1. 什么是线路板
线路板一般指电路板。
电路板的名称有:线路板,PCB板,铝基板,高频板,厚铜板,阻抗板,PCB,超薄线路板,超薄电路板,印刷(铜刻蚀技术)电路板等。电路板使电路迷你化、直观化,对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。电路板可称为印刷线路板或印刷电路板,英文名称为(Printed Circuit Board)PCB。
一、线路板材质
一般印制板用基板材料可分为两大类:刚性基板材料和柔性基板材料。一般刚性基板材料的重要品种是覆铜板。它是用增强材料(Reinforeing Material),浸以树脂胶黏剂,通过烘干、裁剪、叠合成坯料,然后覆上铜箔,用钢板作为模具,在热压机中经高温高压成形加工而制成的。一般的多层板用的半固化片,则是覆铜板在制作过程中的半成品(多为玻璃布浸以树脂,经干燥加工而成)。
二、线路板分类
线路板按层数来分的话分为单面板,双面板,和多层线路板三个大的分类。
1、单面板,在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单,造价低,但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。
2、双面板是单面板的延伸,当单层布线不能满足电子产品的需要时,就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线,并且可以通过过孔来导通两层之间的线路,使之形成所需要的网络连接。
3、多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成,且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。
2. 什么是“PCB板”
PCB
印刷电路板(Printed circuit board,PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中.如果在某样设备中有电子零件,那么它们也都是镶在大小各异的PCB上.除了固定各种小零件外,PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接.随着电子设备越来越复杂,需要的零件越来越多,PCB上头的线路与零件也越来越密集了.
标准的PCB上头没有零件,也常被称为“印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)”.
板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成.在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了.这些线路被称作导线(conctor pattern)或称布线,并用来提供PCB上零件的电路连接.
为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上.在最基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面.这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的.因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component Side)与焊接面(Solder Side).
如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket).由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装.
如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge connector).金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份.通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot).在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的.
PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色.这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方.在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silk screen).通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置.丝网印刷面也被称作图标面(legend).
印刷电路板将零件与零件之间复杂的电路铜线,经过细致整齐的规划后,蚀刻在一块板子上,提供电子零组件在安装与互连时的主要支撑体,是所有电子产品不可或缺的基础零件。
印刷电路板以不导电材料所制成的平板,在此平板上通常都有设计预钻孔以安装芯片和其它电子组件。组件的孔有助于让预先定义在板面上印制之金属路径以电子方式连接起来,将电子组件的接脚穿过PCB后,再以导电性的金属焊条黏附在PCB上而形成电路。
依其应用领域PCB可分为单面板、双面板、四层板以上多层板及软板。一般而言,电子产品功能越复杂、回路距离越长、接点脚数越多,PCB所需层数亦越多,如高阶消费性电子、信息及通讯产品等;而软板主要应用于需要弯绕的产品中:如笔记型计算机、照相机、汽车仪表等。
3. 什么是PCB线路板
一、PCB简介 (PrintedCircuitBoard)
