雙面板了。雙面都有覆銅有走線,並且可以通過過孔來導通兩層之間的線路,使之形成所需要的網路連接。
3、多層板是指具有三層以上的導電圖形層與其間的絕緣材料以相隔層壓而成,且其間導電圖形按要求互連的印製板。多層線路板是電子信息技術向高速度、多功能、大容量、小體積、薄型化、輕量化方向發展的產物。
2. 什麼是「PCB板」
PCB
印刷電路板(Printed circuit board,PCB)幾乎會出現在每一種電子設備當中.如果在某樣設備中有電子零件,那麼它們也都是鑲在大小各異的PCB上.除了固定各種小零件外,PCB的主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接.隨著電子設備越來越復雜,需要的零件越來越多,PCB上頭的線路與零件也越來越密集了.
標準的PCB上頭沒有零件,也常被稱為「印刷線路板Printed Wiring Board(PWB)」.
板子本身的基板是由絕緣隔熱、並不易彎曲的材質所製作成.在表面可以看到的細小線路材料是銅箔,原本銅箔是覆蓋在整個板子上的,而在製造過程中部份被蝕刻處理掉,留下來的部份就變成網狀的細小線路了.這些線路被稱作導線(conctor pattern)或稱布線,並用來提供PCB上零件的電路連接.
為了將零件固定在PCB上面,我們將它們的接腳直接焊在布線上.在最基本的PCB(單面板)上,零件都集中在其中一面,導線則都集中在另一面.這么一來我們就需要在板子上打洞,這樣接腳才能穿過板子到另一面,所以零件的接腳是焊在另一面上的.因為如此,PCB的正反面分別被稱為零件面(Component Side)與焊接面(Solder Side).
如果PCB上頭有某些零件,需要在製作完成後也可以拿掉或裝回去,那麼該零件安裝時會用到插座(Socket).由於插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆裝.
如果要將兩塊PCB相互連結,一般我們都會用到俗稱「金手指」的邊接頭(edge connector).金手指上包含了許多裸露的銅墊,這些銅墊事實上也是PCB布線的一部份.通常連接時,我們將其中一片PCB上的金手指插進另一片PCB上合適的插槽上(一般叫做擴充槽Slot).在計算機中,像是顯示卡,音效卡或是其它類似的界面卡,都是借著金手指來與主機板連接的.
PCB上的綠色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的顏色.這層是絕緣的防護層,可以保護銅線,也可以防止零件被焊到不正確的地方.在阻焊層上另外會印刷上一層絲網印刷面(silk screen).通常在這上面會印上文字與符號(大多是白色的),以標示出各零件在板子上的位置.絲網印刷面也被稱作圖標面(legend).
印刷電路板將零件與零件之間復雜的電路銅線,經過細致整齊的規劃後,蝕刻在一塊板子上,提供電子零組件在安裝與互連時的主要支撐體,是所有電子產品不可或缺的基礎零件。
印刷電路板以不導電材料所製成的平板,在此平板上通常都有設計預鑽孔以安裝晶元和其它電子組件。組件的孔有助於讓預先定義在板面上印製之金屬路徑以電子方式連接起來,將電子組件的接腳穿過PCB後,再以導電性的金屬焊條黏附在PCB上而形成電路。
依其應用領域PCB可分為單面板、雙面板、四層板以上多層板及軟板。一般而言,電子產品功能越復雜、迴路距離越長、接點腳數越多,PCB所需層數亦越多,如高階消費性電子、信息及通訊產品等;而軟板主要應用於需要彎繞的產品中:如筆記型計算機、照相機、汽車儀表等。
3. 什麼是PCB線路板
一、PCB簡介 (PrintedCircuitBoard)
PCB板即PrintedCircuitBoard的簡寫,中文名稱為印製電路板,又稱印刷電路板、印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的提供者。由於它是採用電子印刷術製作的,故被稱為「印刷」電路板。
PCB的歷史
印製電路板的發明者是奧地利人保羅·愛斯勒(PaulEisler),他於1936年在一個收音機裝置內採用了印刷電路板。1943年,美國人將該技術大量使用於軍用收音機內。1948年,美國正式認可這個發明用於商業用途。自20世紀50年代中期起,印刷電路版技術才開始被廣泛採用。
