印制電路板PCB的常見結(jié)構(gòu)

1、印制電路板（PCB）的常見結(jié)構(gòu)印制電路板（PCB）的常見結(jié)構(gòu)可以分為單層板（single Layer PCB）、雙層板（Double Layer PCB）和多層板（Multi Layer PCB）三種。一、單層板single Layer PCB單層板（single Layer PCB）是只有一個面敷銅，另一面沒有敷銅的電路板。元器件一般情況是放置在沒有敷銅的一面，敷銅的一面用于布線和元件焊接，如圖所示。單層板single Layer PCB結(jié)構(gòu)示意圖 二、雙層板Double Layer PCB雙層板（Double Layer PCB）是一種雙面敷銅的電路板，兩個敷銅層通常被稱為頂層（

2、Top Layer）和底層（Bottom Layer），兩個敷銅面都可以布線，頂層一般為放置元件面，底層一般為元件焊接面，如圖所示。雙層板Double Layer PCB結(jié)構(gòu)示意圖三、多層板Multi Layer PCB多層板（Multi Layer PCB）就是包括多個工作層面的電路板，除了有頂層（Top Layer）和底層（Bottom Layer）之外還有中間層，頂層和底層與雙層面板一樣，中間層可以是導(dǎo)線層、信號層、電源層或接地層，層與層之間是相互絕緣的，層與層之間的連接往往是通過孔來實現(xiàn)的。以四層板為例，如圖2 3 4 所示。這個四層板除了具有頂層和底層之外，內(nèi)部還具有一個地層和一個圖

3、2 3 4 四層板結(jié)構(gòu)四層板PCB結(jié)構(gòu)示示意圖 而六層板的結(jié)構(gòu)還要比四層板多出兩個內(nèi)層，其結(jié)構(gòu)如圖2 3 6 所示。六層板PCB結(jié)構(gòu)示意圖 盡管Protel DXP支持72層板的設(shè)計，但在實際的應(yīng)用中，一般六層板已經(jīng)能夠滿足電路設(shè)計的要求，不必將電路板設(shè)計成更多層結(jié)構(gòu)。PCB布線完成后應(yīng)該檢查的項目當(dāng)設(shè)計完成一個PCB的時候，就需要檢查這塊PCB的一些相關(guān)的地方，因為，一塊PCB，除了電氣性能沒有問題外，還有其他的一些相關(guān)的影響因素，本文介紹一些在設(shè)計完P(guān)CB后，應(yīng)該檢查的項目，希望給PCB設(shè)計人員參考。PCB設(shè)計檢查 下述檢查表包括有關(guān)設(shè)計周期的各個方面，對于特殊的：應(yīng)用

4、還應(yīng)增加另外一些項目。通用PCB設(shè)計圖檢查項目1）電路分析了沒有?為了平滑信號電路劃分成基本單元沒有?2）電路允許采用短的或隔離開的關(guān)鍵引線嗎?3）必須屏蔽的地方，有效地屏蔽了嗎?4）充分利用了基本網(wǎng)格圖形沒有?5）印制板的尺寸是否為最佳尺寸?6）是否盡可能使用選擇的導(dǎo)線寬度和間距?7）是否采用了優(yōu)選的焊盤尺寸和孔的尺寸?8）照相底版和簡圖是否合適?9）使用的跨接線是否最少?跨接線要穿過元件和附件嗎?l0）裝配后字母看得見嗎?其尺寸和型號正確嗎?11）為了防止起泡，大面積的銅箔開窗口了沒有?12）有工具定位孔嗎?PCB電氣特性檢查項目1）是否分析了導(dǎo)線電阻、電感、電容的影響?尤其是對關(guān)鍵的壓降

5、相接地的影析了嗎?2）導(dǎo)線附件的間距和形狀是否符合絕緣要求?3）在關(guān)鍵之處是否控制和規(guī)定了絕緣電阻值?4）是否充分識別了極性?5）從幾何學(xué)的角度衡量了導(dǎo)線間距對泄漏電阻、電壓的影向嗎？6）改變表面涂覆層的介質(zhì)經(jīng)過鑒定了嗎?PCB物理特性檢查項目1）所有焊盤及其位置是否適合總裝?2）裝配好的印制板是否能滿足沖擊和振功條件?3）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)元件的間距是多大?4）安裝不牢固的元件或較重的部件固定好了嗎?5）發(fā)熱元件散熱冷卻正確嗎?或者與印制板和其它熱敏元件隔離了嗎?6）分壓器和其它多引線元件定位正確嗎?7）元件安排和定向便于檢查嗎?8）是否消除了印制板上和整個印制板組裝件上的所有可能產(chǎn)生的干擾?9）定

