EDA第4讲印制电路板基本知识

元器件面
焊接面
如果要将两块印制电路板相互连接，一般都会用到金手指 (Gold Finger)的边接头(Edge Connector)。使连接器(Connector)弹 片之间连接，进行压迫接触而导电互连。通常连接时，将其中一 片印制电路上的金手指插进另一片印制电路上合适的插槽上(一般 叫做扩充槽S1ot)。由于金导电性好，在低温和高温下不会被直接 氧化，不会生锈，而且电镀加工也非常容易，外观也好看，故电 子工业的接点表面几乎都要选择电镀金。在计算机中，内存、图 形显示卡、声卡、网卡或是其他类似的界面卡，都是借助金手指 来与主机板连接的。
在多层印制电 路板中，整个层都 直接连接地线与电 源。所以将各层分 类为信号层 (Signal)，电源层 (Power)或是地线层 (Ground)。
SMD表面贴装器 件(Surface Mounted Devices)
多层板的制作
3. 印制电路历史
1942年，英国人Paul Eisler博士于采用印刷后进行铜箔腐蚀的 方法生产印制板，第一次用印制板制造出了收音机。因此Paul Eisler博士又被称为“印制电路之父”。 1953年，从铜箔腐蚀法成为印制电路的主要生产方法，出现 了两面互连的双面印制板。 1960年出现了多层板。 近些年，由于超大规模集成电路的发展，印制电路的技术不 断更新，整个印制电路行业得到了蓬勃的发展。
刚柔性印制板
载芯片印制板 是指尚未封装的集成电路芯片直接与印制电路相连，装 载在基板上的印制板。这类印制板是具有完整功能的独立组 件，体积小、成本低，较多用于电子表、游戏卡、计算器、 照相机和汽车电话等。 载芯片印制板与普通印制板相比，主要是导线密度高， 线宽在0.1mm左右；图形位置尺寸精度极高，基板厚度小于 0.5mm，耐热性、高频特性和尺寸稳定性好；导线表面常镀 上一层镍、金或其他贵金属。载芯片印制板加工工艺精细， 有的载芯片印制板要求铣孔，在基板上加工出凹部，使芯片 能沉人凹部，并且引线与印制图形对准，可靠地贴合在基板 上。
印制电路板 印制元件—平面电阻
印制电路板的基板一般是 由绝缘、隔热、并不容易弯曲 的材质所制作成。在表面可以 看到的细小线路材料是铜箔， 铜箔 原本铜箔是覆盖在整个板子上 的，而在制造过程中部分铜箔 被蚀刻掉，留下来的铜箔就变 成网格状的细小线路。这些线 路被称做导线(Conductor Pattern)，用来提供印制电路板 上元器件的电路连接。
2. 印制电路板的分类
根据不同的目的，印制电路板有很多种分类方法。 （1）根据印制根基材强度分类 刚性印制板(Rigid Printed Board) 用刚性基材制成的印制板。
柔性印制板(F1exible Printed Board) 用柔性基材制成的 印制板，又称软性印制板。
其主要特点是：可弯 曲折叠，能方便地在 三维空间装连，减小 了电子整机设备的体 积；质量轻，配线一 致性好，使电子整机 设备的可靠性得到提 高。
（3）根据印制板基材分类
有机印制板(Organic Board) 常规印制板都是有机印制 板，主要由树脂、增强材料和铜箔三种材料构成。树脂材 料有酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、BT树脂等。
(绝缘材料 )
无机印制板(1norganic Board) 即通常所说的厚薄膜电 路，由陶瓷、金属铝等材料构成，无机印制板广泛用于高 频电子仪器。
（4）根据印制板导电结构分类
单面印制板(Single—sided Print Board，SSB) 是仅有一面 有导电图形的印制电路板。 因为导线只出现在其中 一面，所以称这种印制电路 板为单面印制板，简称单面 板(Single—sided，SS)。单 面板在设计线路上有许多严 格的限制，因为只有一面， 要求在布线时不能交叉而必 须绕独自的路径，所以只有 在简单的电路才予使用。
单面印制板
双面印制板(Double—sided Print Board，DSB) 两面上均有 导电图形的印制板。 这种电路板的两个面都有布线。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”叫过孔 (Via)。过孔是在印制电路板上充满或涂上金属的小洞，可以与两 面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大一倍，而且布线 可以互相交错(可以绕到另一面)，更适合用在更复杂的电路上。
干膜Dry Film，为一抵抗蚀刻药液之介质藉由曝 光，将影像转移显影后有曝光之位置将留下而于蚀 刻时可保护铜面不被蚀刻液侵蚀形成线路。
是一种感光材料，该材料遇到紫外光后 发生聚合反应，形成较为稳定的影像，不 会在弱碱下溶解，而未感光部分遇弱碱溶 解。PCB的制作就是利用该材料的这一特 性，将客户的图形资料，通过干菲林转移 到板料上。
四、 实验室用PCB制作流程
（雕刻制板工艺方案）
1、生产工艺及生产过程
PCB雕刻制板工艺：（单面）
裁板－钻孔－雕刻－板面程
开料就是将一张大料根 据不同制板要求用机器锯 成小料的过程。
