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▷什么是PCB或印刷电路板? 使用,如何制作

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Anonim

您是否听说过PCB集成电路板一词? 如果您不知道它是什么,我们将在本文中向您解释。 阅读本文时,您被PCB包围; 您的PC,显示器,鼠标和手机上都有多个。 每个电子元件都使用PCB或至少其“内部器官” 构建

内容索引

PCB的使用是电子设备发展的重要一步,因为它提供了一种无需使用电缆即可连接元件的创新方法。 没有PCB的发明,今天的世界将不一样,所以让我们看看它们是什么以及如何制造

什么是PCB

PCB是印刷电路板Printed Circuit Board )的首字母缩写,但是我们使用英文缩写( Printed Circuit Board ),以免与PC的PCI插槽等混淆。

嗯,PCB基本上是一种物理支持,其中安装了电子和电气组件并在它们之间互连。 这些组件可以是芯片,电容器,二极管,电阻器,连接器等。 如果看一下计算机内部,您会发现有很多平板,上面粘着很多组件,它是主板由PCB和我们提到的组件组成

为了连接PCB上的每个元件, 我们使用了一系列极细的铜导电线 ,它们会产生导轨,导体,就好像它是电缆一样。 在最简单的电路中,我们在PCB的一侧或两侧仅具有导电迹线,而在更完整的电路中,我们具有电气迹线,甚至组件都堆叠在它们的多层中。

这些轨道和组件的主要支撑是玻璃纤维结合陶瓷材料,树脂,塑料和其他非导电元素的增强。 尽管赛璐ul和导电漆轨等组件目前正用于制造柔性PCB

第一个集成电路板由工程师Paul Eisler 于1936年手工制造,供收音机使用。 从那里开始,首先使用无线电,然后使用各种组件将过程自动化以进行大规模制造。

PCB内部是什么?

印刷电路由至少最复杂的一系列导电层组成 。 这些导电层中的每一个被称为衬底绝缘材料隔开。 称为通孔的孔用于连接多层走线,这些走线可以完全穿过PCB或仅到达一定深度。

基板可以具有不同的成分 ,但是总是由非导电材料 组成 ,因此每个电轨都承载自己的信号和电压。 当前使用最广泛的被称为Pértinax,基本上是一种用树脂覆盖的纸,非常易于操作和加工。 但是在高性能设备中,使用了一种名为FR-4的化合物,它是一种耐火的树脂涂层玻璃纤维材料。

就电子部件而言,它们几乎总是会进入PCB的外部区域安装在两侧 ,以便充分利用它们的扩展性。 在创建电迹线之前,PCB的不同层仅由基板和一些非常薄的铜或其他导电材料片形成,并且将通过类似于打印机的机器并通过合理的过程来形成这些层。漫长而复杂。

PCB创建过程

我们已经知道集成电路是由什么制成的,但是知道它们是如何制成的将是非常有趣的。 而且,我们可以通过购买其中一块板子来自己创建基本的集成电路,但是当然,该过程将与实际使用的电路完全不同。

使用软件进行PCB设计

一切都从设计PCB开始,追踪连接组件所必需的电气走线 ,并列出要生成组件所需的所有连接所需的层数

此过程是使用 CAM计算机软件(例如 TinyCAD或DesignSpark PCB )执行的,软件广泛用于工程行业。 不仅设计了电气轨道,还创建了各种标签来列出已安装的组件并标识每个连接器。

开发过程中所有必要的步骤都将被记录在案,以便制造商确切地知道将项目交付给您时的操作。

丝印和摄影版面

设计完成后,我们现在将项目直接传递给制造商,这将是PCB物理创建的起点 。 以下过程称为照相跟踪 ,其中类似打印机的机器( 照相绘图仪)激光通过电子元件的连接掩模跟踪图形。

为此,使用大约七千分之一英寸的导电金属薄片。 这些掩膜稍后将用来确定在何处粘贴电子组件 。 在更高级的过程中,此过程直接在PCB上用打印机进行印刷,该打印机用这种金属雕刻出连接掩模。