6、位孔的尺寸是否正確? 10）公差是否完全及合理？11）控制和簽定過所有涂覆層的物理特性沒有?12）孔和引線直徑比是否公能接受的范圍內(nèi)?PCB機(jī)械設(shè)計因素雖然印制板采取機(jī)械方法支撐元件，但它不能作為整個設(shè)備的結(jié)構(gòu)件來使用。在印制版的邊沿部分，至少每隔5英寸進(jìn)行一定的文撐。選擇和設(shè)計印制板必須考慮的因素如下；1）印制板的結(jié)構(gòu)尺寸和形狀。2）需要的機(jī)械附件和插頭（座）的類型。3）電路與其它電路及環(huán)境條件的適應(yīng)性。4）根據(jù)一些因素，例如受熱和灰塵來考慮垂直或水平安裝印制板。5）需要特別注意的一些環(huán)境因素，例如散熱、通風(fēng)、沖擊、振動、濕度灰塵、鹽霧以及輻射線。6）支撐的程度。7）保持和固定。8）容易取下

7、來。PCB印制板的安裝要求至少應(yīng)該在印制板三個邊沿邊緣1英寸的范圍內(nèi)支撐。根據(jù)實踐經(jīng)驗，厚度為0031-0062英寸的印制板支撐點的間距至少應(yīng)為4英寸；厚度大于0093英寸的印制板，其支撐點的間距至少應(yīng)為5英寸。采取這一措施可提高印制板的剛性，并破壞印制板可能出現(xiàn)的諧振。某種印制板通常要在考慮下列因素之后，才能決定它們所采用的安裝技術(shù)1）印制板的尺寸和形狀。2）輸入、輸出端接數(shù)。3）可以利用的設(shè)備空間。4）所希望的裝卸方便性5）安裝附件的類型6）要求的散熱性。7）要求的可屏蔽性。8）電路的類型及與其它電路的相互關(guān)系。印制板的撥出要求1）不需要安裝元件的印制板面積。2）插拔工具對兩印制板間安裝距

8、離的影響。3）在印制板設(shè)計中要專門準(zhǔn)備安裝孔和槽。4）插撥工具要放在設(shè)備中使用時，尤其是要考慮它的尺寸。5）需要一個插拔裝置，通常用鉚釘把它永久性地固定在印制板組裝件上。6）在印制板的安裝機(jī)架中，要求特殊設(shè)計如負(fù)載軸承凸緣。7）所用插拔工具與印制板的尺寸、形狀和厚度的適應(yīng)性。8）使用插拔工具所涉及的成本，既包括工具的價錢，也包括所增加的支出9）為了緊固和使用插拔工具，而要求在一定程度上可進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。PCB機(jī)械方面的考慮 對印制線路組裝件有重要影響的基材特性是：吸水性、熱膨張系數(shù)、耐熱特性、抗撓曲強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和硬度。所有這些特性既影響印制板結(jié)構(gòu)的功能，也影響印制板結(jié)構(gòu)的

9、生產(chǎn)率。對于大多數(shù)應(yīng)用場合來說，印制線路板的介質(zhì)基襯是下述幾種基材當(dāng)中的一種：1）酚醛浸漬紙。 2）丙烯酸聚酯浸漬無規(guī)則排列的玻璃氈。3）環(huán)氧浸漬紙。4）環(huán)氧浸漬玻璃布。每種基材可以是阻燃的或是可燃的。上述1、2、3是可以沖制的。 金屬化孔印制板最常用的材料是環(huán)氧玻璃布，它的尺寸穩(wěn)定性適合于高密度線路使用，并且能使金屬化孔中產(chǎn)生裂紋的情況最少發(fā)生。 環(huán)氧玻璃布層壓板的一個缺點是：在印制板的常用厚度范圍內(nèi)難以沖制，由于這個原因，所有的孔通常都是鉆出來的，并采用仿型銑作業(yè)以形成印制板的外形。PCB電氣考慮在直流或低頻交流場合中，絕緣基材最重要的電氣特性是：絕緣電阻、抗電孤性和印制導(dǎo)線電阻以及擊穿強(qiáng)

