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印刷電路板

發(fā)布時(shí)間:2018-11-28     點(diǎn)擊量:3154

印刷電路板作為重要的電子部件,是電子元器件的支撐體。由于其在電子元器件領(lǐng)域的重要作用,因此被許多人成為“電子航母”?,F(xiàn)在,通信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)和其他幾乎全部的電子產(chǎn)品,都使用了印刷電路。印刷電路技術(shù)的發(fā)展和完善,為改變世界面貌的發(fā)明——集成電路的問世,創(chuàng)造了條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,印刷電路板被廣泛應(yīng)用于軍工、通訊、醫(yī)療、電力、汽車、工業(yè)控制、智能手機(jī)、可穿戴等高新技術(shù)領(lǐng)域。

一、印刷電路的發(fā)明

印刷電路時(shí)奧地利電氣工程師保?艾斯勒于20世界30年代中期發(fā)明的。艾斯勒早年在維也納工程學(xué)院學(xué)習(xí)電氣工程,1930年畢業(yè)后,曾學(xué)習(xí)過印刷技術(shù)。他在對電子線路板進(jìn)行研究時(shí),他經(jīng)常到圖書館查閱有關(guān)印刷技術(shù)方面的書刊。經(jīng)過認(rèn)真思考,他萌發(fā)出一個念頭:要是像印刷書籍或報(bào)紙一樣,把電子設(shè)備的電路一次印刷在線路板上,就不需要用手工一塊一塊地制作線路板,線路也不用由人一根一根地焊接了,就可以大大提高電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和可靠性。在印刷行業(yè),為了在紙上印刷出圖片,通常采用照相制版技術(shù)。即通過照相,把拍攝下來的圖片底版,蝕刻在銅版或鋅版上,用這種銅版或鋅版,就可印刷出許許多多的圖片來。

艾斯勒在制造電路板時(shí),也采用與印刷業(yè)類似的制版方式進(jìn)行嘗試。他先畫出電子線路圖,再把線路圖蝕刻在覆蓋有一層銅箔的絕緣板上,使不需要的銅箔被蝕刻掉,只留下導(dǎo)通的線路。這樣,各個電子元件,就通過這塊板上銅箔所形成的電路相互連接起來了。這種印刷線路,既能提高電子產(chǎn)品的可靠性,又能大大提高生產(chǎn)效率,對開發(fā)電子新產(chǎn)品有極大的價(jià)值和潛力。

二、動態(tài)黑色音符

采用印刷電路技術(shù),使電子設(shè)備的批量生產(chǎn)變得簡單易行,為電子產(chǎn)品的機(jī)械化、自動化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代以來,包括通信設(shè)備在內(nèi)的各種電子產(chǎn)品取得的大幅度進(jìn)展都與采用印刷電路工藝密不可分。

隨著印刷電路制造水平的不斷提高,制作出的印刷電路可達(dá)到很高的精度,從而把電路板的生產(chǎn)制造推向一個嶄新的階段。在印刷行業(yè)進(jìn)行制版時(shí),通過拍攝可以將一幅很大的圖片縮小到一定的尺寸。

在制造印刷電路時(shí),同樣也可以把電子線路圖縮小制版,使之成為面積很小,線路復(fù)雜而可靠性卻又很高的電子線路板。這種印刷電路板,對于線路復(fù)雜、可靠性要求很高的通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)來說,是十分適用的。印刷電路技術(shù)的發(fā)展,為隨后集成電路的發(fā)明,奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。

線路板從發(fā)明至今,其歷史60余年。歷史表明:沒有線路板,沒有電子線路,飛行、交通、原子能、計(jì)算機(jī)、宇航、通信、家電……這一切都無法實(shí)現(xiàn)。道理是容易理解的。芯片,IC,集成電路是電子信息工業(yè)的糧食,半導(dǎo)體技術(shù)體現(xiàn)了一個國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平,引導(dǎo)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,而半導(dǎo)體(集成電路、 IC)的電氣互連和裝配必須靠線路板。

三、印刷電路板的種類

實(shí)際電子產(chǎn)品中使用的印刷電路板千差萬別,根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板有不同的分類。

1.按印制電路約分布可將印制電路板分為單面板、雙面板、多層扳3種

單面板 

單面板是在厚度為0.2—5mm的絕緣基板上,只有一個表面敷有銅箔,通過印制和腐蝕的方法在基板上形成印制電路。單面板制造簡單,裝配方便,適用于一放電路要求,如收音機(jī)、電視機(jī)等;不適用于要求高組裝密度或復(fù)雜電路的場合。

