【收藏干貨】PCB廠講電路板基礎(chǔ)知識!
跟PCB廠一起詳細了解下電路板基礎(chǔ)知識!
01線路板簡介
撓性印制電路板
撓性印制電路板(FlexPrintCircuit,簡稱“FPC”),是使用撓性的基材制作的單層、雙層或多層線路的印制電路板。它具有輕、薄、短、小、高密度、高穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)靈活的特點,除可靜態(tài)彎曲外,還能作動態(tài)彎曲、卷曲和折疊等。
剛性印制電路板
剛性印制電路板(PrintedCircuieBoard,簡稱“PCB”),是由不易變形的剛性基板材料制成的印制電路板,在使用時處于平展?fàn)顟B(tài)。它具有強度高不易翹曲,貼片元件安裝牢固等優(yōu)點。
軟硬結(jié)合板
軟硬結(jié)合板(RigidFlex),是由剛撓和撓性基板有選擇的層壓在一起組成,結(jié)構(gòu)緊密,以金屬化孔形成電氣連接的特殊撓性印制電路板。它具有高密度、細線、小孔徑、體積小、重量輕、可靠性高的特點,在震動、沖擊、潮濕環(huán)境下其性能仍很穩(wěn)定??扇崆Ⅲw安裝,有效利用安裝空間,被廣泛應(yīng)用于手機、數(shù)碼相機、數(shù)字?jǐn)z像機等便攜式數(shù)碼產(chǎn)品中。剛-柔結(jié)合板會更多地用于減少封裝的領(lǐng)域,尤其是消費領(lǐng)域。
02線路板材料介紹:
導(dǎo)電介質(zhì):銅(CU)
﹣銅箔:壓延銅(RA)、電解銅(ED)、高延展性電解銅(HTE)
﹣厚度:1/4OZ、1/3OZ、1/2OZ、1OZ、2OZ,此為較常見的厚度
﹣OZ(盎司):銅箔厚度單位;1OZ = 1.4 mil
絕緣層
聚酰亞胺(Polyimide)、聚脂(Polyester)、聚乙稀萘(PEN)
﹣較常用的為聚酰亞胺(簡稱“PI”)
﹣PI厚度:1/2mil、1mil、2mil,此為較常見的厚度
﹣1 mil = 0.0254mm = 25.4um = 1/1000 inch
接著劑(Adhesive)
環(huán)氧樹脂系、壓克力系
﹣較為常用的是環(huán)氧樹脂系,厚度跟據(jù)不同生產(chǎn)廠家的不同而不定
覆銅板(Cucladlaminates,簡稱“CCL”)
﹣單面覆銅板:3LCCL(有膠)、2LCCL(無膠)
﹣雙面覆銅板:3LCCL(有膠)、2LCCL(無膠)
覆蓋膜(Coverlay ,簡稱“CVL”)
由絕緣層和接著劑構(gòu)成,覆蓋于導(dǎo)線上,起到保護和絕緣的作用。具體的疊層結(jié)構(gòu)如下。
導(dǎo)電銀箔:電磁波防護膜
﹣類型:SF-PC6000(黑色,16um)
﹣優(yōu)越性:超薄、滑動性能與撓曲性能佳、適應(yīng)高溫回流焊、良好的尺寸穩(wěn)定性。
常用的為SF-PC6000,疊層結(jié)構(gòu)如下:
03Rigid-Flex疊構(gòu)展示
04線路板制作流程
雙面PCB板制作流程圖
軟硬結(jié)合板制作流程圖
PCB專業(yè)術(shù)語
電路板廠了解到,在PCB出現(xiàn)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(dǎo)致線路節(jié)點的斷路或者短路。
繞線技術(shù)是電路技術(shù)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。
當(dāng)電子行業(yè)從真空管、繼電器發(fā)展到硅半導(dǎo)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(chǎn)品越來越頻繁的出現(xiàn)在了消費領(lǐng)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。
PCB的組成
PCB的基材一般都是玻璃纖維,大多數(shù)情況下,PCB的玻璃纖維基材一般就指FR4這種材料,F(xiàn)R4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(chǎn)的柔性電路板等等。
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。
PCB的基材
PCB的基材一般都是玻璃纖維,大多數(shù)情況下,PCB的玻璃纖維基材一般就指FR4這種材料,F(xiàn)R4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(chǎn)的柔性電路板等等。
廉價的PCB和洞洞板(見上圖)是由環(huán)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(dāng)在這種板子上焊接?xùn)|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(zhì)具有較低的熱分解溫度,焊接時間過長會導(dǎo)致其分解碳化,并且散發(fā)出難聞的味道。
銅箔
接下來介紹是很薄的銅箔層,生產(chǎn)中通過熱量以及黏合劑將其壓制到基材上面,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(dāng)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(dāng)然,不同的PCB設(shè)計中,銅箔層的數(shù)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。
