电子学基本知识

普通板料：成本底，工艺成熟，推荐使用； UV板料：有UV-BLOCKING阻挡紫外光功能，性能优于普通 板料，价格相同，推荐使用； 高性能板料：有UV-BLOCKING功能，用于超高精度多层板， 成本高。
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F4



价格昂贵 介电常数通常小于FR-4，越高的价格越贵 高频性能好，常用于射频电路 材质偏软，多层板成品率低 普通电路不推荐使用
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无机材质

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芯板

由介电层（树脂、玻璃纤维）及高纯度的导体 （铜箔）所构成的复合材料


树脂：酚醛树脂、环氧树脂、聚酰亚胺、聚四氟乙 烯等热固性树脂 玻璃纤维：玻璃纤维在基板中的功用是作为补强材 料

基板的补强材料尚有其他种，如纸质基板的纸材、Kelvar 纤维，以及石英纤维等
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聚酰亚胺

介电常数4.5
受温度变化的影响较小 硬度高，难于加工 脆，容易损坏



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玻璃纤维


玻璃本身是一种混合物，它是一些无机物经高 温熔融而成，再经抽丝冷却而成一种非结晶结 构的坚硬物体 可分四种商品等级：
玻璃纤维为无机物，不会燃烧

抗热抗火：

抗化性：

可耐大部分的化学品，也不畏霉菌、细菌的渗入及昆虫攻击
玻璃不吸水，即使在很潮湿的环境，依然保持其机械强度 低线型膨胀系数和高的热导系数，在高温环境下有极佳的表现 不导电，是很好的绝缘物质选择
防潮：

热性质：

电特性：


E级玻璃具有非常优秀的抗水性，因此在非常潮湿、恶劣的环境下，仍然 保持非常好的电特性及物理特性（如尺寸稳定度）

铜箔：电解铜箔、压延铜箔等
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半固化片

压缩后厚度基本一定的介质材料，多种不同半 固化片和芯板以及铜箔厚度组合构成PCB厚度

1080：0.076mm（3mils） 2116：0.105mm（4mils） 7628：0.18mm（7mils）
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电路板剖面
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PCB的基本结构
导 线 层
介质层
铜皮 半固化片 铜皮 基材(芯板) 铜皮 半固化片 铜皮
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PCB的基本结构——6层板
Copper Laminate

厚度：用单位面积上容纳铜的重量表示

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PCB的制板过程
光绘文件 贴膜 曝光 显影
Tracks under solder mask Via hole
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PCB的基本结构——导体

使用材料


铜：绝大多数PCB的导线和平面层 锡：曾经被用做导线和平面层，但已淘汰，但目前的焊 盘都主要喷锡 金：高品质PCB采用，主要不是因导电性能好（银最 好），而是其耐氧化性。另外焊盘也有采用镀金。 1 ounce: 1.4mil（内层常用） 0.5 ounce: 0.7mil H ounce: 1.8mil（表层，用0.5 ounce，镀层后实际值）
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PCB的基本结构——介质

也常称“ 板材” 形式

基材（或称芯板） 多种半固化片 有机材质


种类



FR-4（环氧树脂，Glass-Epoxy） F4（聚四氟乙烯，Glass-Teflon） E级玻璃纤维 其它，如聚酰亚胺（Glass-Polyimide）等 铝、Copper-invar（钢）-copper、ceramic（陶瓷）
FR-4

PCB中用途最广的底材


液态时成为清漆或凡立水（Varnish），称为A-stage 玻璃布在浸胶半干成胶片后再经高温软化液化而呈现粘着性 而用于双面基板制作或多层板之压合用，称B-stage prepreg 经压合而硬化而无法恢复子最终状态称为C-stage

介电常数Er=4.5±0.3 包括：
重申

课件：
网络教学平台（www.bb.ustc.edu.cn） 院系设置 近代物理系 近代信息处理 课程文档

考试方式

无期末考试 随堂测试（35％）

当堂或前次讲课内容 缺课超过三次无此成绩（四次及以上） 打印件，交至近代物理系信箱 电子件，发至liushb@ustc.edu或上传


一般至少两层半固化片在一起 厂商的芯板厚度也有几种可选
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缺省的层厚定义
表中层间厚度指的是介质厚度，不包括铜箔厚度 其中2-3、4-5、6-7、8-9、10-11间用的是芯板，其它层间用的是半固化片
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Layer 1 (Outer)
FOIL
PRE-PREG
Layer 2 (Inner) Layer 3 (Inner)
INNER LAYER PRE-PREG
Layer 4 (Inner) Layer 5 (Inner)
INNER LAYER
PRE-PREG
Layer 6 (Outer)
FOIL
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A级——高碱性 C级——抗化性 E级——电子用途 S级——高强度

电路板中用的是E级玻璃，主要是其介电性质 优于其他三种
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玻璃纤维材料的特点

高强度：

与其它纺织用纤维比较，玻璃具有极高强度，在某些应用上，其强度/重量比 甚至超过铁丝

交一篇6000字以上的论文（65％）


严禁与《物理电子学导论》等论文雷同 注意纸件、电子件缺一不可

其他
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2011-02-23
一些电子学基本知识

EDA软件
PCB基本概念和制板过程及需要 电子器件封装 一些简单而重要的高速布线规则



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