PCB板即PrintedCircuitBoard的简写,中文名称为印制电路板,又称印刷电路板、印刷线路板,是重要的电子部件,是电子元器件的支撑体,是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的,故被称为“印刷”电路板。
PCB的历史
印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒(PaulEisler),他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年,美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年,美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起,印刷电路版技术才开始被广泛采用。
在印制电路板出现之前,电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在,电路面板只是作为有效的实验工具而存在;印刷电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。
PCB设计
印制电路板的设计是以电路原理图为根据,实现电路设计者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指版图设计,需要考虑外部连接的布局、内部电子元件的优化布局、金属连线和通孔的优化布局、电磁保护、热耗散等各种因素。优秀的版图设计可以节约生产成本,达到良好的电路性能和散热性能。简单的版图设计可以用手慧慎工实现,复杂的版图设计需要借助计算机辅助设计(CAD)实现。
PCB的分类
根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达十几层。
PCB板有以下三种主要的划分类型:
1、单面板(Single-Sided Boards)
在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。
2、双面板(Double-Sided Boards)
这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
3、多层板(Multi-Layer Boards)
为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多搏饥普通计算机的集群代替,超多基碧返层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。
根据软硬进行分类:分为普通电路板和柔性电路板。
4. pcb是什么 pcb的含义
1、PCB就是印刷电路板,即英文Printed circuit board的缩写。每一种电子设备中都会有它的存在。一个功能完整的PCB主要是用来创建元器件之间的连接,如电阻、电容、电感、二极管、三极管、集成芯片等的连接。它是整个逻辑电路的载体。
2、没有贴装之前的裸板也常被称为印刷线路板,简称PWB。PCB基板是由不易弯曲并绝缘隔热的材质所制成。在PCB板表面上肉眼可见的细小线路是铜箔制作的导电层,首先,将铜箔覆盖在整个PCB上。然后将不需要的铜箔部分用专用的溶液蚀刻,那么最后留下的部分就变成我们需要的细小线路。这些铜箔线路被称为布线或称导线,其作用是连通PCB上零件之间的的电路。
5. 电路板的材料有哪些
PCB板材质分类
印制板(PCB)的主要材料是覆铜板,而覆铜板(敷铜板)是由基板、铜箔和粘合剂构成的。基板是由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板;在基板的表面覆盖着一层导电率较高、焊接性良好的纯铜箔,常用厚度35~50/ma;铜箔覆盖在基板一面的覆铜板称为单面覆铜板,基板的两面均覆盖铜箔的覆铜板称双面覆铜板;铜箔能否牢固地覆在基板上,则由粘合剂来完成。常用覆铜板的厚度有1.0mm、1.5mm和2.0mm三种。
覆铜板的种类也较多。按绝缘材料不同可分为纸基板、玻璃布基板和合成纤维板;按粘结剂树脂不同又分为酚醛、环氧、聚脂和聚四氟乙烯等;按用途可分为通用型和特殊型。
国内常用覆铜板的结构及特点
(1)覆铜箔酚醛纸层压板
是由绝缘浸渍纸(TFz一62)或棉纤维浸渍纸(1TZ-一63)浸以酚醛树脂经热压而成的层压制品,两表面胶纸可附以单张无碱玻璃浸胶布,其一面敷以铜箔。主要用作无线电设备中的印制电路板。
(2)覆铜箔酚醛玻璃布层压板
是用无碱玻璃布浸以环氧酚醛树脂经热压而成的层压制品,其一面或双面敷以铜箔,具有质轻、电气和机械性能良好、加工方便等优点。其板面呈淡黄色,若用三氰二胺作固化剂,则板面呈淡绿色,具有良好的透明度。主要在工作温度和工作频率较高的无线电设备中用作印制电路板。
(3)覆铜箔聚四氟乙烯层压板
是以聚四氟乙烯板为基板,敷以铜箔经热压而成的一种敷铜板。主要用于高频和超高频线路中作印制板用。
(4)覆铜箔环氧玻璃布层压板
是孔金属化印制板常用的材料。
(5)软性聚酯敷铜薄膜
是用聚酯薄膜与铜热压而成的带状材料,在应用中将它卷曲成螺旋形状放在设备内部。为了加固或防潮,常以环氧树脂将它灌注成一个整体。主要用作柔性印制电路和印制电缆,可作为接插件的过渡线。目前,市场上供应的覆铜板,从基材考虑,主要可分以下几类:纸基板、玻纤布基板、合成纤维布基板、无纺布基板、复合基板。
覆铜板常用的有以下几种:
FR-1——酚醛棉纸,这基材通称电木板(比FR-2较高经济性)
FR-2——酚醛棉纸
FR-3——棉纸(Cotton paper)、环氧树脂
FR-4——玻璃布(Woven glass)、环氧树脂
FR-5——玻璃布、环氧树脂
FR-6——毛面玻璃、聚酯
G-10——玻璃布、环氧树脂
CEM-1——棉纸、环氧树脂(阻燃)
CEM-2——棉纸、环氧树脂(非阻燃)
CEM-3——玻璃布、环氧树脂
CEM-4——玻璃布、环氧树脂
CEM-5——玻璃布、多元酯
AIN——氮化铝
SIC——碳化硅
