線路板

線路板

電路板的名稱有:線路板,PCB板,鋁基板,高頻板,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最佳化用電器布局起重要作用。

概述

PCB 是英文(Printed Circuit Board)印製PCB,線路板的簡稱。通常把在絕緣材上,按預定設計,製成印製線路、印製元件或兩者組合而成的導電圖形稱為印製電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連線的導電圖形,稱為印製線路。這樣就把印製電路或印製線路的成品板稱為印製線路板,亦稱為印製板或印製電路板。線路板按功能可以分為以下以類:單面線路板雙面線路板 、多層線路板 、鋁基電路板 、阻抗電路板 、FPC柔性電路板等等, 線路板的原料分為:玻璃纖維,CEM-1,CEM3,FR4等,這種材料我們在日常生活中出處可見,比如防火布、防火氈的核心就是玻璃纖維,玻璃纖維很容易和樹脂相結合,我們把結構緊密、強度高的玻纖布浸入樹脂中,硬化就得到了隔熱絕緣、不易彎曲的PCB基板了--如果把PCB板折斷,邊緣是發白分層,足以證明材質為樹脂玻纖。
電器裡面的安裝有很多小零件的那個板子就叫線路板(又叫PCB)

線路板標準

印製板是標準化很強的一種電子產品,在國際上和國外技術已開發國家都十分重視印製板標準的制定和修訂工作.在國內、外都有一系列標準,國外該類標準分為國際標準和各技術已開發國家的國家或行業標準.各類標準有不同的標準體系.現將具體的標準體系介紹如下.
國際標準. 即國際電工委員會(IEC)標準.IEC成立於TC52/91電子技本專門辦公室負責電子裝聯和印製板方面標準的制定、修訂工作,目前已制定了有關印製板設計、製造和電子裝聯技術標準和規範100 餘項.涉及到印製板及其組裝件設計、材料、各類型產品、製造技術及測試方法和質量保證等方面,構成一個相互配套的體系. IEC是由多個國家組成的電氣電子產品標準化技術組織.標準制定過程需要多國協商和協調,因而標準的制定修訂速度相對較慢、配套性尚不完善.通用性要求多,詳細要求少.執行起來還要以本國或用戶的標準作為支撐.
技術已開發國家標準,主要有美國、英國、日本等國,各自製定了本國的標準和規範。目前在國際上最有影響並被許多國家採用的標準,主要是美國電子電路封裝協會的標準(即IPC標準)和美國軍用標準(MIL標準).在IPC標準中對PCB及其安裝技術的標準已形成了完整的體系,它包括設計、製造和安裝工藝、材料、各類產品、試驗方法和質量保證等6個方面.該體系的標準相互配套性好、可操作性強、標準修訂速度快、內容先進,適合於元器件、印製板及安裝技術發展的需要.尤其是為了適應綠色環保型電子產品的發展要求.近幾年來大部分IPC標準都進行了修訂.並將電子產品分為l、2,3 級,不同級別的產品有不同的設計、製造和驗收要求.並將部分軍用標準和高可靠性產品的內容整合到同一類產品通用標準中,從而由IPC標準代替了許多MIL標準。體現了軍民結合、資源共享的思想,提高了標準的適用性和通用性.
我國的印製板標準分為國家標準、國家軍用標準上行業標準、企業標準3個等級.國家標準規定了保證產品質量最基本的要求和通用的方法和要求;行業標準在不低於國家標準的前提下體現行業的特點規定行業內的特殊要求和技術指標,或者說在沒有國標只有行業標情況下.可以在國內同行業內執行.企業標準是企業對自己的產品進行質量控制和驗收的標準,也是參與市場競爭的重要依據之一.在有同類的國標或行標的情況下.其指標不能低於同類的國標或行標要求.
國標又分為強制性標準和推薦性標準(GB/T),凡是涉及公共安全.人身健康、生命財產安全和重要軍工系統的產品標準都要執行強制性標準其餘為推薦性標準.如果強制性標準引用了推薦性標準的內容.那么被引用的內容也作為強制性標準執行.印製板是電子整機產品的基礎零件,一般印製板標準不是強制性標準,但是在一些重要產品中套用時就應執行更嚴格的標準,如宇航標準、醫療標準等.
目前國內的印製板方而的標準也很多,有國標、國軍標、電子行業標準、航天行業標準、航空行業和郵電行業標準等.國家標準部分與國際標準接軌,主要是參照採用lEC標準,部分參照採用IPC標準,但是在印製板基材方面,目前主要生產商都是直接採用英國IPC或NEMA標準(美國電氣製造商標準,主要指FR-4材料標準)。

