《精编》PCB面板基础知识讲义

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1、1、 单面板（Single-Sided Boards） 我们刚刚提到过，在最基本的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*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。 二、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

2、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。 三、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，并且包含最外侧的两层。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

3、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

4、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。 油墨的注意事项印制电路板所采用的各种类型的油墨都有很多性能，其中重要的就是油墨的粘性、触变性和精细度。这些物理特性，需要知道以提高运用油墨的能力。 一油墨的特性 1粘性和触变性 在印制电路板制造过程中，网印是必不可缺的重要工序之一。为要获得图像复制的保真度，要求油墨必须具有良好的粘性和适宜的触变性。所谓粘度就是液体的内摩擦，表示在外力的作用下，使一层液体在另一层液体上滑动，内层液体所施加的摩擦力。稠的液体内层滑动遇到的机械阻力较大，较稀的液体阻力较小。粘度测定的单位是泊。特别应指出的温度对粘度有明显的影响。 触变性是液体的一种物理特性

5、，即在搅拌状态下其粘度下降，待静置后又很快恢复其原来粘度的特性。通过搅拌，触变性的作用持续很长时间，足以使其内部结构重新构成。要达到高质量的网印效果，油墨的触变性是十分重要的。特别是在刮板过程中，油墨被搅动，进而使其液态化。这一作用加快油墨通过网孔的速度，促进原来网线分开的油墨均匀地连成一体。一旦刮板停止运动，油墨回到静止状态，其粘度就又很快地恢复到原来的所要求的数据。 2精细度： 颜料和矿物质填料一般呈固态，经过精细的研磨，其颗粒尺寸不超过4/5微米，并以固状形式形成均质化的流动状态。所以，要求油墨具有精细度是非常重要的。 二油墨的使用注意事项 根据多数厂家的油墨使用的实际经验，使用油墨时必

6、须按照下述规定参考执行： 1在任何情况下，油墨的温度必须保持在2025以下，温度变化不能太大，否则会影响到油墨的粘度和网印质量及效果。 特别当油墨在户外存放或在不同温度下存放时，再使用前就必须将其放在环境温度下适应几天或使油墨桶内达到合适的使作温度。这是因为使用冷油墨会引起网印故障，造成不必要的麻烦。因此，要保持油墨的质量，最好存放在或贮存在常温的工艺条件下。 2使用前必须充分地和仔细地对油墨进行手工或机械搅拌均匀。如果油墨中进入空气，使用时要静置一段时间。如果需要进行稀释，首先要充分进行混合，然后再检测其粘度。用后必须立即把墨桶封好。同时决不要将网版上油墨放回到油墨桶内与未用过的油墨混在一起

7、。 3最好采用相互适应的清洗剂进行清网，而且要非常彻底又干净。再进行清洗时，最好采用干净的溶剂。 4油墨进行干燥时，必须具备有良好排气系统的装置内进行。 5要保持作业条件应符合工艺技术要求的作业埸地进行网印作业。 PCB知识多层PCB压合 各单片层必须要压合才能制造出多层板。压合动作包括在各层间加入绝缘层，以及将彼此黏牢等。如果有透过好几层的导孔，那么每层都必须要重复处理。多层板的外侧两面上的布线，则通常在多层板压合后才处理。处理阻焊层、网版印刷面和金手指部份电镀 接下来将阻焊漆覆盖在最外层的布线上，这样一来布线就不会接触到电镀部份外了。网版印刷面则印在其上，以标示各零件的位置，它不能够覆盖在

8、任何布线或是金手指上，不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。金手指部份通常会镀上金，这样在插入扩充槽时，才能确保高品质的电流连接。测试 测试PCB是否有短路或是断路的状况，可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷，电子测试则通常用飞针探测仪（Flying-Probe）来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确，不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。零件安装与焊接 最后一项步骤就是安装与焊接各零件了。无论是THT与SMT零件都利用机器设备来安装放置在PCB上。 THT零件通常都用叫做波峰焊接（Wave Soldering）的方式来焊接。这可以让所有零件

9、一次焊接上PCB。首先将接脚切割到靠近板子，并且稍微弯曲以让零件能够固定。接着将PCB移到助溶剂的水波上，让底部接触到助溶剂，这样可以将底部金属上的氧化物给除去。在加热PCB后，这次则移到融化的焊料上，在和底部接触后焊接就完成了。 自动焊接SMT零件的方式则称为再流回焊接（Over Reflow Soldering）。里头含有助溶剂与焊料的糊状焊接物，在零件安装在PCB上后先处理一次，经过PCB加热后再处理一次。待PCB冷却之后焊接就完成了，接下来就是准备进行PCB的最终测试了节省制造成本的方法 为了让PCB的成本能够越低越好，有许多因素必须要列入考量： 板子的大小自然是个重点。板子越小成本就