6. 线路板的制作流程
制程名称
制 程 简 介 内 容 说 明
印刷电路板
在电子装配中,印刷电路板(Printed Circuit Boards)是个关键零件。它搭载其他的电子零件并连通电路,以提供一个安稳的电路工作环境。如以其上电路配置的情形可概分为三类:
【单面板】将提供零件连接的金属线路布置於绝缘的基板材料上,该基板同时也是安装零件的支撑载具。
【双面板】当单面的电路不足以提供电子零件连接需求时,便可将电路布置於基板的两面,并在板上布建通孔电路以连通板面两侧电路。
【多层板】在较复杂的应用需求时,电路可以被布置成多层的结构并压合在一起,并在层间布建通孔电路连通各层电路。
内层线路
铜箔基板先裁切成适合加工生产的尺寸大小。基板压膜前通常需先用刷磨、微蚀等方法将板面铜箔做适当的粗化处理,再以适当的温度及压力将乾膜光阻密合贴附其上。将贴好乾膜光阻的基板送入紫外线曝光机中曝光,光阻在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的乾膜在稍后的显影、蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂),而将底片上的线路影像移转到板面乾膜光阻上。撕去膜面上的保护胶膜后,先以碳酸钠水溶液将膜面上未受光照的区域显影去除,再用盐酸及双氧水混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除,形成线路。最后再以氢氧化钠水溶液将功成身退的乾膜光阻洗除。对於六层(含)以上的内层线路板以自动定位冲孔机冲出层间线路对位的铆合基准孔。
压 合
完成后的内层线路板须以玻璃纤维树脂胶片与外层线路铜箔黏合。在压合前,内层板需先经黑(氧)化处理,使铜面钝化增加绝缘性;并使内层线路的铜面粗化以便能和胶片产生良好的黏合性能。叠合时先将六层线路[含]以上的内层线路板用铆钉机成对的铆合。再用盛盘将其整齐叠放於镜面钢板之间,送入真空压合机中以适当之温度及压力使胶片硬化黏合。压合后的电路板以X光自动定位钻靶机钻出靶孔做为内外层线路对位的基准孔。并将板边做适当的细裁切割,以方便后续加工。
钻 孔
将电路板以CNC钻孔机钻出层间电路的导通孔道及焊接零件的固定孔。钻孔时用插梢透过先前钻出的靶孔将电路板固定於钻孔机床台上,同时加上平整的下垫板(酚醛树酯板或木浆板)与上盖板(铝板)以减少钻孔毛头的发生。
镀 通 孔
一 次 铜
在层间导通孔道成型后需於其上布建金属铜层,以完成层间电路的导通。先以重度刷磨及高压冲洗的方式清理孔上的毛头及孔中的粉屑,再以高锰酸钾溶液去除孔壁铜面上的胶渣。在清理乾净的孔壁上浸泡附著上锡钯胶质层,再将其还原成金属钯。将电路板浸於化学铜溶液中,藉著钯金属的催化作用将溶液中的铜离子还原沉积附著於孔壁上,形成通孔电路。再以硫酸铜浴电镀的方式将导通孔内的铜层加厚到足够抵抗后续加工及使用环境冲击的厚度。
外层线路
二 次 铜
在线路影像转移的制作上如同内层线路,但在线路蚀刻上则分成正片与负片两种生产方式。负片的生产方式如同内层线路制作,在显影后直接蚀铜、去膜即算完成。正片的生产方式则是在显影后再加镀二次铜与锡铅(该区域的锡铅在稍后的蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂),去膜后以碱性的氨水、氯化铜混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除,形成线路。最后再以锡铅剥除液将功成身退的锡铅层剥除(在早期曾有保留锡铅层,经重鎔后用来包覆线路当作保护层的做法,现多不用)。
防焊绿漆
外层线路完成后需再披覆绝缘的树酯层来保护线路避免氧化及焊接短路。涂装前通常需先用刷磨、微蚀等方法将线路板铜面做适当的粗化清洁处理。而后以网版印刷、帘涂、静电喷涂…等方式将液态感光绿漆涂覆於板面上,再预烘乾燥(乾膜感光绿漆则是以真空压膜机将其压合披覆於板面上)。待其冷却后送入紫外线曝光机中曝光,绿漆在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应(该区域的绿漆在稍后的显影步骤中将被保留下来),以碳酸钠水溶液将涂膜上未受光照的区域显影去除。最后再加以高温烘烤使绿漆中的树酯完全硬化。
较早期的绿漆是用网版印刷后直接热烘(或紫外线照射)让漆膜硬化的方式生产。但因其在印刷及硬化的过程中常会造成绿漆渗透到线路终端接点的铜面上而产生零件焊接及使用上的困扰,现在除了线路简单粗犷的电路板使用外,多改用感光绿漆进行生产。
文字印刷
将客户所需的文字、商标或零件标号以网版印刷的方式印在板面上,再用热烘(或紫外线照射)的方式让文字漆墨硬化。
接点加工
防焊绿漆覆盖了大部份的线路铜面,仅露出供零件焊接、电性测试及电路板插接用的终端接点。该端点需另加适当保护层,以避免在长期使用中连通阳极(+)的端点产生氧化物,影响电路稳定性及造成安全顾虑。
【镀金】在电路板的插接端点上(俗称金手指)镀上一层高硬度耐磨损的镍层及高化学钝性的金层来保护端点及提供良好接通性能。
【喷锡】在电路板的焊接端点上以热风整平的方式覆盖上一层锡铅合金层,来保护电路板端点及提供良好的焊接性能。
【预焊】在电路板的焊接端点上以浸染的方式覆盖上一层抗氧化预焊皮膜,在焊接前暂时保护焊接端点及提供较平整的焊接面,使有良好的焊接性能。
【碳墨】在电路板的接触端点上以网版印刷的方式印上一层碳墨,以保护端点及提供良好的接通性能。
成型切割
将电路板以CNC成型机(或模具冲床)切割成客户需求的外型尺寸。切割时用插梢透过先前钻出的定位孔将电路板固定於床台(或模具)上成型。切割后金手指部位再进行磨斜角加工以方便电路板插接使用。对於多联片成型的电路板多需加开X形折断线,以方便客户於插件后分割拆解。最后再将电路板上的粉屑及表面的离子污染物洗净。
终检包装
在包装前对电路板进行最后的电性导通、阻抗测试及焊锡性、热冲击耐受性试验。并以适度的烘烤消除电路板在制程中所吸附的湿气及积存的热应力,最后再用真空袋封装出货。