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PCB原理(一)
------ Prepare by Margi Zou PCB概念 ●PCB=Printed Circuit Board印制电路板 裸板(上头没有零件)也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)」。 PCB的构成 PCB在各种电子设备中的功能 ●PCB在各种电子设备中有如下功能。 1.提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 2.实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接(信号传输)或电绝缘。提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。 3.为自动装配提供阻焊图形,为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 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. PCB的历史 印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒(Paul Eisler),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,电路面包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技术发展概要 从1936年至今,若以PCB组装技术的应用和发展角度来看,可分为三个阶段 ●通孔插装技术(THT)阶段PCB 1.金属化孔的作用: (1).电气互连---信号传输 (2).支撑元器件---引脚尺寸限制通孔尺寸的缩小 a.引脚的刚性 b.自动化插装的要求 2.提高密度的途径 (1)减小器件孔的尺寸,但受到元件引脚的刚性及插装精度的限制,孔径≥0.8mm (2)缩小线宽/间距:0.3mm—0.2mm—0.15mm—0.1mm (3)增加层数:单面—双面—4层—6层—8层—10层—12层—64层 ●表面安装技术(SMT)阶段PCB 1.导通孔的作用:仅起到电气互连的作用,孔径可以尽可能的小,堵上孔也可以。 2.提高密度的主要途径 ①.过孔尺寸急剧减小:0.8mm—0.5mm—0.4mm—0.3mm—0.25mm ②.过孔的结构发生本质变化: a.埋盲孔结构 优点:提高布线密度1/3以上、减小PCB尺寸或减少层数、提高可靠性、 改善了特性阻抗控制,减小了串扰、噪声或失真(因线短,孔小) b.盘内孔(hole in pad)消除了中继孔及连线 ③薄型化:双面板:1.6mm—1.0mm—0.8mm—0.5mm ④PCB平整度: a.概念:PCB板基板翘曲度和PCB板面上连接盘表面的共面性。 b.PCB翘曲度是由于热、机械引起残留应力的综合结果 c.连接盘的表面涂层:HASL、化学镀NI/AU、电镀NI/AU… ●芯片级封装(CSP)阶段PCB CSP以开始进入急剧的变革于发展其之中,推动PCB技术不断向前发展, PCB工业将走向激光时代和纳米时代. PCB的种类 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。 根据软硬进行分类:分为普通电路板和柔性电路板。 1.单面板(Single-Sided Boards) 我们刚刚提到过,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,所以我们就称这种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*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
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