PCB線路板基礎(chǔ)知識(shí)詳解

1、東莞建和電子有限公司一.MITAC目前用的PCB材質(zhì)A. 尿素紙板 特性為顏色為淡黃色常用于單面板但由于是用尿素紙所制,在陰涼潮濕的地方容易腐爛,故現(xiàn)已不常用B. CAM-3板 特性為顏色為乳白色韌性好具有高CTI(600V)二氧化碳排出量只有正常的四分之一現(xiàn)在較為常用于單面板.C. FR4纖維板 特性為用纖維制成韌性較好斷裂時(shí)有絲互相牽拉, 常用于多面板其熱膨脹系數(shù)為13(16ppm/c),本廠用的母板是用此板所制D. 多層板 特性為有高的Tg高耐熱及低熱膨脹率低介電常數(shù)和介質(zhì)損耗材 料多用于四層或四層以上E. 軟板 特性為材質(zhì)較軟透明常用于兩板電氣連接處便于折迭例如手提電腦中LCD與計(jì)算機(jī)

2、主體連接部分.F. 其它隨著個(gè)人計(jì)算機(jī)移動(dòng)電話等多媒體數(shù)字化信息終端產(chǎn)品的普及PCB也變的得越來越輕、薄、短、小在國(guó)外一些大的集團(tuán)公司先后研制出更多的 PCB板材，例如無鹵、無銻化環(huán)保產(chǎn)品，高耐熱、高Tg板材，低熱膨脹系數(shù)、 低介電常數(shù)、低介質(zhì)損耗板材其代表產(chǎn)品有FR-5、Tg200板、 PEE板、PI 板,CEL-475等等只是現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)還沒有普及二.目前MITAC PCB-Layout流程AR&D提供SCHMATIC（EE） FAB OUTLINE（ME）產(chǎn)品研發(fā)部向我們提供原理圖,機(jī)械工程師向我們提供外圍資料B建立新零件 我們根據(jù)原理圖從LIBRARIAN中調(diào)出零件如果LIBRARIAN

3、中沒有此零 件時(shí)我們就要建立新的零件C零件布局 零件齊了之后我們要進(jìn)行零件的布局DROUTING走線 這是我們的主要的工作任務(wù)我們布好局之后就進(jìn)行 ROUTING 走線E最終整理 ROUTING完之后我們要利用FABLINK最終整理出我們所需要的各種資料F轉(zhuǎn)換GERBER 轉(zhuǎn)成PC板廠商所需要的GERBER文檔G資料存盤 所有的工作作完之后就進(jìn)行資料的存盤便于以后的修改和查證三有關(guān)印刷板的一些基本術(shù)語在絕緣基材上按預(yù)定設(shè)計(jì)制成印刷線路印刷組件或兩者結(jié)合而成的導(dǎo)電圖形稱為印刷電路在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形稱為印刷線路它不包括印刷組件印刷電路或者印刷線路的成品板稱為印刷電路板或者

4、印刷線路板,亦稱印刷板.印刷板按照所用基材是剛性還是撓性可分為兩大類:剛性印板刷和撓性印刷板.今年也已出現(xiàn)剛性- 撓性結(jié)合的印刷板.按照導(dǎo)體圖形的層數(shù)可以分為單面,雙面和多層印刷板.導(dǎo)體圖形的整個(gè)外表面與基材表面位于同一平面上的印刷板,稱為平面印板.電子設(shè)備采用印刷板后,由于同類印刷板的一致性,從而避免了人工接線的差錯(cuò),并可實(shí)現(xiàn)電子元器件自動(dòng)插裝或貼裝, 自動(dòng)焊錫,自動(dòng)檢測(cè),保證了電子設(shè)備的質(zhì)量,提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低了成本,并便于維修.印刷板從單層發(fā)展到雙面, 多層和撓性,并且仍舊保著各自的發(fā)展趨勢(shì).由于不斷地向高精度,高密度和高可靠性方向發(fā)展,不斷縮小體積,減輕成本,使得印刷板在未來電子設(shè)

