PCB基礎(chǔ)知識(shí)簡介

PCB的英文全稱:Printed Circuie Board,中文全稱是：印制線路板

PCB是英文(Printed Circuie Board)印制線路板的簡稱。通常把在絕緣材上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。它存在幾乎我們能見到的電子設(shè)備都離不開它，小到電子手表、計(jì)算器、通用電腦，大到計(jì)算機(jī)、通迅電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子無器件，它們之間電氣互連都要用到PCB。
　　而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。它提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機(jī)械支撐、實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。同時(shí)為自動(dòng)錫焊提供阻焊圖形；為元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別字符和圖形。
　　PCB是如何制造出來的呢？我們打開通用電腦的健盤就能看到一張軟性薄膜（撓性的絕緣基材），印上有銀白色（銀漿）的導(dǎo)電圖形與健位圖形。因?yàn)橥ㄓ媒z網(wǎng)漏印方法得到這種圖形，所以我們稱這種印制線路板為撓性銀漿印制線路板。而我們?nèi)ル娔X城看到的各種電腦主機(jī)板、顯卡、網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、聲卡及家用電器上的印制電路板就不同了。它所用的基材是由紙基（常用于單面）或玻璃布基（常用于雙面及多層），預(yù)浸酚醛或環(huán)氧樹脂，表層一面或兩面粘上覆銅簿再層壓固化而成。這種線路板覆銅簿板材，我們就稱它為剛性板。再制成印制線路板，我們就稱它為剛性印制線路板。單面有印制線路圖形我們稱單面印制線路板，雙面有印制線路圖形，再通過孔的金屬化進(jìn)行雙面互連形成的印制線路板，我們就稱其為雙面板。如果用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印制線路板，通過定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印制線路板就成為四層、六層印制電路板了，也稱為多層印制線路板。現(xiàn)在已有超過100層的實(shí)用印制線路板了。
　　PCB的生產(chǎn)過程較為復(fù)雜，它涉及的工藝范圍較廣，從簡單的機(jī)械加工到復(fù)雜的機(jī)械加工，有普通的化學(xué)反應(yīng)還有光化學(xué)電化學(xué)熱化學(xué)等工藝，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAM等多方面的知識(shí)。而且在生產(chǎn)過程中工藝問題很多而且會(huì)時(shí)時(shí)遇見新的問題而部分問題在沒有查清原因問題就消失了，由于其生產(chǎn)過程是一種非連續(xù)的流水線形式，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出問題都會(huì)造成全線停產(chǎn)或大量報(bào)廢的后果，印刷線路板如果報(bào)廢是無法回收再利用的，工藝工程師的工作壓力較大，所以許多工程師離開了這個(gè)行業(yè)轉(zhuǎn)到印刷線路板設(shè)備或材料商做銷售和技術(shù)服務(wù)方面的工作。
　　為進(jìn)一認(rèn)識(shí)PCB我們有必要了解一下通常單面、雙面印制線路板及普通多層板的制作工藝，于加深對(duì)它的了解。
　　單面剛性印制板：→單面覆銅板→下料→（刷洗、干燥）→鉆孔或沖孔→網(wǎng)印線路抗蝕刻圖形或使用干膜→固化檢查修板→蝕刻銅→去抗蝕印料、干燥→刷洗、干燥→網(wǎng)印阻焊圖形（常用綠油）、UV固化→網(wǎng)印字符標(biāo)記圖形、UV固化→預(yù)熱、沖孔及外形→電氣開、短路測(cè)試→刷洗、干燥→預(yù)涂助焊防氧化劑（干燥）或噴錫熱風(fēng)整平→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。