在印製電路板出現之前,電子元器件之間的互連都是依靠電線直接連接實現的。而現在,電路面板只是作為有效的實驗工具而存在;印刷電路板在電子工業中已經占據了絕對統治的地位。
PCB設計
印製電路板的設計是以電路原理圖為根據,實現電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計,需要考慮外部連接的布局、內部電子元件的優化布局、金屬連線和通孔的優化布局、電磁保護、熱耗散等各種因素。優秀的版圖設計可以節約生產成本,達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手慧慎工實現,復雜的版圖設計需要藉助計算機輔助設計(CAD)實現。
PCB的分類
根據電路層數分類:分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板,復雜的多層板可達十幾層。
PCB板有以下三種主要的劃分類型:
1、單面板(Single-Sided Boards)
在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,導線則集中在另一面上。因為導線只出現在其中一面,所以這種PCB叫作單面板(Single-sided)。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制(因為只有一面,布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑),所以只有早期的電路才使用這類的板子。
2、雙面板(Double-Sided Boards)
這種電路板的兩面都有布線,不過要用上兩面的導線,必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導孔(via)。導孔是在PCB上,充滿或塗上金屬的小洞,它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍,而且因為布線可以互相交錯(可以繞到另一面),它更適合用在比單面板更復雜的電路上。
3、多層板(Multi-Layer Boards)
為了增加可以布線的面積,多層板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內層、二塊單面作外層或二塊雙面作內層、二塊單面作外層的印刷線路板,通過定位系統及絕緣粘結材料交替在一起且導電圖形按設計要求進行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了,也稱為多層印刷線路板。板子的層數就代表了有幾層獨立的布線層,通常層數都是偶數,並且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構,不過技術上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板,不過因為這類計算機已經可以用許多搏飢普通計算機的集群代替,超多基碧返層板已經漸漸不被使用了。因為PCB中的各層都緊密的結合,一般不太容易看出實際數目,不過如果仔細觀察主機板,還是可以看出來。
根據軟硬進行分類:分為普通電路板和柔性電路板。
4. pcb是什麼 pcb的含義
1、PCB就是印刷電路板,即英文Printed circuit board的縮寫。每一種電子設備中都會有它的存在。一個功能完整的PCB主要是用來創建元器件之間的連接,如電阻、電容、電感、二極體、三極體、集成晶元等的連接。它是整個邏輯電路的載體。
2、沒有貼裝之前的裸板也常被稱為印刷線路板,簡稱PWB。PCB基板是由不易彎曲並絕緣隔熱的材質所製成。在PCB板表面上肉眼可見的細小線路是銅箔製作的導電層,首先,將銅箔覆蓋在整個PCB上。然後將不需要的銅箔部分用專用的溶液蝕刻,那麼最後留下的部分就變成我們需要的細小線路。這些銅箔線路被稱為布線或稱導線,其作用是連通PCB上零件之間的的電路。
5. 電路板的材料有哪些
