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电子元器件领域的“电子航母”——印刷电路板变迁

2019-09-10 1355次浏览 分类:行业资讯

    印刷电路板作为重要的电子部件,是电子元器件的支撑体。由于其在电子元器件领域的重要作用,因此被许多人成为“电子航母”。电子元器件领域的“电子航母”——印刷电路板变迁!快来和高新区电子产品代加工厂家慧亮技术员一起详细了解一下吧。


电子元器件领域的“电子航母”——印刷电路板变迁


    印制电路板,是电子元器件电气连接的提供者。它的发展已有100多年的历史了;它的设计主要是版图设计;采用电路板的主要优点是大大减少布线和装配的差错,提高了自动化水平和生产劳动率。

    现在,通信产品、计算机和其他几乎全部的电子产品,都使用了印刷电路。印刷电路技术的发展和完善,为改变世界面貌的发明——集成电路的问世,创造了条件。随着科学技术的发展,印刷电路板被广泛应用于军工、通讯、医疗、电力、汽车、工业控制、智能手机、可穿戴等高新技术领域。

    印刷电路的发明

    印刷电路的发明人是奥地利的保·艾斯勒。艾斯勒是一名电气工程师,学习过印刷技术。他在制造电路板时,仿照印刷业中的制版方法先画出电子线路图,再把线路图蚀刻在一层铜箔的绝缘板上,不需要的铜箔部分被蚀刻掉,只留下导通的线路,这样,电子元件就通过铜箔形成的电路连接起来。1936年,艾斯勒用这种方法成功地装配了一台收音机。

    艾斯勒的发明受到美国军方的重视,于是印刷电路首先被使用在近发引信上。近发引信是第二次世界大战期间美国物理学家范艾伦发明的一种无线电引信,它安装在高射炮弹上,使用时发射无线电波,只要目标进入杀伤范围之内,反射的无线电波就能使炮弹引爆。这种引信要求把许多电子元件紧凑地安装在体积很小的设备里,所以采用了印刷电路。盟军使用的装有近发引信的高射炮弹,给德国飞机以毁灭性的打击,印刷电路从此为世人所知。

    印刷电路的意义

    印刷电路的好处是用不着在电路板上一次一次地进行焊接,免去了大量复杂的手工接线操作,而且能达到高精度,使电路板的生产效率、稳定性和利润空间大大提高。印刷业可以将大的图片缩小制版,印刷电路同样也可以把电子线路图缩小制版,从而为集成电路的产生准备了条件。今天,所有的计算机以及所有的电子产品,都使用了印刷电路。

    印刷电路是把导体图形用印制手段蚀刻或感光在一块绝缘基板上,是使电子元件互相连接的一种电子电路。它已经可以使用自动绘图仪迅速地把导体图形直接描绘在玻璃版上制版,然后印刷出来。印刷电路使电子设备的批量生产变得简单易行,使电子设备性能一致,质量稳定,结构紧凑。如果没有印刷电路工艺,50年代以来的电子设备就不可能取得这样大的进展。

    线路板从发明至今,其历史60余年。历史表明:没有线路板,没有电子线路,飞行、交通、原子能、计算机、宇航、通信、家电……这一切都无法实现。

    道理是容易理解的。芯片,IC,集成电路是电子信息工业的粮食,半导体技术体现了一个国家的工业现代化水平,引导电子信息产业的发展。而半导体(集成电路、IC)的电气互连和装配必须靠线路板。

    印刷电路板的种类

    按照线路板层数可分为单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。

    单面板

    在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以这种PCB叫作单面板(Single-sided)。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),所以只有早期的电路才使用这类的板子。

    双面板

    这种电路板的两面都有布线,不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔(via)。导孔是在PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,双面板解决了单面板中因为布线交错的难点(可以通过导孔通到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

    多层板

    为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板,通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了,也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层,在特殊情况下会加入空层来控制板厚,通常层数都是偶数,并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构,不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板,不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替,超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合,一般不太容易看出实际数目,不过如果仔细观察主机板,还是可以看出来。

    多层板所用的元件多为贴片式元件,其特点是:

    1、与集成电路配合使用,可使整机小型化,减少整机重量;

    2、提高了布线密度,缩小了元器件的间距,缩短了信号的传输路径;

    3、减少了元器件焊接点,降低了故障率,

    4、增设了屏蔽层,电路的信号失真减少;

    5、引入了接地散热层,可减少局部过热现象,提高整机工作的可靠性

    采用印制板的主要优点是:

    1、由于图形具有重复性(再现性)和一致性,减少了布线和装配的差错,节省了设备的维修、调试和检查时间;

    2、设计上可以标准化,利于互换;

    3、布线密度高,体积小,重量轻,利于电子设备的小型化;

    4、利于机械化、自动化生产,提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。

    印制板的制造方法可分为减去法(减成法)和添加法(加成法)两个大类。目前,大规模工业生产还是以减去法中的腐蚀铜箔法为主。

    5、特别是FPC软性板的耐弯折性,精密性,更好的应用到高精密仪器上。(如相机,手机。摄像机等。)

    来源:博维SMT
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