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PCB概念

Pcb板,即印制电路板,又称印刷电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。

PCB板

印刷电路板

电路板的基本组成

  • 电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成,各组成部分的主要功能如下:
  • 焊盘:用于焊接元器件引脚的金属孔。
  • 过孔:有金属过孔 和 非金属过孔,其中金属过孔用于连接各层之间元器件引脚。
  • 安装孔:用于固定电路板。
  • 导线:用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。
  • 接插件:用于电路板之间连接的元器件。
  • 填充:用于地线网络的敷铜,可以有效的减小阻抗
  • 电气边界:用于确定电路板的尺寸,所有电路板上的元器件都不能超过该边界。

电路板基材

基材普遍是以基板的绝缘部分作分类,常见的原料为电木板、玻璃纤维板,以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、不织物料、以及树脂组成的绝缘部分,再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”(prepreg)使用。

而常见的基材及主要成份有:

  • FR-1 ──酚醛棉纸,这基材通称电木板(比FR-2较高经济性)
  • FR-2 ──酚醛棉纸,
  • FR-3 ──棉纸(Cotton paper)、环氧树脂
  • FR-4 ──玻璃布(Woven glass)、环氧树脂
  • FR-5 ──玻璃布、环氧树脂
  • FR-6 ──毛面玻璃、聚酯
  • G-10 ──玻璃布、环氧树脂
  • CEM-1 ──棉纸、环氧树脂(阻燃)
  • CEM-2 ──棉纸、环氧树脂(非阻燃)
  • CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂
  • CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂
  • CEM-5 ──玻璃布、多元酯
  • AIN ──氮化铝
  • SIC ──碳化硅

电路板基本制作

基本制作根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。

减去法

减去法(Subtractive),是利用化学品或机械将空白的电路板(即铺有完整一块的金属箔的电路板)上不需要的地方除去,余下的地方便是所需要的电路。

丝网印刷:把预先设计好的电路图制成丝网遮罩,丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖,然后把丝网遮罩放到空白线路板上面,再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂,把线路板放到腐蚀液中,没有被保护剂遮住的部份便会被蚀走,最后把保护剂清理。

感光板:把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上(最简单的做法就是用打印机印出来的投影片),同理应把需要的部份印成不透明的颜色,再在空白线路板上涂上感光颜料,将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟,除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来,最后如同用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。

刻印:利用铣床或雷射雕刻机直接把空白线路上不需要的部份除去。

加成法

加成法(Additive),现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上,覆盖光阻剂(D/F),经紫外光曝光再显影,把需要的地方露出,然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂-金属薄锡,最后除去光阻剂(这制程称为去膜),再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。

产业现状

由于印制电路板的制作处于电子设备制造的后半程,因此被称为电子工业的下游产业。几乎所有的电子设备都需要印制电路板的支持,因此印制电路板是全球电子元件产品中市场份额占有率最高的产品。目前日本、中国大陆、台湾、西欧和美国为主要的印制电路板制造基地。

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