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探究多層電路板的奧秘
- 2019-05-28 -

iPhone7準備問世了,所有人都在關注Phone7絢麗的曲面屏,酷爽的3D觸控技術動作,令人期待的防水功能和無線充電技術,其黑科技之多讓人們多么期待,但是這些探討都是比較表面的,讓我們透過這些炫酷的表象功能去分析一下它的本質,比如,它非常關鍵的“骨架”——電路主板,學名PCB。

PCB( Printed Circuit Board),中文名稱為印制電路板,又稱印刷線路板,是重要的電子部件,是電子元器件的支撐體,是電子元器件電氣連接的載體。由于它是采用電子印刷術制作的,故被稱為"印刷"電路板。在PCB出現之前,電子元器件之間的連接是依靠電線直接連接完成的;而如今,電線連接法僅在實驗室試驗時使用,PCB在電子工業中已占據了jue對控制的地位。    

講歷史,PCB的前世今生    

20世紀初至20世紀40年代末,是PCB基板材料業發展的萌芽階段。它的發展特點主要表現在:此時期基板材料用的樹脂、增強材料以及絕緣基板大量涌現,技術上得到初步的探索。這些都為印制電路板用zui典型的基板材料——覆銅板的問世與發展,創造了必要的條件。另一方面,以金屬箔蝕刻法(減成法)制造電路為主流的PCB制造技術,得到了zui初的確立和發展。它為覆銅板在結構組成、特性條件的確定上,起到了決定性的作用。    

PCB的發展歷史可追溯至20世紀早期。1936年,奧地利人保羅·愛斯勒(PaulEisler)在收音機里應用了PCB,初次將PCB投入實用;1943年,美國將該技術廣泛應用于軍用收音機;1948年,美國正式認可該發明能夠用于商業用途。由此自20世紀50年代中期起,PCB開始被廣泛運用,隨后進入快速發展期。 

隨著PCB愈來愈復雜,設計人員在使用開發工具設計PCB時,對于各個板層的定義和用途容易產生混淆。我們硬件開發人員自行繪制PCB時,容易因為不熟悉PCB各板層的用途從而導致生產上不必要的誤會。為了避免這一情況的發生,在這里以AltiumDesignerSummer09為例對PCB各板層進行分類介紹。    

PCB各層間區別

信號層(SignalLayers)    

AltiumDesignerzui多可提供32個信號層,包括頂層(TopLayer)、底層(BottomLayer)和中間層(Mid-Layer)。各層之間可通過通孔(Via)、盲孔(BlindVia)和埋孔(BuriedVia)實現互相連接。 

1、頂層信號層(TopLayer)    

也稱元件層,主要用來放置元器件,對于雙層板和多層板可以用來布置導線或覆銅。    

2、底層信號層(BottomLayer)    

也稱焊接層,主要用于布線及焊接,對于雙層板和多層板可以用來放置元器件。    

3、中間信號層(Mid-Layers)    

zui多可有30層,在多層板中用于布置信號線,這里不包括電源線和地線。    

內部電源層(InternalPlanes)    

通常簡稱為內電層,僅在多層板中出現,PCB板層數一般是指信號層和內電層相加的總和數。與信號層相同,內電層與內電層之間、內電層與信號層之間可通過通孔、盲孔和埋孔實現互相連接。

絲印層(SilkscreenLayers)    

一塊PCB板zui多可以有2個絲印層,分別是頂層絲印層(TopOverlay)和底層絲印層(BottomOverlay),一般為白色,主要用于放置印制信息,如元器件的輪廓和標注,各種注釋字符等,方便PCB的元器件焊接和電路檢查。    

1、頂層絲印層(TopOverlay)    

用于標注元器件的投影輪廓、元器件的標號、標稱值或型號以及各種注釋字符。    

2、底層絲印層(BottomOverlay)    

與頂層絲印層相同,若所有標注在頂層絲印層都已經包含,底層絲印層可關閉。    

機械層(MechanicalLayers)    

機械層,一般用于放置有關制板和裝配方法的指示性信息,如PCB的外形尺寸、尺寸標記、數據資料、過孔信息、裝配說明等信息。這些信息因設計公司或PCB制造廠家的要求而有所不同,下面舉例說明我們的常用方法。    

Mechanical1:一般用來繪制PCB的邊框,作為其機械外形,故也稱為外形層;    

Mechanical2:我們用來放置PCB加工工藝要求表格,包括尺寸、板材、板層等信息;    

Mechanical13&Mechanical15:ETM庫中大多數元器件的本體尺寸信息,包括元器件的三維模型;為了頁面的簡潔,該層默認未顯示;    

Mechanical16:ETM庫中大多數元器件的占位面積信息,在項目早期可用來估算PCB尺寸;為了頁面的簡潔,該層默認未顯示,而且顏色為黑色。    

遮蔽層(MaskLayers)    

AltiumDesigner提供了阻焊層(SolderMask)和錫膏層(PasteMask)兩種類型的遮蔽層(MaskLayers),在其中分別有頂層和底層兩層。    

綜述PCB的發展:    

印制板從單層發展到雙面、多層和撓性,并且仍舊保持著各自的發展趨勢。由于不斷地向高精度、高密度和高可靠性方向發展,不斷縮小體積、減少成本、提高性能,使得印制板在未來電子設備的發展工程中,仍然保持著強大的生命力。    

綜述國內外對未來印制板生產制造技術發展動向的論述基本是一致的,即向高密度,高精度,細孔徑,細導線,細間距,高可靠,多層化,高速傳輸,輕量,薄型方向發展,在生產上同時向提高生產率,降低成本,減少污染,適應多品種、小批量生產方向發展。印制電路的技術發展水平,一般以印制板上的線寬,孔徑,板厚/孔徑比值為代表。

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