沉铜是在本来 不导电的基材(孔 壁)以及铜面上沉 上一层化学薄铜, 用做后续电镀的 基础铜。
钻孔后以黑孔 方式在孔壁绝缘位 置，以碳粉附着而 能导电再以镀铜方 式于孔壁上形成孔 铜，达到上下线路 导通之目的。
双面印制板
多层印制板(Multilayer Print Board，MLB) 由3层或3层以上 导电图形与绝缘材料交替粘接在一起，层压而制成的印制板， 简称多层板，要求层间导电图形按需要互相连接。 多层板经常使用数个双面板，并在每层板间放进一层绝缘 层后粘牢(压合)。板子的层数就代表了独立的布线层的层数。通 常层数都是偶数，并且包含最外侧的两个层。大部分的计算机 主机板都是4~8层的结构，不过技术上是可以做到近100层的。 大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板。因为印制电路 板中的各层都紧密地压合在一起，一般不太容易看出实际数目。
金属基印制板 包含金属基底印制板和金属芯印制板两种。前者是在绝缘 基材底部衬垫金属板，后者则是在绝缘基板中间夹有金属板。 其特点是，热传导率高，散热性好，机械强度高，适宜装大质 量部件；防磁性好；耐热阻燃、尺寸稳定性好。
金属基印制板
（2）根据印制板导电图形制作方法分类 减成法印制板(Subtractive Board) 采用减成法工艺制 作的印 制电路板 减成法工艺是在覆铜箔层压板表面上，有选择性除去部 分铜箔来获得导电图形的方法。减成法是当今印制电路制造 的主要方法，它的最大优点是工艺成熟、稳定和可靠。
多层印制板
电子元器件的发展促进了印制电路的形成和发展。
印制电路的批量生产和大量使用是由于电子工业发展到了晶 体管时代，这期间主要是单面印制电路板。 当发展到集成电路时代以后，就出现了双面和多层印制电路 板。 随着半导体元器件集成度的逐 渐提高，引线数增多以及SMT （Surface Mounted Technology， 表面贴装技术）的冲击，在一块 印制电路板上容纳的元器件越来 越多，因此要求印制电路板布线 需要高密度化。 在电性能方面，为了使传输的 延迟时间最短，要限制布线长度。 为降低杂音、抗电磁干扰及散热 等要提高设计水平。
表面贴装技术
南京720厂SMT生产线
什么是PCB抄板？
PCB抄板也即PCB克隆，是PCB设计的逆向工程。 是先将PCB线路板上的元器件拆下来做成BOM单，将 空板扫描成图片经抄板软件处理还原成PCB板图文 件；将PCB板图文件送到PCB制板厂做出板子 (PCBA)，再打上元件（根据BOM单采购到相应元器件） 就是与原PCB电路板一摸一样的PCB电路板了。 常见PCB抄板软件： PCB抄板软件简易抄板王 BMP转为PCB图的抄板软件 抄板软件CBR V5.x 抄板软件quickpcb 2005 V3.0 CBR 5.2
印制电路板
为了将元器件固定在 印制电路板上面，可将管 脚直接焊在焊盘上。焊盘 用于固定元器件引脚或引 出连线、测试线等，焊盘 有圆形、矩形等多种形状。 在最基本的印制电路板 (单面板)上，元器件都集 中在其中一面，导线则都 集中在另一面。这么一来 就需要在板子上打洞，这 样管脚才能穿过板子到另 一面，所以元器件的管脚 是焊接在另一面上的。因 此，印制电路板的正反面 分别被称为元器件面 (Component Side)与焊接 面(Solder Side) 。
电镀是在已沉好基础铜的 上面将铜层加厚,以达至 电路设计所需的厚度.
利用硝酸等化学药 品的腐蚀作用来制造铜 版、锌版等印刷版的方 法。
在PCB形成过程中 的沉铜和电铜过程后面 完成的，成分就是油漆 加写化学药水，药水主 要用途就是防止PCB被 氧化，单单靠油漆效果 不是很好。
所谓的喷锡是将电路板浸泡到溶融的锡铅中，当电 路板表面沾附足够的锡铅后，再利用热空气加压将多余 的锡铅刮除。锡铅冷却后电路板焊接的区域就会沾上一 层适当厚度的锡铅，这就是喷锡制程的概略程序。 一般喷锡机会利用的溶液有两个部分，一个部分是 在喷锡前电路板会事先涂布一层助焊剂，主要的功能在 帮助锡铅沾附至电路板表面，另外一个就是绿油（防氧 化油）。
金手指
印制电路板在电子整机设备中的作用有：
为晶体管、集成电路、电阻、电容、电感等元器件提供 了固定和装配的机械支撑； 实现晶体管、集成电路、电阻、电容、电感等元件之间 的布线和电气连接、电绝缘来满足其电气特性； 为电子装配工艺中元件的检查、维修提供了识别字符和 图形，为波峰焊接提供了阻焊图形。 在电子整机设备中由于 采用了印制电路板，避免了 人工接线的差错，实现了自 动插装、焊接和检测。从而 保证了电子整机产品的质量 和可靠性，还提高了劳动生 产率，降低了生产成本，方 便了维修。
手机主板
汽车控制系统
打印机 电路
一、 印制电路概论
1. 什么是印制电路板？
印制电路板是指在绝缘基材 上，按预定设计，制成印制线路、 印制元件或由两者结合而成的导电 图形。 在绝缘基材上，提供元器件之 间电气连接的导电图形，称为印制 线路，不包括印制元件。 印制电路或者印制线路的成品板 称为印制电路板或者印制线路板， 亦称印制板，英文名称是Printed Circuit Board，缩写是PCB。