印製電路板

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　　印製電路板亦稱印製線路板，簡稱電路板，是指以絕緣基板為基礎材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一個導電圖形及所有設計好的孔(如元器件孔、機械安裝孔及金屬化孔等)，以實現元器件之間的電氣互連。

　　(1)為電路中的各種元器件提供必要的機械支撐。

　　(2)提供電路的電氣連接。

　　(3)用標記符號將板上所安裝的各個元器件標註出來，便於插裝、檢查和調試。

　　(1)具有重覆性。一旦電路板的佈線經過驗證，就不必再為製成的每一塊板上的互連是否正確而逐個進行檢驗，所有板的連線與樣板一致，這種方法適合於大規模工業化生產。

　　(2)板的可預測性。通常，設計師按設計原則來設置印製導線的長、寬、間距以及選擇印製板的材料，以保證最終產品能通過試驗條件。這樣可以保證最終產品測試的廢品率很低，而且大大地簡化了印製板的設計。

　　(3)所有信號都可以沿導線任一點直接進行測試，不會因導線接觸引起短路。

　　(4)電路板的焊點可以在一次焊接過程中將大部分焊完。

　　現代焊接方法主要有浸焊、波峰焊和載流焊接技術，前兩者適用於插針式元器件的焊接，後者適用於錶面貼片式元器件(SMD元器件)的焊接。現代焊接方法可以保證高速、高質量地完成焊接工作，減少了虛焊、漏焊，從而降低了電子設備的故障率。正因為印製板有以上優點，所以從它面世的那天起，就得到了廣泛的應用和發展。現代印製板已經朝著多層、精細線條的方向發展。在一些高級電子設備中，印製板的層數已達幾十層，線條可細達5／1000英寸。特別是20世紀80年代後開始推廣的SMD(錶面封裝)技術是高精度印製板技術與VLSI(超大規模集成電路)技術的緊密結合，大大提高了系統安裝密度與系統的可靠性。

　　電路板由絕緣板和覆蓋在板上的導電銅膜組成，銅膜起連接導線的作用。下麵從3個方面介紹電路板的基本結構。

　　1．電路板材料

　　早期的電路板基板的絕緣材料主要是膠木板，而現在以環氧樹脂板材居多，發展趨勢是板材厚度越來越薄，韌性越來越強，層數越來越多。

　　2．電路板板層

　　根據電路板佈線層面的多少，一般可以將其分為3類：單層板、雙層板和多層板。對於多層板而言，四層板的製造技術比較成熟，而六層板或更多層的電路板由於工藝製作複雜、造價高，所以只有在一些高級設備中才使用。

　　(1)單層板

　　單層板是指只在電路板的其中一個面(焊接面)上進行佈線，而所有元器件、元器件標號以及文字標註等都在另一個面(元器件面)上放置的電路板。其最大的特點是價格低廉，製造工藝簡單。但是由於只能在一個面上進行佈線，佈線比較困難，容易出現布不通的情況，所以只適用於一些比較簡單的電路。單層板的結構如圖所示。

　　(2)雙層板

　　雙層板是在絕緣板兩面進行佈線，其中一面作為【TopLayer】(頂層)，另一面作為【Bot-tom Layer】(底層)。頂層和底層通過過孔進行電氣連接。雙層板上的元器件通常放置在頂層，但有時為了縮小電路板體積也可兩層都放。雙層板的特點是價格適中、佈線容易，是目前普通電路板比較常用的類型。雙層板的結構如圖所示。

　　(3)四層板

　　四層板是在雙層板的基礎上增加電源層和地線層，其結構如圖所示。隨著電子設備越來越複雜，電路板上的線路和元器件越來越密集，多層板的應用也越來越廣泛。

　　(1)元器件封裝

　　通常設計者在電路板設計完成後，會將設計圖拿到電路板製造企業去加工。在取回電路板後，要將元器件焊接上去。那麼，如何保證元器件的引腳和電路板上的焊點一致呢?這就是元器件封裝大顯身手的時候了。

　　所謂元器件封裝是指表示實際元器件焊接到電路板的外觀和焊點位置關係的組合圖形。既然元器件封裝只是零件的外觀和焊點位置的指示，那麼純粹的元器件封裝僅僅是空間的概念。因此，不同的元器件可以共用同一個元器件封裝，但前提是它們的外形尺寸以及引腳陣列是相同的。另外，同類元器件也可以有不同的元器件封裝，如電阻，它的封裝形式有AXIAL0.3、AXIAL0.4直到AXIALl.0共8種。從圖可以看出，對於電阻的多種封裝形式，該怎樣選取完全取決於實際元器件的外形尺寸。封裝形式的尾碼的數字代表了兩個焊盤之間的間距，單位為英寸，如AXIAL0．4表示焊盤間距為0．4英寸。一般來說，尾碼的數字越大，元器件的外形尺寸就越大。

　　元器件封裝可以在設計電路原理圖的時候指定。在設計電路原理圖的時候，設計者可以在元器件屬性對話框中的【Footprint】(元器件封裝)中指定。另外也可以在引用網路表的時候指定。元器件封裝大致分為兩大類，即直插式封裝和錶面貼片式封裝。

　　①直插式封裝

　　所謂直插式就是元器件的引腳是一根根的長導線，為固定元器件一般從頂層穿下，在底層焊盤處焊接，焊盤的金屬化孔貫穿整個電路板。製造直插式元器件的焊盤需要在電路板上鑽孑L，元器件引腳的多餘部分在焊接完成後還要根據需要剪掉，所以製造電路板的工序較多，另外就是直插式封裝的元器件體積較大，因此選用直插式元器件會使電路板整體體積增大。直插式封裝如圖(a)所示。

　　②錶面貼片式

　　封裝錶面貼片式元器件是基於錶面貼裝技術而製作的一種元器件，它把元器件直接焊接在電路板的錶面，元器件體積小，並且電路板不需要鑽孔，其結構如圖(b)所示。在電路板的元器件庫中，錶面貼片式元器件的引腳只限於錶面板層，所以其焊點的屬性對話框中的[Layer](板層)屬性必須為單一表層，女l[TopLayer](頂層)或[BottomLayer](底層)。

　　(2)焊盤

　　焊盤是電路板和元器件的連接點。焊盤和元器件對應，也分為直插式焊盤和錶面貼裝式焊盤。直插式焊盤的中心處有金屬化孔，它貫穿所有的板層。錶面貼裝式焊盤一般沒有金屬化孔，焊盤所在層既是元器件層，也是焊接層。

　　直插式焊盤可以在任何一個層上對它進行編輯，而錶面貼裝式焊盤只有在當前層和它所在的層一致時才可以編輯。

　　(3)銅膜導線

　　銅膜導線用於連接各個焊盤、過孔，是具有實際電氣連接意義的導線。

　　(4)過孔

　　雙面板和多層板有兩個以上的導電層，導電層之間相互絕緣，如果需要將某一層和另一層進行電氣連接，可以通過過孔實現。過孔的製作方法為：在多層需要連接處鑽一個孔，然後在孔的孔壁上沉積導電金屬(又稱電鍍)，這樣就可以將不同的導電層連接起來。過孔主要有穿透式過孔和盲過孑L兩種形式，如圖(a)所示。穿透式過孔從頂層一直通到底層，而盲過孔可以從頂層通到內層，也可以從底層通到內層。

　　過孔有內徑和外徑兩個參數，如圖(b)所示。過孔的內徑和外徑一般要比焊盤的內徑和外徑小。