印刷電路板是電子產品中最重要的部分。或者,首字母縮略詞也占印刷線路板和印刷線路卡的基本相同。由于這些電路板在從計算機到計算器的所有部件中起著至關重要的作用,因此應對PC板材料的選擇應謹慎處理并了解特定設備的電氣必需品。
在開發之前PCB,電路板材料大多被纏繞的重疊電線所覆蓋,這些電線在某些接合處很容易失效。一旦年齡停留并且某些電線開始破裂,它們也可能短路。正如可以預料的那樣,進入這些早期電路板布線的手動過程令人困惑和苦心。
隨著越來越多的日常電子元件開始依賴電路板,競爭對手開發更簡單,更緊湊的替代品,這導致了材料PCB的發展。使用PCB材料,電路可以在許多不同組件之間進行路由。有助于在電路板和任何連接元件之間傳輸電流的金屬稱為焊料,它具有粘合性質的雙重用途。
PCB材料成分
PCB通常由四層組成,它們熱層壓在一起形成一層。 PCB從上到下使用的材料包括絲網印刷,阻焊層,銅和基板。
最后一層,基板,由玻璃纖維制成,也是被稱為FR4,FR字母代表“阻燃劑”。該基板層為PCB提供了堅實的基礎,但厚度可根據給定電路板的用途而變化。
市場上也存在價格較低的電路板,而不使用相同的上述PCB材料,但由酚醛樹脂或環氧樹脂組成。由于這些板的熱敏性,它們容易失去層壓。這些更便宜的電路板通常很容易通過焊接時散發的氣味來識別。
PCB第二層是銅,用熱和粘合劑的混合物層壓到基板上。銅層很薄,并且在一些板上有兩個這樣的層 - 一個在基板上方,一個在基板下方。只有一層銅的PCB往往用于更便宜的電子設備。
根據不同的分類標準,包括增強材料,大量使用的覆銅板(CCL)可分為不同的類別,使用樹脂粘合劑,易燃性,CCL性能。 CCL的簡要分類如下表所示。
分類標準 | 材料 | |
---|---|---|
增強 材料 |
紙基類 |
PF樹脂(XPC,FR1,FR2) 環氧樹脂(FE-3) 聚酯樹脂 |
玻璃纖維布基類 | 環氧樹脂(FR4,FR5) | |
復合環氧材料(CEM) | / | |
層壓多層基類 | / | |
特殊物料基類 | BT,PI,PPO,MS | |
易燃性 | 防火型 | UL94-VO,UL94-V1 |
非隔爆型 | UL-94-HB | |
CCL 性能 |
具有普通性能的CCL | / |
CCL具有低介電常數 | ||
具有高耐熱性的CCL | / | |
低熱膨脹系數的CCL | / |
綠色阻焊層上方是絲網層,它增加了字母和數字指示器,使PCB可供技術程序員閱讀。反過來,這使電子裝配工更容易將每個PCB放置在每個元件上的適當位置和正確方向上。絲網印刷層通常是白色的,但有時也會使用紅色,黃色,灰色和黑色等顏色。
PCB層技術術語
除了了解PCB的分層情況外,您還應該了解PCB使用的技術術語:
?環形圈。銅環圍繞PCB上的孔。
?DRC 。設計規則檢查的首字母縮寫。從本質上講,DRC是一種檢查PCB功能設計的實踐。檢查的細節包括跡線和鉆孔的寬度。
?鉆探 。用于描述PCB上的所有孔,無論是正確的還是放錯位置的。在某些情況下,由于在生產過程中使用了鈍鉆設備,孔可能會略微不正確。
?Finger 。沿著板邊緣暴露的金屬,用作兩個PCB之間的連接點。手指最常見于舊視頻游戲和存儲卡上。
?鼠標位。 PCB部分過度鉆孔,威脅到電路板的結構完整性。
?墊。 PCB上暴露金屬的區域,通常在其上施加焊接件。
?面板。大型電路板,由較小的電路板組成,最終分開供個人使用。
?粘貼模板。板上的金屬模板,在其上放置焊膏進行焊接。
?Plane 。 PCB上暴露的銅的較大部分,由邊界標記但缺少路徑。
?通孔。直接穿過PCB的孔,通常用于連接另一個組件。孔是電鍍的,通常有一個環形圈。
?槽。任何非圓形的洞。由于在電路板上形成奇形孔的生產成本,帶槽的PCB通常價格昂貴。插槽通常不鍍。
