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印刷电路板相关术语

2018-12-19 23:59:19
什么是印刷电路板 印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础,出现在几乎每一种电子设备中,一般说来,如果在某样设备中有电子元器件,那么它们也都是被安装在大小各异的PCB上。除了固定各种元器件外,PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。随着电子设备越来越复杂,需要的元器件越来越多,PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。 电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。在被加工之前,铜箔是覆盖在整个电路板上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。?D?D因这个加工生产过程,多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓,故尔才得到印刷电路板的命名。 PCB上元器件的安装 为了将元器件固定在PCB上面,需要它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,元器件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来就需要在板子上打洞,以便接脚才能穿过板子到另一面,所以元器件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为元器件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。 对于部分可能需要频繁拔插的元器件,比如说主板上的CPU,需要给用户可以自行调整、升级的选择,就不能直接将CPU焊在主板上了,这时候便需要用到插座(Socket):虽然插座是直接焊在电路板上,但元器件可以随意地拆装。如Socket插座,即可以让元器件(这里指的是CPU)轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进元器件后将其固定。而对于Intel的CPU而言,包括Prescott和最新的Core 2 Duo CPU,则需要Socket T插座以供安装。 PCB的连接 如果要将两块PCB相互连结,即在物理上将两块PCB在电路上连接起来,则一般需用到俗称金手指的边接头(edge connector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫,?D?D这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。?D?D将其中一片PCB上的金手指插进另一片 PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。 PCB的颜色 一般,PCB的以绿色或棕色居多,?D?D当然也有部分产品采用更绚丽漂亮颜色的,不过,多是出于外观而非产品性能或生产要求方面的考虑?D?D这是防焊漆(solder mask)的颜色。对PCB来说,防焊层是相当重要的,它是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止元器件被焊到不正确的地方。在防焊层上另外会印刷上一层网版印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各元器件在板子上的位置。网版印刷面也被称作图标面(legend)。 PCB的分类 对印刷电路板而言,对其的分类有多种方法,其中根据层数分类最为常见。 单面板(Single-Sided Boards) 我们前面说到过,在最基本的PCB上,元器件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。相对而言,单面板在设计方面存在很多限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),在处理复杂电路时往往力不从心,现在已经很少使用了,除非电路确实十分简单。 双面板(Double-Sided Boards) 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 多层板(Multi-Layer Boards) 为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板,并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)。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。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的群组代替,超多层板已经渐渐不被使用了。对多层板而言,因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目。 双层板中,导孔(via)比较容易处理,只需打穿整个板子即可。但对多层板而言,则复杂了许多,比如说如果只想连接其中一些线路,那么使用导孔可能会浪费一些其它层的线路空间,因此,埋孔(Buried vias)和盲孔(Blind vias)技术便应运而生了,因为它们只穿透其中几层,其中盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接,不须穿透整个板子,而埋孔则只连接内部的PCB,所以光是从表面是看不出来的。 在多层板PCB中,整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为讯号层(Signal),电源层(Power)或是地线层(Ground)。如果PCB上的元器件需要不同的电源供应,通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层。 PCB上的元器件安装技术 插入安装技术(THT : Through Hole Technology) 将元器件安置在板子的一面,并将接脚焊在另一面上,这种技术称为插入式(Through Hole Technology,THT)安装。大致说来,这种安装方式,元器件需要占用大量的空间,并且要为每只接脚钻一个洞,它们的接脚也要占掉两面的空间,而且焊点也比较大。但另一方面,THT元器件和SMT(Surface Mounted Technology,表面安装技术)元器件比起来,与PCB连接的构造比较好,像是排线的插座,需要能耐压力,所以通常它们都是THT封装。 表面安装技术(SMT : Surface Mounted Technology) 使用表面安装技术(SMT : Surface Mounted Technology)的元器件,接脚是焊在与元器件同一面。这种安装技术避免了象THT那样需要用为每个接脚的焊接都要PCB上钻洞的麻烦。而另一方面,表面安装的元器件,还可以在PCB的两面上同时安装,这也大大提高了PCB面积的利用率。 另一方面,SMT也比THT的元器件要小,和使用THT元器件的PCB比起来,使用SMT技术的PCB板上元器件要密集很多。相比较而言,SMT封装元器件也比THT的要便宜,因此如今的PCB上大部分都是SMT。 因为目前PCB的生产过程中均采用全自动技术,尽管SMT元器件的安装焊点和元器件的接脚非常小,也不会增加生产中的难度,不过,当出现故障维修时如果需要更换元器件,则对焊接技术提出了更高的要求。

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