内层印刷

接下来要做的是使用特殊化合物在不同内部电气线路的PCB上进行印刷 。 这涉及在片材上“涂漆”底片上的电迹线 ,以使用感光或干膜材料创建导电图案。 好了,已经产生的该膜被暴露在激光或紫外光下以去除多余的材料,从而产生最终电路的负片

如果PCB的内部层带有导电迹线,则执行此过程。 此外, 然后将根据PCB设计在PCB的外层重复此过程,以创建最终的铜走线。

检验和验证(AOI)

一旦制成了不同的导电轨线层,机器就会检查它们是否正确并且工作良好 。 通过将原始设计与实际印刷品进行比较,以搜索短裤或断线,可以自动完成此操作。

防锈膜和覆膜

印刷有导电迹线的每张纸都经过氧化处理,以提高每层铜迹线的性能和耐用性。

由于该过程,将避免不同的导电层和走线在特别敏感的PCB上或具有大量组件(如计算机组件) 的分层

接下来要做的是构建最终的PCB ,为此, 每个电路将通过玻璃纤维板与环氧树脂,Pértinax或其他任何使用的方法连接在一起 。 所有这些都将通过液压机完美粘合,这就是我们获得集成电路板的方式。

钻孔

在任何情况下,我们都需要通过钻孔在PCB上打出一系列以便能够连接不同的铜层和走线 。 我们还将需要完整的穿孔,以便能够容纳电子元件或不同的连接器或扩展槽。

钻孔过程必须非常精确 ,以保持PCB的完整性,因此碳化钨头用于存在的最坚硬的材料。

金属孔

为了使这些孔与不同的内部走线建立连通,必须使用薄铜膜进行电镀工艺以提供必要的导电性。 这些贴面的宽度将在40到60百万分之一英寸之间。

现在,PCB即可跟踪其外表面上的铜走线

户外履带膜和电镀

现在,我们将创建外部导电线 ,为此,我们将按照与创建内部导电线相同的步骤进行操作。 首先,我们将干膜作为最终电路的底片 。 然后,使用激光在要沉积铜的空间中创建导电轨迹。

然后,PCB将经历电镀过程,该过程包括将铜胶粘在没有干箔的区域中,从而形成PCB的电气走线 。 将PCB放在铜浴中,然后将其电解键合到导电图案上,以形成小至0.001英寸的轨迹。

然后,当我们进行SES工艺或“ 剥离-蚀刻-剥离 ”工艺时,将在铜的顶部添加另一层锡 ,以保护这种化学腐蚀。

条刻蚀条

这是倒数第二个步骤, 多余的铜将从 PCB中去除多余的铜将是 我们尚未浸入锡中的 铜 。 这样,仅保留了锡保护的铜。

随后, 我们还必须通过化学处理除去锡 ,最后仅留下铜迹线这些铜迹线最终将成为连接组件和传输电力的铜迹线

现在,另一个AOI流程将验证一切正确,以最终记录蒙版和图例。

阻焊膜和图例

最后,将阻焊层应用于电子电路板上,以便以后可以将组件正确地焊接到走线以及应该走到的位置。

然后还打印复合图例,设计人员希望在PCB上提供信息,例如连接器名称,元件代码等。 此外,PCB的最终设计也将使用制造商想要给它的颜色进行制作,如我们在游戏主板等中所看到的。

零件焊接和最终测试

PCB已准备就绪,并且通过高精度机械手和相应的插槽仅添加组件 。 这样就可以对电路板进行电气测试,并检查其是否正常工作。

我们还将添加连接面罩以正确焊接这些元素。

结论和总结

嗯,这就是关于什么是PCB及其制造方式的全部内容。 如您所见,该过程非常复杂,需要很多步骤,我们必须记住,精度必须达到最大,以便以后按预期工作。

PCB变得越来越复杂,具有更细,更密集的走线,从而能够在很小的空间内容纳大量的组件

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