印刷電路板PCB及零件封裝技術(shù)

凡億PCB · 發(fā)表于 2013-8-7 09:13:07

印刷電路板PCB及零件封裝技術(shù)

印刷電路板（Printed circuit board，PCB）

　PCB(Printed Circuie Board)印制線(xiàn)路板的簡(jiǎn)稱(chēng)，通常把在絕緣材上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線(xiàn)路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱(chēng)為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱(chēng)為印制線(xiàn)路。這樣就把印制電路或印制線(xiàn)路的成品板稱(chēng)為印制線(xiàn)路板，亦稱(chēng)為印制板或印制電路板。

　　標(biāo)準(zhǔn)的PCB上頭沒(méi)有零件，也常被稱(chēng)為“印刷線(xiàn)路板Printed Wiring Board（PWB）”．

　　為了將零件固定在PCB上面，我們將它們的接腳直接焊在布線(xiàn)上。在最基本的PCB（單面板）上，零件都集中在其中一面，導(dǎo)線(xiàn)則都集中在另一面。這么一來(lái)我們就需要在板子上打洞，這樣接腳才能穿過(guò)板子到另一面，所以零件的接腳是焊在另一面上的。因?yàn)槿绱�，PCB的正反面分別被稱(chēng)為零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）。
　　如果PCB上頭有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或裝回去，那么該零件安裝時(shí)會(huì)用到插座（Socket）。由于插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆裝。下面看到的是ZIF（Zero I ertion Force，零撥插力式）插座，它可以讓零件（這里指的是CPU）可以輕松插進(jìn)插座，也可以拆下來(lái)。插座旁的固定桿，可以在您插進(jìn)零件后將其固定。
　　如果要將兩塊PCB相互連結(jié)，一般我們都會(huì)用到俗稱(chēng)「金手指」的邊接頭（edge co ector）。金手指上包含了許多裸露的銅墊，這些銅墊事實(shí)上也是PCB布線(xiàn)的一部份。通常連接時(shí)，我們將其中一片PCB上的金手指插進(jìn)另一片PCB上合適的插槽上（一般叫做擴(kuò)充槽Slot）。在計(jì)算機(jī)中，像是顯示卡，聲卡或是其它類(lèi)似的界面卡，都是借著金手指來(lái)與主機(jī)板連接的。
　　 PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆（solder mask）的顏色。這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線(xiàn)，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silk screen）。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱(chēng)作圖標(biāo)面（legend）。
單面板（Single-Sided Boards）
　　我們剛剛提到過(guò)，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線(xiàn)則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)只出現(xiàn)在其中一面，所以我們就稱(chēng)這種PCB叫作單面板（Single-sided）。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線(xiàn)路上有許多嚴(yán)格的限制（因?yàn)橹挥幸幻�，布線(xiàn)間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類(lèi)的板子。
雙面板（Double-Sided Boards）
　　這種電路板的兩面都有布線(xiàn)。不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線(xiàn)，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿(mǎn)或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線(xiàn)相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，而且因?yàn)椴季€(xiàn)可以互相交錯(cuò)（可以繞到另一面），它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。
多層板（Multi-Layer Boards）
　　為了增加可以布線(xiàn)的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線(xiàn)板。多層板使用數(shù)片雙面板，并在每層板間放進(jìn)一層絕緣層后黏牢（壓合）。板子的層數(shù)就代表了有幾層獨(dú)立的布線(xiàn)層，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過(guò)技術(shù)上可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過(guò)因?yàn)檫@類(lèi)計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過(guò)如果您仔細(xì)觀察主機(jī)板，也許可以看出來(lái)。
　　我們剛剛提到的導(dǎo)孔（via），如果應(yīng)用在雙面板上，那么一定都是打穿整個(gè)板子。不過(guò)在多層板當(dāng)中，如果您只想連接其中一些線(xiàn)路，那么導(dǎo)孔可能會(huì)浪費(fèi)一些其它層的線(xiàn)路空間。埋孔（Buried vias）和盲孔（Blind vias）技術(shù)可以避免這個(gè)問(wèn)題，因?yàn)樗鼈冎淮┩钙渲袔讓�。盲孔是將幾層�?nèi)部PCB與表面PCB連接，不須穿透整個(gè)板子。埋孔則只連接內(nèi)部的PCB，所以光是從表面是看不出來(lái)的。
　　在多層板PCB中，整層都直接連接上地線(xiàn)與電源。所以我們將各層分類(lèi)為信號(hào)層（Signal），電源層（Power）或是地線(xiàn)層（Ground）。如果PCB上的零件需要不同的電源供應(yīng)，通常這類(lèi)PCB會(huì)有兩層以上的電源與電線(xiàn)層。
零件封裝技術(shù)
插入式封裝技術(shù)（Through Hole Technology）
　　將零件安置在板子的一面，并將接腳焊在另一面上，這種技術(shù)稱(chēng)為「插入式（Through Hole Technology，THT）」封裝。這種零件會(huì)需要占用大量的空間，并且要為每只接腳鉆一個(gè)洞。所以它們的接腳其實(shí)占掉兩面的空間，而且焊點(diǎn)也比較大。但另一方面，THT零件和smt（Surface Mounted Technology，表面黏著式）零件比起來(lái)，與PCB連接的構(gòu)造比較好，關(guān)于這點(diǎn)我們稍后再談。像是排線(xiàn)的插座，和類(lèi)似的界面都需要能耐壓力，所以通常它們都是THT封裝。
表面黏貼式封裝技術(shù)（Surface Mounted Technology）
　　使用表面黏貼式封裝（Surface Mounted Technology，SMT）的零件，接腳是焊在與零件同一面。這種技術(shù)不用為每個(gè)接腳的焊接，而都在PCB上鉆洞。
表面黏貼式的零件，甚至還能在兩面都焊上。
　　SMT也比THT的零件要小。和使用THT零件的PCB比起來(lái)，使用SMT技術(shù)的PCB板上零件要密集很多。SMT封裝零件也比THT的要便宜。所以現(xiàn)今的PCB上大部分都是SMT，自然不足為奇。
　　因?yàn)楹更c(diǎn)和零件的接腳非常的小，要用人工焊接實(shí)在非常難。不過(guò)如果考慮到目前的組裝都是全自動(dòng)的話(huà)，這個(gè)問(wèn)題只會(huì)出現(xiàn)在修復(fù)零件的時(shí)候吧。