PCB板材質分類
印製板(PCB)的主要材料是覆銅板,而覆銅板(敷銅板)是由基板、銅箔和粘合劑構成的。基板是由高分子合成樹脂和增強材料組成的絕緣層板;在基板的表面覆蓋著一層導電率較高、焊接性良好的純銅箔,常用厚度35~50/ma;銅箔覆蓋在基板一面的覆銅板稱為單面覆銅板,基板的兩面均覆蓋銅箔的覆銅板稱雙面覆銅板;銅箔能否牢固地覆在基板上,則由粘合劑來完成。常用覆銅板的厚度有1.0mm、1.5mm和2.0mm三種。
覆銅板的種類也較多。按絕緣材料不同可分為紙基板、玻璃布基板和合成纖維板;按粘結劑樹脂不同又分為酚醛、環氧、聚脂和聚四氟乙烯等;按用途可分為通用型和特殊型。
國內常用覆銅板的結構及特點
(1)覆銅箔酚醛紙層壓板
是由絕緣浸漬紙(TFz一62)或棉纖維浸漬紙(1TZ-一63)浸以酚醛樹脂經熱壓而成的層壓製品,兩表面膠紙可附以單張無鹼玻璃浸膠布,其一面敷以銅箔。主要用作無線電設備中的印製電路板。
(2)覆銅箔酚醛玻璃布層壓板
是用無鹼玻璃布浸以環氧酚醛樹脂經熱壓而成的層壓製品,其一面或雙面敷以銅箔,具有質輕、電氣和機械性能良好、加工方便等優點。其板面呈淡黃色,若用三氰二胺作固化劑,則板面呈淡綠色,具有良好的透明度。主要在工作溫度和工作頻率較高的無線電設備中用作印製電路板。
(3)覆銅箔聚四氟乙烯層壓板
是以聚四氟乙烯板為基板,敷以銅箔經熱壓而成的一種敷銅板。主要用於高頻和超高頻線路中作印製板用。
(4)覆銅箔環氧玻璃布層壓板
是孔金屬化印製板常用的材料。
(5)軟性聚酯敷銅薄膜
是用聚酯薄膜與銅熱壓而成的帶狀材料,在應用中將它捲曲成螺旋形狀放在設備內部。為了加固或防潮,常以環氧樹脂將它灌注成一個整體。主要用作柔性印製電路和印製電纜,可作為接插件的過渡線。目前,市場上供應的覆銅板,從基材考慮,主要可分以下幾類:紙基板、玻纖布基板、合成纖維布基板、無紡布基板、復合基板。
覆銅板常用的有以下幾種:
FR-1——酚醛棉紙,這基材通稱電木板(比FR-2較高經濟性)
FR-2——酚醛棉紙
FR-3——棉紙(Cotton paper)、環氧樹脂
FR-4——玻璃布(Woven glass)、環氧樹脂
FR-5——玻璃布、環氧樹脂
FR-6——毛面玻璃、聚酯
G-10——玻璃布、環氧樹脂
CEM-1——棉紙、環氧樹脂(阻燃)
CEM-2——棉紙、環氧樹脂(非阻燃)
CEM-3——玻璃布、環氧樹脂
CEM-4——玻璃布、環氧樹脂
CEM-5——玻璃布、多元酯
AIN——氮化鋁
SIC——碳化硅
6. 線路板的製作流程
製程名稱
制 程 簡 介 內 容 說 明
印刷電路板
在電子裝配中,印刷電路板(Printed Circuit Boards)是個關鍵零件。它搭載其他的電子零件並連通電路,以提供一個安穩的電路工作環境。如以其上電路配置的情形可概分為三類:
【單面板】將提供零件連接的金屬線路布置於絕緣的基板材料上,該基板同時也是安裝零件的支撐載具。
【雙面板】當單面的電路不足以提供電子零件連接需求時,便可將電路布置於基板的兩面,並在板上布建通孔電路以連通板面兩側電路。
【多層板】在較復雜的應用需求時,電路可以被布置成多層的結構並壓合在一起,並在層間布建通孔電路連通各層電路。
內層線路
銅箔基板先裁切成適合加工生產的尺寸大小。基板壓膜前通常需先用刷磨、微蝕等方法將板面銅箔做適當的粗化處理,再以適當的溫度及壓力將乾膜光阻密合貼附其上。將貼好乾膜光阻的基板送入紫外線曝光機中曝光,光阻在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應(該區域的乾膜在稍後的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑),而將底片上的線路影像移轉到板面乾膜光阻上。撕去膜面上的保護膠膜後,先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區域顯影去除,再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除,形成線路。最後再以氫氧化鈉水溶液將功成身退的乾膜光阻洗除。對於六層(含)以上的內層線路板以自動定位沖孔機沖出層間線路對位的鉚合基準孔。
