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PCB是什么意思?PCB有什么作用?PCB的发展历史

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Pcb(Printed circuit board )又名印刷电路板,是电子元器件的支撑体,也是电子元器件电气连接的载体。由于是采用电子印刷术制作的,故被称为PCB“印刷”电路板。

 

PCB历史

20世纪初,在印制电路板出现之前,电子元件之间的互连都是依靠电线直接连接而组成完整的线路。人们为了简化电子机器的制作,减少电子零件间的配线,降低制作成本等,开始钻研以印刷的方式取代配线的方法。

1903年,德国发明家阿尔伯特·汉森(Albert Hanson)描述了多层叠合到绝缘板上的平板箔导体。托马斯·爱迪生(Thomas Edison)在1904年试验了用化学方法在亚麻纸上镀导体。

1913年,亚瑟·贝瑞(Arthur Berry)在英国申请了一项印刷和蚀刻方法的专利。

1927年,美国的查尔斯·杜卡(Charles Ducas)为一种电镀电路图样的方法申请了专利。

1936年,奥地利人保罗·爱斯勒(Paul Eisler)在英国发明了箔膜技术,在一个收音机装置内采用了印刷电路板。Paul Eisler做法与现今PCB印刷电路板最为相似。

1941年,德国磁影响水雷采用了多层印刷电路。

1943年,美国将PCB印刷电路板技术运用于军用收音机。

1948年,美国将PCB印刷电路板用于商业用途。

20世纪50年代中期起,印刷线路板开始被广泛运用。

 

Paul-eisler-by-maurice-hubert-1

保罗·艾斯勒(Paul Eisler)第一收音机使用印刷电路底盘和天线线圈

 

 

 

PCB发展

印制板从单层发展到双面、多层和挠性,并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备的发展工程中,仍然保持着强大的生命力。
综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的,即向高密度,高精度,细孔径,细导线,细间距,高可靠,多层化,高速传输,轻量,薄型方向发展,在生产上同时向提高生产率,降低成本,减少污染,适应多品种、小批量生产方向发展。印制电路的技术发展水平,一般以印制板上的线宽,孔径,板厚/孔径比值为代表。

 

 

 

PCB特点

可高密度化。

数十年来,印制板高密度能够随着集成电路集成度提高和安装技术进步而发展着。

高可靠性。

通过一系列检查、测试和老化试验等可保证PCB长期(使用期,一般为20年)而可靠地工作着。

可设计性。

对PCB各种性能(电气、物理、化学、机械等)要求,可以通过设计标准化、规范化等来实现印制板设计,时间短、效率高。

可生产性。

采用现代化管理,可进行标准化、规模(量)化、自动化等生产、保证产品质量一致性。

可测试性。

建立了比较完整测试方法、测试标准、各种测试设备与仪器等来检测并鉴定PCB产品合格性和使用寿命。

可组装性。

PCB产品既便于各种元件进行标准化组装,又可以进行自动化、规模化批量生产。同时,PCB和各种元件组装部件还可组装形成更大部件、系统,直至整机。

可维护性。

由于PCB产品和各种元件组装部件是以标准化设计与规模化生产,因而,这些部件也是标准化。所以,一旦系统发生故障,可以快速、方便、灵活地进行更换,迅速恢服系统工作。当然,还可以举例说得更多些。如使系统小型化、轻量化,信号传输高速化等。

 

主图

PCB板成品

 

 

PCB分类

根据电路层数分类:分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板,复杂的多层板可达几十层。
PCB板有以下三种主要的划分类型:

单面板
单面板(Single-Sided Boards) 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(有贴片元件时和导线为同一面,插件器件再另一面)。因为导线只出现在其中一面,所以这种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
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,双面板解决了单面板中因为布线交错的难点(可以通过孔导通到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

多层板
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。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,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,不过技术上理论可以做到近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,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。

 

 

PCB生产流程:

一、联系厂家
首先需要联系厂家,厂家会有人为你报价,下单,和跟进生产进度。

二、开料
目的:根据工程资料MI的要求,在符合要求的大张板材上,裁切成小块生产板件.符合客户要求的小块板料.
流程:大板料→按MI要求切板→锔板→啤圆角磨边→出板

三、钻孔
目的:根据工程资料,在所开符合要求尺寸的板料上,相应的位置钻出所求的孔径.
流程:叠板销钉→上板→钻孔→下板→检查修理

四、沉铜
目的:沉铜是利用化学方法在绝缘孔壁上沉积上一层薄铜.
流程:粗磨→挂板→沉铜自动线→下板→浸%稀H2SO4→加厚铜

五、图形转移
目的:图形转移是生产菲林上的图像转移到板上
流程:(蓝油流程):磨板→印第一面→烘干→印第二面→烘干→爆光→冲影→检查;(干膜流程):麻板→压膜→静置→对位→曝光→静置→冲影→检查

六、图形电镀
目的:图形电镀是在线路图形裸露的铜皮上或孔壁上电镀一层达到要求厚度的铜层与要求厚度的金镍或锡层.
流程:上板→除油→水洗二次→微蚀→水洗→酸洗→镀铜→水洗→浸酸→镀锡→水洗→下板

七、退膜
目的:用NaOH溶液退去抗电镀覆盖膜层使非线路铜层裸露出来.
流程:水膜:插架→浸碱→冲洗→擦洗→过机;干膜:放板→过机

八、蚀刻
目的:蚀刻是利用化学反应法将非线路部位的铜层腐蚀去.

九、绿油
目的:绿油是将绿油菲林的图形转移到板上,起到保护线路和阻止焊接零件时线路上锡的作用
流程:磨板→印感光绿油→锔板→曝光→冲影;磨板→印第一面→烘板→印第二面→烘板

十、字符
目的:字符是提供的一种便于辩认的标记
流程:绿油终锔后→冷却静置→调网→印字符→后锔

十一、镀金手指
目的:在插头手指上镀上一层要求厚度的镍金层,使之更具有硬度的耐磨性
流程:上板→除油→水洗两次→微蚀→水洗两次→酸洗→镀铜→水洗→镀镍→水洗→镀金
镀锡板 (并列的一种工艺)
目的:喷锡是在未覆盖阻焊油的裸露铜面上喷上一层铅锡,以保护铜面不蚀氧化,以保证具有良好的焊接性能.
流程:微蚀→风干→预热→松香涂覆→焊锡涂覆→热风平整→风冷→洗涤风干

十二、成型
目的:通过模具冲压或数控锣机锣出客户所需要的形状成型的方法有机锣,啤板,手锣,手切
说明:数据锣机板与啤板的精确度较高,手锣其次,手切板最低具只能做一些简单的外形.

十三、测试
目的:通过电子100%测试,检测目视不易发现到的开路,短路等影响功能性之缺陷.
流程:上模→放板→测试→合格→FQC目检→不合格→修理→返测试→合格→REJ→报废

十四、终检
目的:通过100%目检板件外观缺陷,并对轻微缺陷进行修理,避免有问题及缺陷板件流出.
具体工作流程:来料→查看资料→目检→合格→FQA抽查→合格→包装→不合格→处理→检查

 

 

 

 

 

参考资料来源:    维基百科     百度百科     互动百科     国搜百科

2019年3月16日 08:28

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