　　雙面剛性印制板：→雙面覆銅板→下料→疊板→數(shù)控鉆導(dǎo)通孔→檢驗(yàn)、去毛刺刷洗→化學(xué)鍍（導(dǎo)通孔金屬化）→（全板電鍍薄銅）→檢驗(yàn)刷洗→網(wǎng)印負(fù)性電路圖形、固化（干膜或濕膜、曝光、顯影）→檢驗(yàn)、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫（抗蝕鎳/金）→去印料（感光膜）→蝕刻銅→（退錫）→清潔刷洗→網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠油（貼感光干膜或濕膜、曝光、顯影、熱固化，常用感光熱固化綠油）→清洗、干燥→網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化→（噴錫或有機(jī)保焊膜）→外形加工→清洗、干燥→電氣通斷檢測(cè)→檢驗(yàn)包裝→成品出廠。
　　貫通孔金屬化法制造多層板工藝流程→內(nèi)層覆銅板雙面開料→刷洗→鉆定位孔→貼光致抗蝕干膜或涂覆光致抗蝕劑→曝光→顯影→蝕刻與去膜→內(nèi)層粗化、去氧化→內(nèi)層檢查→（外層單面覆銅板線路制作、B-階粘結(jié)片、板材粘結(jié)片檢查、鉆定位孔）→層壓→數(shù)控制鉆孔→孔檢查→孔前處理與化學(xué)鍍銅→全板鍍薄銅→鍍層檢查→貼光致耐電鍍干膜或涂覆光致耐電鍍劑→面層底板曝光→顯影、修板→線路圖形電鍍→電鍍錫鉛合金或鎳/金鍍→去膜與蝕刻→檢查→網(wǎng)印阻焊圖形或光致阻焊圖形→印制字符圖形→（熱風(fēng)整平或有機(jī)保焊膜）→數(shù)控洗外形→清洗、干燥→電氣通斷檢測(cè)→成品檢查→包裝出廠。
　　從工藝流程圖可以看出多層板工藝是從雙面孔金屬化工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它除了繼了雙面工藝外，還有幾個(gè)獨(dú)特內(nèi)容：金屬化孔內(nèi)層互連、鉆孔與去環(huán)氧鉆污、定位系統(tǒng)、層壓、專用材料。
　　我們常見的電腦板卡基本上是環(huán)氧樹脂玻璃布基雙面印制線路板，其中有一面是插裝元件另一面為元件腳焊接面，能看出焊點(diǎn)很有規(guī)則，這些焊點(diǎn)的元件腳分立焊接面我們就叫它為焊盤。為什么其它銅導(dǎo)線圖形不上錫呢。因?yàn)槌诵枰a焊的焊盤等部分外，其余部分的表面有一層耐波峰焊的阻焊膜。其表面阻焊膜多數(shù)為綠色，有少數(shù)采用黃色、黑色、藍(lán)色等，所以在PCB行業(yè)常把阻焊油叫成綠油。其作用是，防止波焊時(shí)產(chǎn)生橋接現(xiàn)象，提高焊接質(zhì)量和節(jié)約焊料等作用。它也是印制板的永久性保護(hù)層，能起到防潮、防腐蝕、防霉和機(jī)械擦傷等作用。從外觀看，表面光滑明亮的綠色阻焊膜，為菲林對(duì)板感光熱固化綠油。不但外觀比較好看，便重要的是其焊盤精確度較高，從而提高了焊點(diǎn)的可靠性。
　　我們從電腦板卡可以看出，元件的安裝有三種方式。一種為傳動(dòng)的插入式安裝工藝，將電子元件插入印制線路板的導(dǎo)通孔里。這樣就容易看出雙面印制線路板的導(dǎo)通孔有如下幾種：一是單純的元件插裝孔；二是元件插裝與雙面互連導(dǎo)通孔；三是單純的雙面導(dǎo)通孔；四是基板安裝與定位孔。另二種安裝方式就是表面安裝與芯片直接安裝。其實(shí)芯片直接安裝技術(shù)可以認(rèn)為是表面安裝技術(shù)的分支，它是將芯片直接粘在印制板上，再用線焊法或載帶法、倒裝法、梁式引線法等封裝技術(shù)互聯(lián)到印制板上。其焊接面就在元件面上。
　　表面安裝技術(shù)有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　1）由于印制板大量消除了大導(dǎo)通孔或埋孔互聯(lián)技術(shù)，提高了印制板上的布線密度，減少了印制板面積（一般為插入式安裝的三分階之一），同時(shí)還可降低印制板的設(shè)計(jì)層數(shù)與成本。
　　2）減輕了重量，提高了抗震性能，采用了膠狀焊料及新的焊接技術(shù)，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性。
　　3）由于布線密度提高和引線長度縮短，減少了寄生電容和寄生電感，更有利于提高印制板的電參數(shù)。
　　4）比插裝式安裝更容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，提高安裝速度與勞動(dòng)生產(chǎn)率，相應(yīng)降低了組裝成本。
　　從以上的表面安技術(shù)就可以看出，線路板技術(shù)的提高是隨芯片的封裝技術(shù)與表面安裝技術(shù)的提高而提高。現(xiàn)在我們看的電腦板卡其表面粘裝率都不斷地在上升。實(shí)際上這種的線路板再用傳動(dòng)的網(wǎng)印線路圖形是無法滿足技術(shù)要求的了。所以普通高精確度線路板，其線路圖形及阻焊圖形基本上采用感光線路與感光綠油制作工藝。
　　印制電路板的技術(shù)知識(shí)還有很多，而且隨著高密度的發(fā)展趨勢(shì)，新的技術(shù)也會(huì)越來越多。這里只是簡單的入門介紹，希望可以給對(duì)PCB技術(shù)感興趣的朋友一些幫助。