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(dǎo)電物體接觸導(dǎo)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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如上圖所示,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(huán)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。
絲印
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(shù)字以及符號,這樣可以方便組裝以及指導(dǎo)大家更好地理解板卡的設(shè)計。我們經(jīng)常會用絲印層的符號標(biāo)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。
術(shù)語
現(xiàn)在你知道了PCB的結(jié)構(gòu)組成,下面我們來看一下PCB相關(guān)的術(shù)語吧。
孔環(huán):PCB上的金屬化孔上的銅環(huán)。
DRC:設(shè)計規(guī)則檢查,一個檢查設(shè)計是否包含錯誤的程序,比如走線短路,走線太細,或者鉆孔太小。
鉆孔命中:用來表示,設(shè)計中要求的鉆孔位置和實際的鉆孔位置的偏差,鈍鉆頭導(dǎo)致的不正確的鉆孔中心是PCB制造里的普遍問題。
金手指:在板卡邊上裸露的金屬焊盤,一般用做連接兩個電路板,比如計算機的擴展模塊的邊緣、內(nèi)存條以及老的游戲卡。
郵票孔:除了V-Cut外,另一種可選擇的分板設(shè)計方法,用一些連續(xù)的孔形成一個薄弱的連接點,就可以容易將板卡從拼版上分割出來。
焊盤:在PCB表面裸露的一部分金屬,用來焊接器件。
拼板:一個由很多可分割的小電路板組成的大電路板,自動化的電路板生產(chǎn)設(shè)備在生產(chǎn)小板卡的時候經(jīng)常會出問題,將幾個小板卡組合到一起,可以加快生產(chǎn)速度。
鋼網(wǎng):一個薄金屬模板也可以是塑料,在組裝的時候,將其放在PCB上讓焊錫透過某些特定部位。
Pick-and-place:將元器件放到線路板上的機器或者流程。
平面:線路板上一段連續(xù)的銅皮,一般是由邊界來定義而不是路徑,也稱作覆銅。
金屬化過孔:PCB上的一個孔,包含孔環(huán)以及電鍍的孔壁,金屬化過孔可能是一個插件的連接點,信號的換層處,或者是一個安裝孔。
FABFM PCB上的一個插件電阻,電阻的兩個腿已經(jīng)穿過了PCB的過孔,電鍍的孔壁可以使PCB正反兩面的走線連接到一起。
Pogo pin:指的是一個彈簧支撐的臨時接觸點,一般用作測試或燒錄程序。
回流焊:將焊錫融化,使焊盤(SMD)和器件管腳連接到一起。
開槽:指的是PCB上,任何不是圓形的洞,開槽可以電鍍也可以不電鍍,由于開槽需要額外的切割時間,有時會增加板卡的成本。
注意: 由于開槽的刀具是圓形的,開槽的邊緣不能完全做成直角。
錫膏層:在往PCB上放置元器件之前,會通過鋼網(wǎng)在表貼器件的焊盤上形成的一定厚度的錫膏層。在回流焊過程中,錫膏融化,在焊盤和器件管腳間建立可靠的電氣和機械連接。
在放置元器件之前,PCB上短暫的錫膏層,記得去了解一下鋼網(wǎng)的定義。
焊錫爐:焊接插件的爐子,一般里面有少量的熔融的焊錫,板卡在上面迅速的通過,就可以將暴露的管腳上錫焊接好。
阻焊:為了防止短路、腐蝕以及其它問題,銅上面會覆蓋一層保護膜。
連錫:器件上的兩個相連的管腳,被一小滴焊錫錯誤的連接到了一起。
表面貼裝:一種組裝的方法,器件只需要簡單的放在板卡上,不需要將器件管腳穿過板卡上的過孔。
熱焊盤:指的是連接焊盤到平面間的一段短走線,如果焊盤沒有做恰當(dāng)?shù)纳嵩O(shè)計,焊接時很難將焊盤加熱到足夠的焊接溫度,不恰當(dāng)?shù)纳岷副P設(shè)計,會感覺焊盤比較黏,并且回流焊的時間相對比較長。
在左邊,焊盤通過兩個短走線(熱焊盤)連接到地平面,在右邊,過孔直接連接到地平面,沒有采用熱焊盤。
走線:在電路板上,一般連續(xù)的銅的路徑。
一段連接復(fù)位點和板卡上其它地方的細走線,一個相對粗一點的走線連接了5V電源點。
V-score:將板卡進行一條不完全的切割,可以將板卡通過這條直線折斷。
過孔:在板卡上的一個洞,一般用來將信號從一層切換到另外一層。塞孔指的是在過孔上覆蓋阻焊,以防被焊接,連接器或者器件管腳過孔,因為需要焊接,一般不會進行塞孔。
同一個PCB上塞孔的正反兩面,這個過孔將正面的信號,通過在板卡上的鉆孔,傳輸?shù)搅吮趁妗?/span>
波峰焊:一個焊接插件器件的方法,將板卡勻速的通過一個產(chǎn)生穩(wěn)定波峰的熔融焊錫爐,焊錫的波峰會將器件管腳和暴露的焊盤焊接到一起。
以上就是軟硬結(jié)合板廠整理的PCB電路板基礎(chǔ)知識,希望大家看完有所收獲!
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