?表面貼裝。一種方法,即外部零件直接安裝在PCB上,無需通孔。
?Trace 。 PCB上正在進行的銅線。
?V-score 。董事會被部分裁員的地方。這可能導致PCB易于卡入。
?Via 。信號在層之間傳播的孔。帳篷版本覆蓋有保護性焊接掩模,而未插入的通孔則用于連接器附件。
層前面的數字是指導電層的確切數量,無論是路由層還是平面層 - 兩種層類型。圖層往往具有數字1,或接下來的四個偶數中的任何一個:2,4,6,8。層板有時會有奇數,但這些很少見,幾乎沒有任何區別。例如,5層或6層板中的PCB材料實際上是相同的。
兩種圖層類型具有不同的功能。路由層功能軌道。平面層用作電源連接器并具有銅平面。平面層還具有確定電路板信號用途的島,無論是3.3 V還是5 V。
FR4是玻璃纖維增強環氧樹脂層壓板的代號。由于其強度以及耐水和防火的能力,FR4是最受歡迎的PCB材料之一。
其他PCB設計注意事項
如1.6 mm的數字用于表示層板的厚度。在4層板上,1.6 mm是標準尺寸。例如,當需要支撐較重的連接物時,厚度較大的板將提供更多支撐。
平面層上銅標準的標準水平為35微米。或者,銅厚度有時以盎司或克表示。在支持大量應用的電路板上最好采用高于普通銅厚度。
曲目并不意味著傳輸功率,但有時在信號不能正確處理頻率時會發生這種情況。如果問題沒有得到控制,軌道最終可能會失去大量的電力。為了獲得盡可能多的力量從軌道的一側移動到另一側,軌道的布局必須考慮到傳輸方程。
通常,兩英寸是層上的正確軌道距離由銅軌FR4 PCB材料組成的電路板,信號時間為1納秒。但是,您必須考慮傳輸線對高軌道長度的影響,特別是在信號完整性至關重要的情況下。互聯網上有很多程序和電子表格,旨在幫助人們對特定的電路板進行適當的阻抗計算。
在大多數電路板上,過孔是空的,你通常可以看到它們。盡管如此,在各種情況下可以填充過孔。對于初學者來說,在形成灰塵和其他雜質的保護屏障時,必須填充過孔。其次,可以填充通孔以提高電流的承載能力,在這種情況下可以使用導電材料。可能填充過孔的另一個原因是對電路板進行調平。
過孔通常填充球柵陣列(BGA)。如果在BGA引腳和內層之間發生接觸,焊料可能會滑過通孔并進入不同的層。因此,填充過孔以確保焊料不會泄漏到另一層,并保持觸點的完整性。
層板上出現的一個更麻煩的事情是當一個接觸點在板上的某個點突然進出時。發生的越多,董事會的部分就越容易完全放棄。當計算器上的一個按鈕停止工作時,普通家用電子設備用戶將遇到此問題。每個按鈕按下層板的特定部分,當一個點出現故障時,與該點相關的按鈕無法發送信號。
另一種方式可以觸摸聯系人某些位置是將二級卡插槽放在主板上。如果卡處理不當,卡上的一個點可能會損壞,并且無法在那里工作。保護彼此接觸的板表面的最佳方法是使用金層,其用作增強生命的屏障。然而,金可能是昂貴的,并且它在標簽中的使用增加了PCB制造過程中的另一個步驟。
PCB焊接掩模
大多數人在主板上熟悉的顏色是綠色,即阻焊膜的顏色。雖然不常見,但阻焊膜有時也會出現在其他顏色中,例如紅色或藍色。焊料掩模也稱為首字母縮寫詞LPISM,它代表液體可成像的焊接掩模。焊接掩模的目的是防止液體焊料的泄漏。近年來,由于缺少焊接掩模,其發生率變得更加普遍。然而,大多數人認為,用戶通常更喜歡在沒有焊接掩模的情況下使用焊接掩模的電路板。
焊接掩模一直存在應用于PCB,PCB經受熔融焊料。當該過程發生時,銅的暴露表面變得溶劑化。整個過程稱為熱風焊料平整(HASL)。當SMD芯片被焊接時,電路板被加熱到焊料形成熔融狀態的點,并將元件放入適當的位置。隨著焊料干燥,元件也會被焊接。 HASL通常包含鉛作為焊料中的一種化合物,但也存在無鉛選項。
