电路板详解转2007-04-2709:04我们要制作一件电子产品通常是先设计电路原理图。在电路原理图上用各种特定的符号代表不同的电子元器件并把它们用线连接起来。一个电子工程师可以通过这些符号和连线清楚地看出电路工作原理和各个各部分的功能。如果电路设计无误的话你只需要准备好所需的电子元器件然后用导线把它们连接起来就能工作了。早期的电子产品大都如此如果你家里还有一台六七十年代的电子管收音机的话你就可以看到那些凌乱的元器件和纵横交错的导线。好在电子管收音机的电路还算简单但如果想做一个比较复杂的产品比如说一块电脑主板你可以想想看如果还用上面的方法来做会是什么样的结果。那可能需要几万根电线然后一根一根地进行焊接恐怕最熟练的工人也要累趴下。另外用这样的方法是无法进行批量生产的。因此我们需要PCB。PCB是什么PCB是英文“PrintedCircuitBoard”的缩写直译就是印制电路板的意思。其含义是以绝缘材料为基板加工成一定尺寸的板上面至少有一个导电图形及所设计好的孔以实现电子元器件之间的电气连接这样的板称为印制电路板。一般来说PCB是敷铜板经过蚀刻处理得到的。敷铜板有板基和铜箔组成板基通常采用玻璃纤维等绝缘材料上面覆盖一层铜箔通常采用无氧铜。铜箔经过蚀刻后就剩下一段一段曲曲折折的铜箔这些铜箔称为走线trace。这些走线的功能就相当于电路原理图中的那些连线它们负责把元器件的引脚连接到一起。铜箔上钻有一些孔用来安装电子元件称为钻孔。而用于与元件引脚焊接的铜箔则称为焊盘Pad。显然PCB能为电子元器件提供固定、装配的机械支撑可实现电子元器件之间的电气连接或绝缘。另外我们还可以看到许多PCB上都印有元件的编号和一些图形这为元件插装、检查、维修提供了方便。元件可通过哪些方式装在PCB上既然我们在前面已经谈到了PCB能为电子元器件提供机械支撑和电气连接那么这些电子元件又是如何安装在PCB上的呢其实电子元件有很多种封装形式不同封装形式的元件在PCB上的安装方式也是不同的。传统的电子元件大都是插针式的体积较大对于这种元件需要在PCB上钻孔后才能安装。元件引脚从钻孔穿过焊接在PCB另一面的焊盘上焊接完成后还要剪除多余的引脚。但是现在电脑板卡更多采用的是成本低、体积小的SMD表面贴装元件因而无需在PCB上钻孔只要粘在设计好的位置上把元件焊接在焊盘上即可。可元件除了可以直接焊接在PCB上之外还可以通过插座安装。例如大家熟知的BIOS芯片大多就是用插座安装在主板上的。在一些资料中常提到元件面和焊接面的概念。所谓元件面就是电子元器件所在的那个面焊接面就是元件的引脚通过焊锡与PCB上的焊盘连接的那个面它是我们焊接用的。对于插针式元件焊点和元件分别处于PCB的两个面上元件只能处于元件面否则将给焊接带来巨大的麻烦。对于SMD元件来说焊点和元件都在一个面上所以元件可以在PCB的任意一个面甚至两个面上。为什么PCB要做成多层对于最基本的PCB元件集中在一面导线则集中在另一面因为只能在其中一面布线所以我们就称这种PCB为单面板。双面板的两面都可以布线因此布线面积比单面板大一倍适合用在更复杂的电路上。对于收音机这种简单电路来说使用单面板或双面板制造就行了。但随着微电子技术的发展电路的复杂程度大幅提高对PCB的电气性能也提出了更高的要求如果还采用单面板或双面板的话电路体积会很大给布线也带来了很大困难除此之外线路间的电磁干扰也不好处理于是就出现了多层板层数代表有几层独立的布线层通常都是偶数。使用多层板的优点有装配密度高体积小电子元器件之间的连线缩短信号传输速度提高方便布线对于高频电路加入地线层使信号线对地形成恒定的低阻抗屏蔽效果好。但是层数越多成本越高加工周期也更长质量检测比较麻烦。我们常见的电脑板卡通常采用四层板或六层板不过现在已有超过100层的实用印制线路板了。六层板与四层板的区别是在中间即地线层和电源层之间多了两个内部信号层比四层板厚一些。多层板实际上是由蚀刻好的几块单面板或双面板经过层压、粘合而成的。双面板很容易分辨对着灯光看除了两面的走线外其它地方都是透光的。对于四层板和六层板来说因为PCB中的各层结合得十分紧密如果板卡上有相应的标记就没有很好的办法进行区分。过孔VIA——电路的“桥梁”介绍了多层板大家心中或许会出现一个疑问层与层之间应该是绝缘的那它们之间的电路如何发生关系呢为了实现各层之间的电气连接在PCB的绝缘层上打孔然后在孔壁上镀铜就可以连通内外层电路了这种孔称为过孔通孔或者贯孔等。对于多层板来说过孔分为几种贯穿所有层的穿透式过孔只能在一个面看到的半隐藏式过孔和看不见的全隐藏式过孔。除了通过电镀形成过孔外最近还普及了空内填入“导电膏”制作导通孔的方法。导电膏是在树脂里加入金属颗粒的膏状物填充到孔里一旦固化金属颗粒之间互相接触就可以连通电路。这样形成的孔叫做金属导