10、度。而在高頻和微波場合中則是：介電常致、電容、耗散因素。而在所有應(yīng)用場合中，印制導(dǎo)線的電流負(fù)載能力都是重要的。導(dǎo)線圖形PCB布線路徑和定位印制導(dǎo)線在規(guī)定的布線規(guī)則的制約下，應(yīng)該走元件之間最短的路線。盡可能限制平行導(dǎo)線之間的耦合。良好的設(shè)計，要求布線的層數(shù)最少，在相應(yīng)于所要求的封裝密度下，也要求采用最寬的導(dǎo)線和最大的焊盤尺寸。因為圓角和平滑的內(nèi)圃角可能會避免可能產(chǎn)生的一些電氣和機(jī)械方面的問題，所以應(yīng)該避免在導(dǎo)線中出現(xiàn)尖角和急劇的拐角。PCB寬度和厚度圖 所示為剛性印制板蝕刻的銅導(dǎo)線的載流量。對于1盎司和2盎司的導(dǎo)線，考慮到蝕刻方法和銅箔厚度的正常變化以及溫差，允許降低標(biāo)稱值的10%（以負(fù)載電流計

11、）；對于涂覆了保護(hù)層的印制板組裝件（基材厚度小于0.032英寸，銅箔厚度超過3盎司）則元件都降低15%；對于浸焊過的印制板則允許降低30%。PCB導(dǎo)線間距必須確定導(dǎo)線的最小間距，以消除相鄰導(dǎo)線之間的電壓擊穿或飛弧。間距是可變的，它主要取決于下列因素：1）相鄰導(dǎo)線之間的峰值電壓。2）大氣壓力（最大工作高度）。3）所用涂覆層。4）電容耦合參數(shù)。關(guān)鍵的阻抗元件或高頻元件一般都放得很靠近，以減小關(guān)鍵的級延遲。變壓器和電感元件應(yīng)該隔離，以防止耦合；電感性的信號導(dǎo)線應(yīng)該成直角地正交布設(shè)；由于磁場運(yùn)動會產(chǎn)生任何電氣噪聲的元件應(yīng)該隔離，或者進(jìn)行剛性安裝，以防止過分振動。PCB導(dǎo)線圖形檢查1）導(dǎo)線是否在不犧牲功

12、能的前提下短而直？2）是否遵守了導(dǎo)線寬度的限制規(guī)定?3）在導(dǎo)線間、導(dǎo)線和安裝孔間、導(dǎo)線和焊盤間必須保證的最小導(dǎo)線間距留出來沒有?4）是否避免了所有導(dǎo)線（包括元件引線）比較靠近的平行布設(shè)?5）導(dǎo)線圖形中是否避免了銳角（90或小于90）?PCB設(shè)計項目檢查項目列表1. 檢查原理圖的合理性及正確性；2. 檢查原理圖的元件封裝的正確性；3. 強(qiáng)弱電的間距，隔離區(qū)域的間距；4. 原理圖和PCB圖對應(yīng)檢查，防止網(wǎng)絡(luò)表丟失；5. 元件的封裝和實物是否相符；6. 元件的放置位置是否合適:A. 元件是否便于安裝與拆卸；B. 對溫度敏感元件是否距發(fā)熱元件太近；C. 可產(chǎn)生互感元件距離及方向是否合適；D. 接插件之間的放置是否對應(yīng)順暢；E. 便于拔插；F. 輸入輸出；G. 強(qiáng)電弱電；H. 數(shù)字模擬是否交錯；I. 上風(fēng)側(cè)和下風(fēng)側(cè)元件的安排；7. 具有方向性的元件是否進(jìn)行了錯誤的翻轉(zhuǎn)而不是旋轉(zhuǎn)；8. 元件管腳的安裝孔是否合適，能否便于插入；9. 檢查每一個元件的空腳是否正常，是否為漏線；10. 檢查同一網(wǎng)絡(luò)表在上下層布線是否有過孔，焊盤通過孔相連，防止斷線，確保線路的完整性；11. 檢查上下層字符放置是否正確合理，不要放上元件蓋住字符，以便于焊接或維修人員操作；12.非常重要的上下層線的連接不要僅僅用直插的元件的焊盤連接，最好也用過孔連接；13.插座中電源和信號線的安排要保證信號的完整性和抗干擾性；14