印制电路板(PCB)百科
定义
印制电路板(Printed Circuit Board,简称 PCB)是一种用绝缘材料制成的基板,其上采用印制技术印刷导电线路、焊盘(元件安装点)和其他电子元器件组装所需的其他元件,用于连接电子元器件。
历史
- 1936 年:奥地利工程师保罗·艾斯勒发明了蚀刻工艺,这是 PCB 发展的基础。
- 1943 年:美国工程师哈罗德·希思发明了第一块 PCB。
- 1950 年代:PCB 开始在计算机和电子产品中得到广泛应用。
类型
PCB 根据层数和制造工艺可以分为多种类型:
- 单面 PCB:仅在基板的一侧有导电图案。
- 双面 PCB:在基板的两侧都有导电图案,通常使用通孔连接。
- 多层 PCB:使用多个绝缘层和导电层,以实现更复杂的设计。
- 刚性 PCB:采用刚性材料制成,例如 FR4。
- 柔性 PCB:采用柔性材料制成,例如聚酰亚胺。
- 刚挠性 PCB:结合了刚性和柔性材料,提供更高的灵活性。
材料
PCB 的基材通常是以下材料之一:
- FR4:一种环氧玻璃纤维复合材料,用于刚性 PCB。
- 聚酰亚胺:一种耐热、耐化学腐蚀的塑料材料,用于柔性 PCB。
- 铝基:一种用于高功率和热管理应用的导热材料。
制造工艺
PCB 的制造涉及以下主要步骤:
- 设计:使用计算机辅助设计 (CAD) 软件创建 PCB 布局。
- 菲林制造:根据 PCB 设计制作菲林(负片)。
- 曝光:将菲林置于铜覆板上并用紫外线曝光。
- 显影:显影铜覆板以去除未曝光的铜。
- 蚀刻:将铜覆板浸入蚀刻溶液中以去除多余的铜。
- 钻孔:钻出元件安装点和线路通孔。
- 电镀:在暴露的铜表面上镀上锡或金以保护和改善导电性。
- 阻焊层:应用阻焊剂以覆盖不需要导电的区域。
- 丝印:印刷标记和说明,例如元件符号和元件值。
应用
PCB 在各种电子设备中广泛使用,包括:
- 计算机
- 移动电话
- 电视
- 汽车
- 工业设备
- 医疗仪器
优点
PCB 的优点包括:
- 小型化:允许更密集地组装元器件。
- 可靠性高:自动化制造过程确保了高精度和一致性。
- 可重复性:易于大批量生产。
- 成本效益:与手工布线相比,批量生产成本较低。
- 易于维修:易于更换或修理故障的元器件。