5、備的發(fā)展過程中,仍然保持強(qiáng)大的生命力.四.V-1級(jí)FR-4?FR-4（耐燃性積層板材），是以“玻纖布”為主干，含浸液態(tài)耐燃性“環(huán)氧樹脂” 做為結(jié)合劑而成膠片，再積層而成各種厚度的板材。而所謂V-1是指0.5吋寬，5吋長(zhǎng)，厚度不拘的無銅玻纖環(huán)氧樹脂基材之樣本，以45的斜向在特定火焰上燒燃后，即移開火源并測(cè)其延燒的秒數(shù)，待其全熄后再做續(xù)燒。連續(xù)十次試燒后，其總延燒秒數(shù)低于250秒者稱為V-1級(jí)的FR-4，低于50秒者稱為V-0級(jí)的FR-4。五PCB發(fā)展簡(jiǎn)史印刷電路基本概念在本世紀(jì)初已有人在專利中提出過1947年美國(guó)航空局和美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)局發(fā)起了印刷電路首次技術(shù)討論會(huì)當(dāng)時(shí)列出了26種不同的印刷電路制造方法

6、并歸納為六類涂料法噴涂法化學(xué)沉積法真空蒸發(fā)法模壓法和粉壓法當(dāng)時(shí)這些方法都未能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn).直到五十年代初期由于銅箔和層壓板的粘合問題得到解決覆銅層壓板性能穩(wěn)定可靠并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)銅箔蝕刻法成為印制板制造技術(shù)的主流一直發(fā)展至今.六十年代孔金屬化雙面印刷和多層印刷板實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模生產(chǎn)七十年代由于大規(guī)模集成電路和電子計(jì)算器的迅速發(fā)展八十年代表面貼裝技術(shù)和九十年代多芯片組裝技術(shù)的迅速發(fā)展推動(dòng)了印刷電路板生產(chǎn)技術(shù)的繼續(xù)進(jìn)步一批新材料新設(shè)備新測(cè)試儀器相繼涌現(xiàn)印刷電路生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)一步向高密度細(xì)導(dǎo)線多層高可靠性低成本和自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)的方向發(fā)展六原理圖的設(shè)計(jì)過程原理圖(schematic diagr

7、am)的產(chǎn)生一般視為PCB生產(chǎn)過程的第一步,它也是電子工程技術(shù)人員對(duì)產(chǎn)品設(shè)想的具體實(shí)現(xiàn),是由許多邏輯組件(如各種IC的門電路,電阻,電容等)通過不同的邏輯連接而組成.做一個(gè)原理圖,它的邏輯組件的來源是,有的CAD軟件含有的一個(gè)龐大的邏輯組件庫(如TANGO PADS等)而有的CAD軟件除了邏輯組件庫外,還可以由用戶自己增加建立新的邏輯組件(如Cadence,Mentor,Zuken等),用戶可以用這些邏輯組件來實(shí)現(xiàn)所要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品的邏輯功能.1 建立邏輯組件邏輯組件是提供一種邏輯功能的部件(如一個(gè)LSOO門,一個(gè)觸發(fā)器或一個(gè)ASIC電路). 1) 邏輯組件型號(hào)的定義(或稱組件名). 2)邏輯組件

8、管腳的封裝形式 3)邏輯組件管腳的描述 4)邏輯組件的外形及符號(hào)尺寸的定義2 邏輯組件的功能特性描述需對(duì)邏輯電路進(jìn)行仿真,就要對(duì)每個(gè)邏輯組件的功能特性進(jìn)行描述,如邏輯組件的時(shí)序關(guān)系,初始態(tài)上升沿(RISE),下降沿(FALL),延遲時(shí)間,還有驅(qū)動(dòng)衰量,衰減時(shí)間等.3 關(guān)于邏輯組件庫的說明由于邏輯組件很多,都建在一個(gè)庫下容易造成混亂,不好管理,所以一般把功能特性相似的邏輯組件放于一個(gè)庫下,按功能特性來管理,如A/D,D/A轉(zhuǎn)換器件,CMOS器件,存貯器件, TTL器件,線性器件,運(yùn)放器件,比較器件等,都各自放在同類庫下.同樣也可以按公司廠家分類如: MOTOROLA,NEC,INTEL等.七印刷