雙面板

雙面板是在厚度為0.2—5mm的絕緣基板兩面均印制電路。它適用于一般要求的電子產(chǎn)品,如電子計(jì)算機(jī)、電子儀器和儀表等。由于雙面板印制電路的布線密度較單面板高,所以能減小設(shè)備的體積。

多層板

在絕緣基板上印制3層以上印制電路的印制板稱為多層板。它是由幾層較薄的單面板或雙面板教和而成,其厚度一般為1.2—2.5mm。為了把夾在絕緣基板中間的電路引出,多層板上安裝元件的孔需要金屬化,即在小孔內(nèi)表面涂效金屬層,使之與夾在絕緣基板中間的印制電路接通。

下圖是多層板結(jié)構(gòu)示意固,多層板所用的元件多為貼片式元件,其特點(diǎn)是:

A、與集成電路配合使用,可使整機(jī)小型化,減少整機(jī)重量;

B、提高了布線密度,縮小了元器件的間距,縮短了信號的傳輸路徑;

C、減少了元器件焊接點(diǎn),降低了故障率,

D、增設(shè)了屏蔽層,電路的信號失真減少;

F、引入了接地散熱層,可減少局部過熱現(xiàn)象,提高整機(jī)工作的可靠性。

2.按基材的性質(zhì)分類

按基材的性質(zhì)可將印制電路板分為剛性和柔性兩種。

剛性印制板

剛性印制板具有一定的機(jī)械強(qiáng)度,用它裝成的部件具有平整狀態(tài)。一般電子產(chǎn)品中使用的都是剛性印制板。

柔性印制板

柔性印制板是以軟層狀塑料或其他軟質(zhì)絕緣材料為基材而制成。它所制成的部件可以彎曲和伸縮,在使用時(shí)可根據(jù)安裝要求將其彎曲。柔性印制板一般用于特殊場合,如某些數(shù)字萬用表的顯示屏是可以旋轉(zhuǎn)的,其內(nèi)部往往采用柔性印制板;手機(jī)的顯示屏、按鍵等。

下圖為手機(jī)柔性印制板,它的基材采用聚酰亞胺,并且對表面進(jìn)行了防氧化處理,最小線寬線距設(shè)為0.1mm。柔性印制板的突出特點(diǎn)是能彎曲、卷曲、折疊,能連接剛性印制板及活動部件,從而能立體布線,實(shí)現(xiàn)三維空間互連,它的體積小、重量輕、裝配方便,適用于空間小、組裝密度高的電子產(chǎn)品。

3.按適用范圍分類

按適用范圍可將印制電路板分為低頻和高頻印制電路板兩種。

電子設(shè)備高頻化是發(fā)展趨勢,尤其在無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信日益發(fā)展的今天,信息產(chǎn)品走向高速與高頻化,及通信產(chǎn)品走向容量大速度快的無線傳輸之語音、視像和數(shù)據(jù)規(guī)范化。因此發(fā)展的新一代產(chǎn)品都需要高頻印制板,其敷箔基材可由聚四氖乙烯、豪乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯玻璃布等介質(zhì)損耗及介電常數(shù)小的材料構(gòu)成。

特殊印制板的種類

目前,也出現(xiàn)了金屬芯印制板、表面安裝印制板、碳膜印制板等一些特殊印制板。

金屬芯印制板

金屬芯印制板就是以一塊厚度相當(dāng)?shù)慕饘侔宕姝h(huán)氧玻璃布板,經(jīng)過特殊處理后,使金屆板兩面的導(dǎo)體電路相互連通,而和金屬部分高度絕緣。金屬芯印制板的優(yōu)點(diǎn)是散熱性及尺寸穩(wěn)定性好,這是因?yàn)殇X、鐵等磁性材料有屏蔽作用,可以防止互相干擾。

表面安裝印制板

表面安裝印制板是為了滿足電子產(chǎn)品“輕、薄、短、小”的需要,配合管腳密度崗、成本低的表面貼裝器件的安裝工藝而開發(fā)的印制扳。該印制板有孔徑小、線寬及間距小、精度高、基板要求高等特點(diǎn)。

碳膜印制板

碳膜印制板是在鍍銅箔板上制成導(dǎo)體圖形后,再印制一層碳膜形成觸點(diǎn)或跨接線(電阻值符合規(guī)定要求)的印制板。其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡單、成本低、周期短,具有良好的耐磨性、導(dǎo)電性,能使單面板實(shí)現(xiàn)高密度化,產(chǎn)品小型化、輕量化,適用于電視機(jī)、電話機(jī)、錄像機(jī)及電子琴等產(chǎn)品。

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