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多層電路板

PCB是什么?你真的足夠了解PCB嗎?

發布日期:2019-03-29 作者: 點擊:

在電子行業有一個關鍵的部件叫做PCB(printed circuit board,印刷電路板)。這是一個太基礎的部件,導致很多人都很難解釋到底什么是PCB。這篇文章將會詳細解釋PCB的構成,以及在PCB的領域里面常用的一些術語。


在接下來的幾頁里面,我們將討論PCB的組成,包括一些術語,簡要的組裝方法,以及簡介PCB的設計過程。

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PCB(Printed circuit board)是一個最普遍的叫法,也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出現之前,電路是通過點到點的接線組成的。這種方法的可靠性很低,因為隨著電路的老化,線路的破裂會導致線路節點的斷路或者短路。


繞線技術是電路技術的一個重大進步,這種方法通過將小口徑線材繞在連接點的柱子上,提升了線路的耐久性以及可更換性。

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當電子行業從真空管、繼電器發展到硅半導體以及集成電路的時候,電子元器件的尺寸和價格也在下降。電子產品越來越頻繁的出現在了消費領域,促使廠商去尋找更小以及性價比更高的方案。于是,PCB誕生了。


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ComposiTIon(組成)

PCB看上去像多層蛋糕或者千層面--制作中將不同的材料的層,通過熱量和粘合劑壓制到一起。


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從中間層開始吧。


FR4


PCB的基材一般都是玻璃纖維。大多數情況下,PCB的玻璃纖維基材一般就指“FR4”這種材料。“FR4”這種固體材料給予了PCB硬度和厚度。除了FR4這種基材外,還有柔性高溫塑料(聚酰亞胺或類似)上生產的柔性電路板等等。


你可能會發現有不同厚度的PCB;然而 SparkFun的產品的厚度大部分都是1.6mm(0.063’‘)。有一些產品也采用了其它厚度,比如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards采用了0.8mm的板厚。

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廉價的PCB和洞洞板(見上圖)是由環氧樹脂或酚這樣的材料制成,缺乏 FR4那種耐用性,但是卻便宜很多。當在這種板子上焊接東西時,將會聞到很大的異味。這種類型的基材,常常被用在很低端的消費品里面。酚類物質具有較低的熱分解溫度,焊接時間過長會導致其分解碳化,并且散發出難聞的味道。


Copper

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接下來介紹是很薄的銅箔層,生產中通過熱量以及黏合劑將其壓制倒基材上面。在雙面板上,銅箔會壓制到基材的正反兩面。在一些低成本的場合,可能只會在基材的一面壓制銅箔。當我們提及到”雙面板“或者”兩層板“的時候,指的是我們的千層面上有兩層銅箔。當然,不同的PCB設計中,銅箔層的數量可能是1層這么少,或者比16層還多。


銅層的厚度種類比較多,而且是用重量做單位的,一般采用銅均勻的覆蓋一平方英尺的重量(盎司oz)來表示。大部分PCB的銅厚是1oz,但是有一些大功率的PCB可能會用到2oz或者3oz的銅厚。將盎司(oz)每平方英尺換算一下,大概是 35um或者1.4mil的銅厚。


Soldermask(阻焊)


在銅層上面的是阻焊層。這一層讓PCB看起來是綠色的(或者是SparkFun的紅色)。阻焊層覆蓋住銅層上面的走線,防止PCB上的走線和其他的金屬、焊錫或者其它的導電物體接觸導致短路。阻焊層的存在,使大家可以在正確的地方進行焊接 ,并且防止了焊錫搭橋。


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在上圖這個例子里,我們可以看到阻焊覆蓋了PCB的大部分(包括走線),但是露出了銀色的孔環以及SMD焊盤,以方便焊接。


一般來說,阻焊都是綠色的,但幾乎所有的顏色可以用來做阻焊。SparkFun的板卡大部分是紅色的,但是IOIO板卡用了白色,LilyPad板卡是紫色的。

Silkscreen(絲印)

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在阻焊層上面,是白色的絲印層。在PCB的絲印層上印有字母、數字以及符號,這樣可以方便組裝以及指導大家更好地理解板卡的設計。我們經常會用絲印層的符號標示某些管腳或者LED的功能等。


絲印層是最最常見的顏色是白色,同樣,絲印層幾乎可以做成任何顏色。黑色,灰色,紅色甚至是黃色的絲印層并不少見。然而,很少見到單個板卡上有多種絲印層顏色。

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