9、電路在電子設(shè)備中的功能(1)提供集成電路等各種電子元器件固定,裝配的機(jī)械支撐.(2)實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電器連接或電絕緣.(3)提供所要求的電器特性,如特性阻抗等.(4)為自動(dòng)焊錫提供阻焊圖形,為組件插裝,檢查,維修提供標(biāo)識(shí)符符和圖形.八.為適應(yīng)環(huán)境保護(hù)要求PCB制造技術(shù)將如何變化1) 削減含鉛量用電鍍鉛錫制作圖形電鍍的方法正在趨于迅速地廢止今后會(huì)更多地向著整板電鍍(Panel Plating,又稱板面電鍍)工藝法轉(zhuǎn)換在使用圖形電鍍制作法的情況下電鍍錫也將成為主流在使用焊料的場(chǎng)合下焊料將轉(zhuǎn)換為不含鉛型的材料今后會(huì)有更大的此方面進(jìn)展預(yù)想這種轉(zhuǎn)變對(duì)整個(gè)PCB制造工藝的影響是不大

10、的2)削減甲醛的使用量甲醛在PCB制作中作為化學(xué)鍍銅(Electroless Copper Plating,又稱無電解鍍化學(xué)沉銅)的還原劑目前從環(huán)境保護(hù)角度講今后對(duì)它的使用會(huì)有更嚴(yán)格的限定今后通過電鍍工藝法的改變減少或不再使用甲醛材料將是今后的發(fā)展趨勢(shì)直接電鍍法將成為廣泛應(yīng)用的一種電鍍法對(duì)采用這種電鍍法意義的重新認(rèn)識(shí)以及對(duì)此工藝法的進(jìn)一步改進(jìn)都是今后需要開展的重要工作3)MID的進(jìn)展熱塑性樹脂是容易實(shí)現(xiàn)再循環(huán)利用的高分子材料為了適應(yīng)今后的環(huán)境保護(hù)和維護(hù)生態(tài)環(huán)境的要求今后會(huì)將熱塑性樹脂更多地用于成行電路部品中即被稱作模塑互連電路組建(Molded Interconnect Device,簡(jiǎn)稱MI

11、D)將代替部分傳統(tǒng)制造技術(shù)的PCBMID將成為PCB中一個(gè)有發(fā)展?jié)摿Φ摹靶萝姟?)其它材料阻焊劑材料印刷電路板基板材料（阻燃型的非含鹵素的基材）等與環(huán)保相適應(yīng)的材料將會(huì)得到更多更快的開發(fā)和發(fā)展這也使得PCB制造過程中所使用的主要材料將有很大的改變?yōu)榇嗽赑CB制造中那些原有工藝技術(shù)會(huì)受到不小的沖擊九高速電路通常認(rèn)為如果數(shù)字邏輯電路的頻率達(dá)到或者超過45MHZ50MHZ，而且工作在這個(gè)頻率之上的電路已經(jīng)占到了整個(gè)電子系統(tǒng)一定的份量（比如說1/3），就稱為高速電路。實(shí)際上，信號(hào)邊沿的諧波頻率比信號(hào)本身的頻率高，是信號(hào)快速變化的上升沿與下降沿（或稱信號(hào)的跳變）引發(fā)了信號(hào)傳輸?shù)姆穷A(yù)期結(jié)果。因此，通常約定如果線傳播延時(shí)大于1/2數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)端的上升時(shí)間，則認(rèn)為此類信號(hào)是高速信號(hào)并產(chǎn)生傳輸線效應(yīng)。信號(hào)的傳遞發(fā)生在信號(hào)狀態(tài)改變的瞬間，如上升或下降時(shí)間。信號(hào)從驅(qū)動(dòng)端到接收端經(jīng)過一段固定的時(shí)間，如果傳輸時(shí)間小于1/2的上升或下降時(shí)間，那幺來自接收端的反射信號(hào)將在信號(hào)改變狀態(tài)之前到達(dá)驅(qū)動(dòng)端。反之