發展歷史

線路板從發明至今,其歷史60餘年。歷史表明:沒有線路板,沒有電子線路,飛行、交通、原子能、計算機、宇航、通信、家電……這一切都無法實現。道理是容易理解的。晶片,IC,積體電路是電子信息工業的糧食,半導體技術體現了一個國家的工業現代化水平,引導電子信息產業的發展。而半導體(積體電路、 IC)的電氣互連和裝配必須靠線路板。正如日本《線路板集》作者小林正所說:"如果沒有電腦和資料,電子設備等於一個普通箱子;如果沒有半導體和線路板,電子元件就是塊普通石頭。" PCB在中國是充滿希望的產業,每年會有二位數字的增幅,許多國外訂單投入中國,機遇是存在的。
比如:電腦里的主機板是線路板
顯示卡也是線路板
總之線路板只是完成電器功能的一個放置零件及電線的地方。
幾乎任何的電器都有PCB 它的製作流程一般是:資料 原材料 絲網印刷 貼片機貼片 回流焊 視檢 手插 波峰焊 視檢 測試 組裝 包裝

印刷電路板

印刷電路板是以銅箔基板( Copper-clad Laminate 簡稱CCL )做為原料而製造的電器或電子的重要機構組件,故從事電路板之上下游業者必須對基板有所了解:有那些種類的基板,它們是如何製造出來的,使用於何種產品, 它們各有那些優劣點,如此才能選擇適當的基板.表3.1簡單列出不同基板的適用場合. 基板工業是一種材料的基礎工業, 是由介電層(樹脂 Resin ,玻璃纖維 Glass fiber ),及高純度的導體 (銅箔 Copper foil )二者所構成的複合材料( Composite material),其所牽涉的理論及實務不輸於電路板本身的製作。
印刷電路板又稱印刷線路板,
(1)信號層:主要用來放置元器件或布線。Protel DXP通常包含30箇中間層,即Mid Layer1~Mid Layer30,中間層用來布置信號線,頂層和底層用來放置元器件或敷銅。
(2)防護層:主要用來確保電路板上不需要鍍的地方不被鍍錫,從而保證電路板運行的可靠性。其中Top Paste和Bottom Paste分別為頂層阻焊層和底層阻焊層;Top Solder和Bottom Solder分別為錫膏防護層和底層錫膏防護層。
(3)絲印層:主要用來在電路板上印上元器件的流水號、生產編號、公司名稱等。
(4)內部層:主要用來作為信號布線層,Protel DXP中共包含16個內部層。
(5)其他層:主要包括4種類型的層。
Drill Guide(鑽孔方位層):主要用於印刷電路板上鑽孔的位置。
Keep-Out Layer(禁止布線層):主要用於繪製電路板的電氣框線。
Drill Drawing(鑽孔繪圖層):主要用於設定鑽孔形狀。
Multi-Layer(多層):主要用於設定多面層。

