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                              印刷电路板PCB及零件封装技术

                              发布时间:2014-09-17 02:41:13 分类:资料中心

                              印刷电路板PCB及零件封装技术

                              印刷电路板(Printed circuit board,PCB)

                               PCB(Printed Circuie Board)印制线路板的简称,通常把在绝缘材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而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。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板,亦称为印制板或印制电路板

                                标准的PCB上头没有零件,也常被称为“印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)”.


                                为了将零件固定在PCB上面,我们将它们的接脚直接焊在布线上。在基本的PCB(单面板)上,零件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来我们就需要在板子上打洞,这样接脚才能穿过板子到另一面,所以零件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为零件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。

                                如果PCB上头有某些零件,需要在制作完成后也可以拿掉或装回去,那么该零件安装时会用到插座(Socket)。由于插座是直接焊在板子上的,零件可以任意的拆装。下面看到的是ZIF(Zero I ertion Force,零拨插力式)插座,它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进零件后将其固定。

                                如果要将两块PCB相互连结,一般我们都会用到俗称「金手指」的边接头(edge co ector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫,这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。通常连接时,我们将其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。

                                 PCB上的绿色或是棕色,是阻焊漆(solder mask)的颜色。这层是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面(legend)。

                              单面板(Single-Sided Boards)

                                我们刚刚提到过,在基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。

                              双面板(Double-Sided Boards)

                                这种电路板的两面都有布线。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」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

                              多层板(Multi-Layer Boards)

                                为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果您仔细观察主机板,也许可以看出来。

                                我们刚刚提到的导孔(via),如果应用在双面板上,那么一定都是打穿整个板子。不过在多层板当中,如果您只想连接其中一些线路,那么导孔可能会浪费一些其它层的线路空间。埋孔(Buried vias)和盲孔(Blind vias)技术可以避免这个问题,因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接,不须穿透整个板子。埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。

                                在多层板PCB中,整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。如果PCB上的零件需要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。

                              零件封装技术

                              插入式封装技术(Through Hole Technology)

                                将零件安置在板子的一面,并将接脚焊在另一面上,这种技术称为「插入式(Through Hole Technology,THT)」封装。这种零件会需要占用大量的空间,并且要为每只接脚钻一个洞。所以它们的接脚其实占掉两面的空间,而且焊点也比较大。但另一方面,THT零件和smt(Surface Mounted Technology,表面黏着式)零件比起来,与PCB连接的构造比较好,关于这点我们稍后再谈。像是排线的插座,和类似的界面都需要能耐压力,所以通常它们都是THT封装。

                              表面黏贴式封装技术(Surface Mounted Technology)

                                使用表面黏贴式封装(Surface Mounted Technology,smt)的零件,接脚是焊在与零件同一面。这种技术不用为每个接脚的焊接,而都在PCB上钻洞。

                              表面黏贴式的零件,甚至还能在两面都焊上。

                                smt也比THT的零件要小。和使用THT零件的PCB比起来,使用smt技术的PCB板上零件要密集很多。smt封装零件也比THT的要便宜。所以现今的PCB上大部分都是smt,自然不足为奇。

                                因为焊点和零件的接脚非常的小,要用人工焊接实在非常难。不过如果考虑到目前的组装都是全自动的话,这个问题只会出现在修复零件的时候吧。

                              来源:印刷电路板PCB及零件封装技术

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