第6章印制电路板的设计与制作.ppt

印制电路板的设计
第 6 章印制电路板的设计与制作
印制电路板的制作
印制电路板的设计
一、印制电路板的基本概念
印制板主要由绝缘底板(基板)和印制电路(也称导电图形)组成,具有导电线路和绝缘底板双重作用。
(1)基板(Base Material)
基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材料所制作成,一般常用的基板是敷铜板,又称覆铜板,全称敷铜箔层压板。敷铜板的整个板面上通过热压等工艺贴敷着一层铜箔。
(2)印制电路(Printed Circuit)
覆铜板被加工成印制电路板时,许多覆铜部份被蚀刻处理掉,留下来的那些各种形状的铜膜材料就是印制电路,它主要由印制导线和焊盘等组成(如图所示)。
1、印制板的组成
印制导线
焊盘
印制电路板图
印制导线(Conductor):用来形成印制电路的导电通路。
焊盘(Pad):用于印制板上电子元器件的电气连接、元件固定或两者兼备。
过孔(Via)ponent Hole):分别用于不同层面的印制电路之间的连接以及印制板上电子元器件的定位。
(3)助焊膜和阻焊膜
在印制电路板的焊盘表面可看到许多比之略大的各种浅色斑痕,,这是为了提高可焊性能而涂覆的助焊膜。
印制电路板上非焊盘处的铜箔是不能粘锡的,因此印制板上焊盘以外的各部位都要涂覆绿色或棕色的一层涂料——阻焊膜。这一绝缘防护层,不但可以防止铜箔氧化,也可以防止桥焊的产生。
(4)丝印层(Overlay)
为了方便元器件的安装和维修,印制板的板面上有一层丝网印刷面(图标面)——丝印层,该面印有标志图案和各元器件的电气符号、文字符号(大多是白色)等,主要用于标示出各元器件在板子上的位置,因此印制板上有丝印层的一面常称为元件面。
2、印制电路板的种类
印制板根据其基板材质的刚、柔强度不同,分为刚性板、柔性板以及刚柔结合板,又根据板面上印制电路的层数不同分为单面板、双面板以及多层板。
(1)单面板(Single-sided)
仅一面上有印制电路。这是早期电路(THT元件)才使用的板子,元器件集中在其中一面——ponent Side),印制电路则集中在另一面上——印制面或焊接面(Solder Side),两者通过焊盘中的引线孔形成连接。单面板在设计线路上有许多严格的限制。如,布线间不能交叉而必须绕独自的路径。
SMT是指贴片,Surface mounting technology. THT是指通孔插装,Through hole technology.
它们是电路板元件的两种不同组装方式。
(2)双面板(Double-Sided Boards)
两面均有印制电路。这类印制板,两面导线的电气连接是靠穿透整个印制板并金属化的通孔(through via)来实现的。相对来说,双面板的可利用面积比单面板大了一倍,并且有效的解决了单面板布线间不能交叉的问题。
(3)多层板(Multi-Layer Boards)
由多于两层的印制电路与绝缘材料交替粘结在一起,且层间导电图形互连的印制板。如用一块双面作内层、二块单面作外层,每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合),便有了四层的多层印制板。板子的层数就代表了有几层独立的布线层,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。比如大部分计算机的主机板都是4 ~ 8层的结构。目前,技术上已经可以做到近100层的印制板。
在多层板中,各面导线的电气连接采用埋孔(buried via)和盲孔(blind via)技术来解决。
图2 四层板结构图
图1 单面板与双面板结构图
3、印制板的安装技术
(1)通孔插入式安装技术
通孔插入式安装也称为通孔安装(THT),适用于长管脚的插入式封装的元件。安装时将元件安置在印制电路板的一面,而将元件的管脚焊在另一面上。这种方式要为每只管脚钻一个洞,其实占掉了两面的空间,并且焊点也比较大。显然这一方式难以满足电子产品高密度、微型化的要求。
(2)表面黏贴式安装技术
表面黏贴式安装也称为表面安装(SMT),适用于短管脚的表面黏贴式封装的元件。安装时管脚与元件是焊在印制电路板的同一面。这种方式无疑将大大节省印制板的面积,同时表面黏贴式封装的元件较之插入式封装的元件体积也要小许多,因此SMT技术的组装密度和可靠性都很高。当然,这种安装技术因为焊点和元件的管脚都非常小,要用人工焊接确实有一定的难度。
二、印制电路板的设计准备
(1)功能和性能
表面上看,根据电路原理图进行正确的逻辑连接后其功能就可实现,性能也可保证稳定。但随着电子技术的飞速发展,信号的速率越来越快,电路的集成度越来越高,仅仅做到这一步已远远不够了。目标能否很好完成,无疑是印制板设计过程中的重点,也是难点。
(2)工艺性和经济性
工艺性和经济性都是衡量印制板设计水平的重