設計過程

1、電路板的基本設計過程可分為以下四個步驟:
(1)電路原理圖的設計
電路原理圖的設計主要是利用Protel DXP的原理圖編輯器來繪製原理圖。
(2)生成網路報表
網路報表就是顯示電路原理與中各個元器件的連結關係的報表,它是連線電路原理圖設計與電路板設計(PCB設計)的橋樑與紐帶,通過電路原理圖的網路報表,可以迅速地找到元器件之間的聯繫,從而為後面的PCB設計提供方便。
(3) 印刷電路板的設計
印刷電路板的設計即我們通常所說的PCB設計,它是電路原理圖轉化成的最終形式,這部分的相關設計較電路原理圖的設計有較大的難度,我們可以藉助Protel DXP的強大設計功能完成這一部分的設計。
(4) 生成印刷電路板報表
印刷電路板設計完成後,還需生成各種報表,如生成引腳報表、電路板信息報表、網路狀態報表等,最後列印出印刷電路圖。
2、電路原理圖的設計是整個電路設計的基礎,它的設計的好壞直接決定後面PCB設計的效果。一般來說,電路原理圖的設計過程可分為以下七個步驟:
(1) 啟動Protel DXP原理圖編輯器
(2) 設定電路原理圖的大小與版面
(3) 從元件庫取出所需元件放置在工作平面
(4) 根據設計需要連線元器件
(5) 對布線後的元器件進行調整
(6) 保存已繪好的原理圖文檔
(7) 列印輸出圖紙
3、圖紙大小、方向和顏色主要在“Documents Options”對話框中實現,執行Design→Options命令,即可打開“Documents Options”對話框,在Standard styles區域可以設定圖紙尺寸,單擊 按鈕,在下拉列表框中可以選擇A4~ OrCADE的紙型。圖紙方向的設定通過“Documents Options”對話框中Options部分的Orientation選項設定,單擊 按鈕,選中Landscape,設定水平圖紙;選中Portrait,設定豎直圖紙。圖紙顏色的設定在圖紙設定對話框中的Options部分實現,單擊Border Color色塊,可以設定圖紙框線顏色,單擊Sheet Color色塊,可以設定圖紙底色。
4、執行Design→Options→Change System Font命令,彈出“Font”對話框,通過該對話框用戶可以設定系統字型,可以設定系統字型的顏色、大小和所用的字型。
5、設定格線與游標主要在“Preferences”對話框中實現,執行Tools→Preferences命令即可打開“Preferences”對話框。
設定格線:在打開的“Preferences”對話框選擇Graphical Editing選項卡,在其中的Cursor Grid Options部分的Visible Grids(顯示格線)欄,選Line Grid選項為設定線狀格線,選Dot Grid選項則為點狀格線(無格線)。
設定游標:選擇Graphical Editing選項卡中的Cursor Grid Options的Cursor Type(游標類型)選項,該選項下有三種游標類型:Large Cursor90、Small Cursor90和Small Cursor45,用戶可以選擇任意一種游標類型。

測試方法

針床測試法

這種方法由帶有彈簧的探針連線到電路板上的每一個檢測點。彈簧使每個探針具有100 - 200g 的壓力,以保證每個檢測點接觸良好,這樣的探針排列在一起被稱為"針床"。在檢測軟體的控制下,可以對檢測點和檢測信號進行編程,圖14-3 是一種典型的針床測試儀結構,檢測者可以獲知所有測試點的信息。實際上只有那些需要測試的測試點的探針是安裝了的。儘管使用針床測試法可能同時在電路板的兩面進行檢測,當設計電路板時,還是應該使所有的檢測點在電路板的焊接面。針床測試儀設備昂貴,且很難維修。針頭依據其具體套用選不同排列的探針。
一種基本的通用柵格處理器由一個鑽孔的板子構成,其上插針的中心間距為100 、75 或50mil。插針起探針的作用,並利用電路板上的電連線器或節點進行直接的機械連線。如果電路板上的焊盤與測試柵格相配,那么按照規範打孔的聚醋薄膜就會被放置在柵格和電路板之間,以便於設計特定的探測。連續性檢測是通過訪問格線的末端點(已被定義為焊盤的x-y 坐標)實現的。既然電路板上的每一個網路都進行連續性檢測。這樣,一個獨立的檢測就完成了。然而,探針的接近程度限制了針床測試法的效能。

電路板的觀測

電路板體積小,結構複雜,因此對電路板的觀察也必須用到專業的觀 電路板結構圖
測儀器。一般的,我們用顯微攝像頭觀察電路板的結構,通過顯微攝像頭,可以非常直觀的看到電路板的顯微結構。通過這種方式,我們就比較容易進行電路板的設計和檢測了。

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