10、越低。部份的PCB尺寸已经成为标准，只要照着尺寸作那么成本就自然会下降。CustomPCB网站上有一些关于标准尺寸的信息。 使用SMT会比THT来得省钱，因为PCB上的零件会更密集（也会比较小）。 另一方面，如果板子上的零件很密集，那么布线也必须更细，使用的设备也相对的要更高阶。同时使用的材质也要更高级，在导线设计上也必须要更小心，以免造成耗电等会对电路造成影响的问题。这些问题带来的成本，可比缩小PCB尺寸所节省的还要多。 层数越多成本越高，不过层数少的PCB通常会造成大小的增加。 钻孔需要时间，所以导孔越少越好。 埋孔比贯穿所有层的导孔要贵。因为埋孔必须要在接合前就先钻好洞。 板子上孔的大小

11、是依照零件接脚的直径来决定。如果板子上有不同类型接脚的零件，那么因为机器不能使用同一个钻头钻所有的洞，相对的比较耗时间，也代表制造成本相对提升。 使用飞针式探测方式的电子测试，通常比光学方式贵。一般来说光学测试已经足够保证PCB上没有任何错误。 总而言之，厂商在设备上下的工夫也是越来越复杂了。了解PCB的制造过程是很有用的，因为当我们在比较主机板时，相同效能的板子成本可能不同，稳定性也各异，这也让我们得以比较各厂商的能力。 好的工程师可以光看主机板设计，就知道设计品质的好坏。您也许自认没那么强，不过下次您拿到主机板或是显示卡时，不妨先鉴赏一下PCB设计之美吧！多层板印制介绍由于计算机和航空航天

12、工业对高速电路的需要要求进一步提高封装密度，加上分离元件尺寸的缩小和微电子学的迅速发展，电子设备正向体积缩小，质量减轻的方向发展；单、双面印制板由于可用空间的限制，已不可能实现装配密度的更进一步的提高。因此，就有必要考虑使用比双l向板层数更多的印制电路。这就给多层电路的出现创造了条件。 多层印制电路是指由3层以上的导电图形层其间以绝缘材料层相隔经层压、黏台而成的印制板其层间的导电图形按要求互连。目前，多层印制电路已广泛应用于各种电子设备中，成为电子元器件中的一个重要组成部分。(1)多层电路的广泛应用是由于有如下的优点: 装配密度高、体积小、质量轻 由于装配密度高，各组件(包括元器件)间的连线减

13、少，因此提高了可靠性； 可以增加布线层数，从而加大了设计灵活性； 能构成具有一定阻抗的电路; 可形成高速传输电路; 可设置电路、磁路屏蔽层，还可设置金属芯散热层以满足屏蔽、散热等特种功能需要; 安装简单，可靠性高。 (2)多层印制电路也有下列缺点： 造价高；周期长；需要高可靠性的检测手段。 多层印制电路是电子技术向高速度、多功能、大容量、小体积方向发展的产物。随着电子技术的不断发展，尤其是大规模和超大规模集成电路的广泛深入应用，多层印制电路正迅速向高密度、高精度、高层数化方向发展t出现了微细线条、小孔径贯穿、盲孔埋孔、高板厚孔径比等技术以满足市场的需要。多层板制造流程多层板制造流程它实际上是使

14、用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后粘牢(压合)而成。它的层数通常都是偶数，并且包含最外侧的两层。从技术的角度来说可以做到近100层的PCB板，但目前计算机的主机板都是48层的结构。 多层印制板般采用环氧玻璃布覆铜箔层压板。为了提高金属化孔的可靠性，应尽量选用耐高温的、基板尺寸稳定性好的、特别是厚度方向热膨胀系数较小的，且与铜镀层热膨胀系数基本匹配的新型材料。制作多层印制板，先用铜箔蚀刻法做出内层导线图形，然后根据设计要求，把几张内层导线图形重叠，放在专用的多层压机内，经过热压、粘合工序，就制成了具有内层导电图形的覆铜箔的层压板，以后加工工序与双面孔金属化印制板的制造工序基本相同，其工艺

15、流程如图所示。线路板全流程知识介绍在印制电路板制造过程中，涉及到诸多方面的工艺工作，从工艺审查到生产到最终检验，都必须考虑到工艺质量和生产质量的监测和控制。为此，将曾通过生产实践所获得的点滴经验提供给同行，仅供参考。第一章 工艺审查和准备 工艺审查是针对设计所提供的原始资料，根据有关的设计规范及有关标准，结合生产实际，对设计部位所提供的制造印制电路板有关设计资料进行工艺性审查。工艺审查的要点有以下几个方面： 1， 设计资料是否完整（包括：软盘、执行的技术标准等）； 2， 调 出软盘资料，进行工艺性检查，其中应包括电路图形、阻焊图形、钻孔图形、数字图形、电测图形及有关的设计资料等； 3， 对工艺要求是否可行、可制造、可电测、可维护等。第二节 工艺准备 工艺准备是在根据设计的有关技术资料的基础上，进行生产前的工艺准备。工艺应按照工艺程序进行科学的编制，其主要内容应括以下几个方面： 1， 在制定工艺程序，要合理、要准确、易懂可行； 2， 在首道工序中，应注明底片的正反面、焊接面及元件面、并且进行编号或标志； 3， 在钻孔工序中，应注明孔径类型、孔径大小、孔径数量；