印刷电路板概述(共50张PPT)

4.1.1
印刷电路板的发展
印制电路技术虽然在第二次世界大战后才获得迅速发展， 但是“印制电路”这一概念的来源，却要追溯到十九世纪。 在十九世纪，由于不存在复杂的电子装置和电气机械，因 此没有大量生产印刷电路板的问题，只是大量需要无源元件，如 电阻、线圈等。 1899 年，美国人提出采用金属箔冲压法，在基板上冲压金 属箔制出电阻器，1927年提出采用电镀法制造电感、电容。 经过几十年的实践，英国Paul Eisler博士提出印刷电路板概念 并奠定了光蚀刻工艺的基础。 随着电子元器件的出现和发展，特别是 1948 年出现晶体管 电子仪器和电子设备大量增加并趋向复杂化，印制板的发展进入 一个新阶段。
在电子设备中，印刷电路板通常起、以下三个作 ⑴为电路中的各种元器件提供必要的机械支 ⑵提供电路的电气连接； ⑶用标记符号将板上所安装的各个元器件标 出来，便于插装、检查及调试。 现代印制板已经朝着多层、精细线条的方向发 展。特别是八十年代开始推广的SMD（表面封装） 技术是高精度印制板技术与VLSI（超大规模集成电 路）技术的紧密结合，大大提高了系统安装密度与 系统的可靠性。
柔性印制板
PCB制作流程 全自动PCB线路板制作
4.1.3
1.板层（Layer）
PCB设计中的基本组件
板层分为敷铜层和非敷铜层，平常所说的几层板是指敷铜 层的层数。一般敷铜层上放置焊盘、线条等完成电气连接；在 非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等；还有一些层面用 来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作用或指导生产。 敷铜层包括顶层（又称元件面）、底层（又称焊接面）、 中间层、电源层、地线层等；非敷铜层包括印记层（又称丝网 层）、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。 对于一个批量生产的电路板而言，通常在印制板上铺设一 层阻焊剂，阻焊剂一般是绿色或棕色，除了要焊接的地方外， 其它地方根据电路设计软件所产生的阻焊图来覆盖一层阻焊剂 ，这样可以快速焊接，并防止焊锡溢出引起短路；而对于要焊 接的地方，通常是焊盘，则要涂上助焊剂。
单面铝基印刷电路板
双面印刷电路板
⑶多层印制板（ Multilayer Print Board ）。多层印制板 是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压粘合而成的一块印制 板，导电图形的层数在两层以上，层间电气互连通过金属化孔 实现。多层印制板的连接线短而直，便于屏蔽，但印制板的工 艺复杂，由于使用金属化孔，可靠性稍差。它常用于计算机的 板卡中。 对于电路板的制作而言，板的层数愈多，制作程序就愈多， 失败率当然增加，成本也相对提高，所以只有在高级的电路中 才会使用多层板。 图4-1所示为四层板剖面图。通 常在电路板上，元件放在顶层，所 以一般顶层也称元件面，而底层一 般是焊接用的，所以又称焊接面。 对于SMD元件，顶层和底层都可以放 元件。元件也分为两大类，插针式 元件和表面贴片式（Rigid Print Board）。刚性印制板是指 刚性基材制成的PCB，常见的PCB一般是刚性PCB，如计算机中的 板卡、家电中的印制板等。常用刚性PCB有：纸基板、玻璃布板 和合成纤维板，后连者价格较贵，性能较好，常用作高频电路和 高档家电产品中；当频率高于数百兆赫时，必须用介电常数和介 质损耗更小的材料，如聚四氟乙烯和高频陶瓷作基板。 ⑵柔性印制板（Flexible Print Board，也称挠性印制板 软印制板）。柔性印制板是以软性绝缘材料为基材的PCB。由于 它能进行折叠、弯曲和卷绕，因此可以节约60％～90％的空间， 为电子产品小型化、薄型化创造了条件，它在计算机、打印机、 自动化仪表及通信设备中得到广泛应用。 ⑶刚-柔性印制板（Flex-rigid Print Board）。刚-柔性 制板指利用柔性基材，并在不同区域与刚性基材结合制成的PCB ，主要用于电路的接口部分。
4.1.2
印刷电路板种类
目前的印刷电路板一般以铜箔覆在绝缘板（基板）上，故 亦称覆铜板。
1.根据PCB导电板层划分 ⑴单面印制板（Single Sided Print Board ）。单面印制 板指仅一面有导电图形的印制板，板的厚度约在0.2～5.0mm， 它是在一面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在 基板上形成印制电路。它适用于一般要求的电子设备。 ⑵双面印制板（Double Sided Print Board ）。双面印制 板指两面都有导电图形的印制板，板的厚度约为0.2～5.0mm， 它是在两面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在 基板上形成印制电路，两面的电气互连通过金属化孔实现。它 适用于要求较高的电子设备，由于双面印制板的布线密度较高， 所以能减小设备的体积。
五十年代中期，随着大面积的高粘合强度覆铜板 的研制，为大量生产印制板提供了材料基础。1954年， 美国通用电气公司采用了图形电镀－蚀刻法制板。 六十年代，印制板得到广泛应用，并日益成为电 子设备中必不可少的重要部件。在生产上除大量采用 丝网漏印法和图形电镀－蚀刻法（即减成法）等工艺 外，还应用了加成法工艺，使印制导线密度更高。目 前高层数的多层印制板、挠性印制电路、金属芯印制 电路、功能化印制电路都得到了长足的发展。 我国在印制电路技术的发展较为缓慢，五十年代 中期试制出单面板和双面板，六十年代中期，试制出 金属化双面印制板和多层板样品，1977年左右开始采 用图形电镀--蚀刻法工艺制造印制板。1978年试制出 加成法材料--覆铝箔板，并采用半加成法生产印制板。 八十年代初研制出挠性印制电路和金属芯印制板。
第4章 印刷电路板设计基础
4.1 4.2 4.3
印刷电路板概述 印刷电路板布局和布线原则 Protel99SE印刷电路板编辑器
4.4
印刷电路板的工作层面
本章小节
4.1
印刷电路板概述
在实际电路设计中，完成原理图绘制和电路仿真后，最终 需要将电路中的实际元件安装在印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）上。原理图的绘制解决了电路的逻辑连接， 而电路元件的物理连接是靠PCB上的铜箔实现。 随着中、大规模集成电路出现，元器件安装朝着自动化、 高密度方向发展，对印刷电路板导电图形的布线密度、导线精度 和可靠性要求越来越高。为满足对印刷电路板数量上和质量上的 要求，印刷电路板的生产也越来越专业化、标准化、机械化和自 动化，如今已在电子工业领域中形成一门新兴的PCB制造工业。 印刷电路板(也称印制线路板，简称印制板)是指以绝缘基 板为基础材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一个导电图 形及所有设计好的孔（如元件孔、机械安装孔及金属化孔等）， 以实现元器件之间的电气互连。