壓 合
完成後的內層線路板須以玻璃纖維樹脂膠片與外層線路銅箔黏合。在壓合前,內層板需先經黑(氧)化處理,使銅面鈍化增加絕緣性;並使內層線路的銅面粗化以便能和膠片產生良好的黏合性能。疊合時先將六層線路[含]以上的內層線路板用鉚釘機成對的鉚合。再用盛盤將其整齊疊放於鏡面鋼板之間,送入真空壓合機中以適當之溫度及壓力使膠片硬化黏合。壓合後的電路板以X光自動定位鑽靶機鑽出靶孔做為內外層線路對位的基準孔。並將板邊做適當的細裁切割,以方便後續加工。
鑽 孔
將電路板以CNC鑽孔機鑽出層間電路的導通孔道及焊接零件的固定孔。鑽孔時用插梢透過先前鑽出的靶孔將電路板固定於鑽孔機床台上,同時加上平整的下墊板(酚醛樹酯板或木漿板)與上蓋板(鋁板)以減少鑽孔毛頭的發生。
鍍 通 孔
一 次 銅
在層間導通孔道成型後需於其上布建金屬銅層,以完成層間電路的導通。先以重度刷磨及高壓沖洗的方式清理孔上的毛頭及孔中的粉屑,再以高錳酸鉀溶液去除孔壁銅面上的膠渣。在清理乾凈的孔壁上浸泡附著上錫鈀膠質層,再將其還原成金屬鈀。將電路板浸於化學銅溶液中,藉著鈀金屬的催化作用將溶液中的銅離子還原沉積附著於孔壁上,形成通孔電路。再以硫酸銅浴電鍍的方式將導通孔內的銅層加厚到足夠抵抗後續加工及使用環境沖擊的厚度。
外層線路
二 次 銅
在線路影像轉移的製作上如同內層線路,但在線路蝕刻上則分成正片與負片兩種生產方式。負片的生產方式如同內層線路製作,在顯影後直接蝕銅、去膜即算完成。正片的生產方式則是在顯影後再加鍍二次銅與錫鉛(該區域的錫鉛在稍後的蝕銅步驟中將被保留下來當作蝕刻阻劑),去膜後以鹼性的氨水、氯化銅混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除,形成線路。最後再以錫鉛剝除液將功成身退的錫鉛層剝除(在早期曾有保留錫鉛層,經重鎔後用來包覆線路當作保護層的做法,現多不用)。
防焊綠漆
外層線路完成後需再披覆絕緣的樹酯層來保護線路避免氧化及焊接短路。塗裝前通常需先用刷磨、微蝕等方法將線路板銅面做適當的粗化清潔處理。而後以網版印刷、簾塗、靜電噴塗…等方式將液態感光綠漆塗覆於板面上,再預烘乾燥(乾膜感光綠漆則是以真空壓膜機將其壓合披覆於板面上)。待其冷卻後送入紫外線曝光機中曝光,綠漆在底片透光區域受紫外線照射後會產生聚合反應(該區域的綠漆在稍後的顯影步驟中將被保留下來),以碳酸鈉水溶液將塗膜上未受光照的區域顯影去除。最後再加以高溫烘烤使綠漆中的樹酯完全硬化。
較早期的綠漆是用網版印刷後直接熱烘(或紫外線照射)讓漆膜硬化的方式生產。但因其在印刷及硬化的過程中常會造成綠漆滲透到線路終端接點的銅面上而產生零件焊接及使用上的困擾,現在除了線路簡單粗獷的電路板使用外,多改用感光綠漆進行生產。
文字印刷
將客戶所需的文字、商標或零件標號以網版印刷的方式印在板面上,再用熱烘(或紫外線照射)的方式讓文字漆墨硬化。
接點加工
防焊綠漆覆蓋了大部份的線路銅面,僅露出供零件焊接、電性測試及電路板插接用的終端接點。該端點需另加適當保護層,以避免在長期使用中連通陽極(+)的端點產生氧化物,影響電路穩定性及造成安全顧慮。
【鍍金】在電路板的插接端點上(俗稱金手指)鍍上一層高硬度耐磨損的鎳層及高化學鈍性的金層來保護端點及提供良好接通性能。
【噴錫】在電路板的焊接端點上以熱風整平的方式覆蓋上一層錫鉛合金層,來保護電路板端點及提供良好的焊接性能。
【預焊】在電路板的焊接端點上以浸染的方式覆蓋上一層抗氧化預焊皮膜,在焊接前暫時保護焊接端點及提供較平整的焊接面,使有良好的焊接性能。
【碳墨】在電路板的接觸端點上以網版印刷的方式印上一層碳墨,以保護端點及提供良好的接通性能。
成型切割
將電路板以CNC成型機(或模具沖床)切割成客戶需求的外型尺寸。切割時用插梢透過先前鑽出的定位孔將電路板固定於床台(或模具)上成型。切割後金手指部位再進行磨斜角加工以方便電路板插接使用。對於多聯片成型的電路板多需加開X形折斷線,以方便客戶於插件後分割拆解。最後再將電路板上的粉屑及表面的離子污染物洗凈。
終檢包裝
在包裝前對電路板進行最後的電性導通、阻抗測試及焊錫性、熱沖擊耐受性試驗。並以適度的烘烤消除電路板在製程中所吸附的濕氣及積存的熱應力,最後再用真空袋封裝出貨。