軌道寬度的間距用短劃線表示。例如,當您看到圖6/6密耳時,將指定6密耳作為最小軌道寬度,以及最小軌道間距。因此,所討論的電路板上的所有間距應滿足或超過6密耳。對于那些不熟悉的人,mils單元用于確定PCB材料的距離。對于設計用于處理大量電流的電路板,寬度和間距尤為重要。
當PCB板是多層的時,不能在視覺上檢查各種軌道的可訪問性。因此,執行測試以將探針放置在軌道的末端以驗證所有信號是否可到達。該測試是在一端施加伏特的情況下進行的。如果從另一側感測到這些電壓,則認為軌道處于工作狀態。雖然測試對于只有一層或兩層的電路板并不總是必不可少,但如果您真正關心質量,仍然建議使用。
連接內層和外層的過孔稱為盲孔。該名稱的結果是因為這樣的過孔只能從一側發現。連接兩個或多個內層的過孔稱為埋入式過孔,不能從外側發現任何一側。在包含盲孔和埋孔的板上,經常使用填充物。這樣可以使外表面更加安全,并有助于降低焊料滑過并穿透內部過孔的可能性。
影響成本的材料選擇
PCB包含金標簽,盲孔或埋孔或填充等功能時,通常會花費更多。同樣,線寬/間距小于6密耳的PCB也往往成本更高。這些更高價格的原因是制造不尋常的PCB板的替代工藝。出于同樣的原因,某些PCB產品在低密耳或內部通孔的特點上并沒有那么有利可圖或成功,并且更高的價格被設定為彌補損失。存在制造PCB的線寬/寬度低至3密耳的制造商,但通常不建議這樣做,除非它是您對特定組件的唯一選擇。
電源和熱量對PCB材料選擇的影響
在影響PCB的所有因素中,兩個最密集的是電源和熱量。因此,確定每個閾值至關重要,這可以通過評估PCB的導熱系數來完成。這定義了瓦數功率如何通過材料的長度轉換為溫度。但是,沒有確定的行業熱導率值。
例如,Rogers Corp.攜帶PCB材料,RT/duroid 5880,通常用于電子戰和通信。這種材料的介電常數很低,因為它是一種含有微纖維玻璃元素的復合材料。這些微纖維旨在提高材料中纖維的強度。
雖然PCB非常適合高頻應用,但材料的導熱系數低,容易發熱,這可能是巨大的熱耗材應用中的缺點。
PCB材料和工業應用
適用于軍事和航空航天,汽車應用和醫療行業,多氯聯苯是單面和雙面制造的,其中一些是銅包覆的,另一些是使用鋁的。在這些行業中,每種行業都使用這種材料,以在特定領域實現最佳性能。因此,PCB材料在某些行業中選擇其輕質量,或者在其他行業中具有處理大量功率的能力。因此,當考慮性能能力時,在選擇PCB材料時確定哪些功能需要相互比較至關重要,因為材料水平與性能水平相關。
Flex和剛性柔性板
近年來,柔性和剛性柔性板因其在各種用途中所允許的選擇而日益普及。基本上,它們可以彎曲,折疊甚至纏繞在物體周圍,因此它們可用于實現平板電路板永遠無法實現的應用。例如,柔性板可能用于一塊設備,它需要一塊板以一定角度折疊,并且仍然可以將電流從一端傳送到另一端,而無需連接面板。
市場上的大多數柔性板由Kapton組成,這是一種由杜邦公司發明的聚酰亞胺薄膜。該薄膜具有耐熱性,尺寸一致性和介電常數僅為3.6的特性。
Kapton有三種Pyralux版本:
?阻燃劑(FR)
?非 - 阻燃劑(NFR)
?無粘合劑/高性能(AP)
選擇PCB板材料 - 質量第一
在選擇PCB板材料時,質量在任何建筑中都至關重要板類型,無論是用于家用電子產品還是工業設備。包含印刷電路板的組件可能大或小,便宜或昂貴,但最重要的是所討論的項目在其預期壽命的整個持續時間內提供優異的性能。
雖然有多種類型的PCB材料可以用于特定電路板,但產品可靠性最終是消費者和企業在使用電路板的產品中所尋求的。當然,PCB板材料的強度足以容納在一起也是至關重要的,即使組件意外掉落或側向撞擊也是如此。
-
PCB打樣
+關注
關注
17文章
2968瀏覽量
21744 -
華強pcb線路板打樣
+關注
關注
5文章
14629瀏覽量
43089
發布評論請先 登錄
相關推薦
評論