PCB(PrintedCircuitBoard),中文名稱為印制電路板,又稱印刷線路板,是電子元器件的支撐體,也是電子元器件電氣連接的載體。在電子行業(yè),幾乎每種電子設(shè)備,小到電子手表、計算器,大到計算機、通信電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng),只要有集成電路等電子元件,為了使各個元件之間的電氣互連,都要使用到PCB。
PCB產(chǎn)業(yè)鏈
PCB的產(chǎn)業(yè)鏈從上至下依次為:上游原材料—中游制造—下游PCB應(yīng)用,如下圖所示。
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PCB的一個顯著特點是下游應(yīng)用領(lǐng)域覆蓋面廣泛,覆蓋計算機、通信、消費電子、工控醫(yī)療、軍事、半導(dǎo)體和汽車等行業(yè),幾乎涉及所有電子信息產(chǎn)品。其中,計算機、通信和消費電子是三大主要應(yīng)用領(lǐng)域,占據(jù)了PCB行業(yè)產(chǎn)值的70%左右。
覆銅板的分類
覆銅板(CopperCladLaminate,CCL)是PCB制造的上游核心材料,是將電子玻纖布或其它增強材料浸以樹脂,一面或雙面覆以銅箔并經(jīng)熱壓而制成的一種板狀材料。它約占PCB生產(chǎn)本成的20%~40%,與PCB具有較強的相互依存關(guān)系。
1)按照覆銅板的機械剛性可以劃分為剛性覆銅板(RigidCopperCladLaminate)和撓性覆銅板(FlexibleCopperCladLaminate)。
2)按不同的絕緣材料、結(jié)構(gòu)可以劃分為有機樹脂類覆銅板、金屬基覆銅板、陶瓷基覆銅板。
3)按照覆銅板的厚度可以分為厚板(板厚范圍在0.8~3.2mm(含Cu))、薄板(板厚范圍小于0.78mm(不含Cu))。
4)按覆銅板的增強材料劃分為玻璃布基覆銅板、紙基覆銅板、復(fù)合基覆銅板(CME-1、CME-2)。
5)按照阻燃等級劃分為阻燃板與非阻燃板:按照UL標(biāo)準(zhǔn)(UL94、UL746E等)規(guī)定,對CCL阻燃性等級進行劃分,可將剛性CCL劃分為四類不同的阻燃等級:即UL-94V0級;UL-94V1級;UL-94V2級以及UL-94HB級。
PCB設(shè)計屬于產(chǎn)品硬件設(shè)計的一個開發(fā)環(huán)節(jié),是銜接硬件電路板原理圖設(shè)計與電路板加工制造的重要研發(fā)工作,其項目流程如下:
1)項目開始時需要檢查項目需要的各項資料是否齊全:包括原理圖,結(jié)構(gòu)圖,封裝庫,復(fù)雜產(chǎn)品的信號流向圖、電源樹形圖、關(guān)鍵信號說明、電源電流大小,設(shè)計要求等。
2)設(shè)計信息輸入:包括網(wǎng)表和結(jié)構(gòu)圖的導(dǎo)入。結(jié)構(gòu)圖導(dǎo)入后,螺絲孔和一些定位孔的大小、器件和走線的禁布區(qū)域,限高區(qū)域,接插件位置等都要特別留意。
3)布局:在綜合考慮信號質(zhì)量、EMC、熱設(shè)計、DFM、DFT、結(jié)構(gòu)、安規(guī)等方面要求的基礎(chǔ)上,將器件合理的放置到板面上。布局的基本思路一般除了結(jié)構(gòu)的限制外主要是結(jié)合信號流向和電源流向來布局。
4)布線約束:布線約束主要分為線寬、間距大小、等長等。部分規(guī)則需要前仿真加以指導(dǎo),如線的長度、阻抗大小、拓撲結(jié)構(gòu)、層疊結(jié)構(gòu)等。
5)布線:布線是PCB設(shè)計工作量最大的一個環(huán)節(jié),有很多需要注意的地方。如線的阻抗、參考面的連續(xù)、EMC、SI/PI、DFM等。
6)評審+后仿真驗證:布線完成后,需要部門資深人員的評審檢查以及關(guān)鍵信號和電源的仿真。
7)加工:PCB設(shè)計沒問題后就可以輸出光繪文件進行生產(chǎn)了。
PCB加工
PCB加工制造的工序較多,無論是線路加工、阻焊油墨加工、絲印加工,都類似于“印刷”的方式,這也是PCB叫做“印制電路板”或“印刷電路板”的原因。
單/雙面PCB制造流程示意圖
多層PCB制造流程示意圖
編輯:黃飛
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