印刷電路板相關術語

2019-10-27 19:18:53

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什么是印刷電路板
印刷電路板(PCB : Printed Circuit Board)幾乎是任何電子產品的基礎，出現在幾乎每一種電子設備中，一般說來，如果在某樣設備中有電子元器件，那么它們也都是被安裝在大小各異的PCB上。除了固定各種元器件外，PCB的主要作用是提供各項元器件之間的連接電路。隨著電子設備越來越復雜，需要的元器件越來越多，PCB上頭的線路與元器件也越來越密集了。
電路板本身是由絕緣隔熱、并無法彎曲的材質制作而成，在表面可以看到的細小線路材料是銅箔。在被加工之前，銅箔是覆蓋在整個電路板上的，而在制造過程中部份被蝕刻處理掉，留下來的部份就變成網狀的細小線路了。?D?D因這個加工生產過程，多是通過印刷方式形成供蝕刻的輪廓，故爾才得到印刷電路板的命名。

PCB上元器件的安裝
為了將元器件固定在PCB上面，需要它們的接腳直接焊在布線上。在最基本的PCB(單面板)上，元器件都集中在其中一面，導線則都集中在另一面。這么一來就需要在板子上打洞，以便接腳才能穿過板子到另一面，所以元器件的接腳是焊在另一面上的。因為如此，PCB的正反面分別被稱為元器件面(Component Side)與焊接面(Solder Side)。
對于部分可能需要頻繁拔插的元器件，比如說主板上的CPU，需要給用戶可以自行調整、升級的選擇，就不能直接將CPU焊在主板上了，這時候便需要用到插座(Socket)：雖然插座是直接焊在電路板上，但元器件可以隨意地拆裝。如Socket插座，即可以讓元器件(這里指的是CPU)輕松插進插座，也可以拆下來。插座旁的固定桿，可以在您插進元器件后將其固定。而對于Intel的CPU而言，包括Prescott和最新的Core 2 Duo CPU，則需要Socket T插座以供安裝。

PCB的連接
如果要將兩塊PCB相互連結，即在物理上將兩塊PCB在電路上連接起來，則一般需用到俗稱“金手指”的邊接頭(edge connector)。金手指上包含了許多裸露的銅墊，?D?D這些銅墊事實上也是PCB布線的一部份。?D?D將其中一片PCB上的金手指插進另一片 PCB上合適的插槽上(一般叫做擴充槽Slot)。在計算機中，像是顯示卡，聲卡或是其它類似的界面卡，都是借著金手指來與主機板連接的。
PCB的顏色
一般，PCB的以綠色或棕色居多，?D?D當然也有部分產品采用更絢麗漂亮顏色的，不過，多是出于外觀而非產品性能或生產要求方面的考慮?D?D這是防焊漆(solder mask)的顏色。對PCB來說，防焊層是相當重要的，它是絕緣的防護層，可以保護銅線，也可以防止元器件被焊到不正確的地方。在防焊層上另外會印刷上一層網版印刷面(silk screen)。通常在這上面會印上文字與符號(大多是白色的)，以標示出各元器件在板子上的位置。網版印刷面也被稱作圖標面(legend)。

PCB的分類
對印刷電路板而言，對其的分類有多種方法，其中根據層數分類最為常見。
單面板(Single-Sided Boards)
我們前面說到過，在最基本的PCB上，元器件集中在其中一面，導線則集中在另一面上。因為導線只出現在其中一面，所以我們就稱這種PCB叫作單面板(Single-sided)。相對而言，單面板在設計方面存在很多限制(因為只有一面，布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑)，在處理復雜電路時往往力不從心，現在已經很少使用了，除非電路確實十分簡單。

雙面板(Double-Sided Boards)
這種電路板的兩面都有布線。不過要用上兩面的導線，必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的「橋梁」叫做導孔(via)。導孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍，而且因為布線可以互相交錯(可以繞到另一面)，它更適合用在比單面板更復雜的電路上。

多層板(Multi-Layer Boards)
為了增加可以布線的面積，多層板用上了更多單或雙面的布線板。多層板使用數片雙面板，并在每層板間放進一層絕緣層后黏牢(壓合)。板子的層數就代表了有幾層獨立的布線層，通常層數都是偶數，并且包含最外側的兩層。大部分的主機板都是4到8層的結構，不過技術上可以做到近100層的PCB板。大型的超級計算機大多使用相當多層的主機板，不過因為這類計算機已經可以用許多普通計算機的群組代替，超多層板已經漸漸不被使用了。對多層板而言，因為PCB中的各層都緊密的結合，一般不太容易看出實際數目。
雙層板中，導孔(via)比較容易處理，只需打穿整個板子即可。但對多層板而言，則復雜了許多，比如說如果只想連接其中一些線路，那么使用導孔可能會浪費一些其它層的線路空間，因此，埋孔(Buried vias)和盲孔(Blind vias)技術便應運而生了，因為它們只穿透其中幾層，其中盲孔是將幾層內部PCB與表面PCB連接，不須穿透整個板子，而埋孔則只連接內部的PCB，所以光是從表面是看不出來的。
在多層板PCB中，整層都直接連接上地線與電源。所以我們將各層分類為訊號層(Signal)，電源層(Power)或是地線層(Ground)。如果PCB上的元器件需要不同的電源供應，通常這類PCB會有兩層以上的電源與電線層。

PCB上的元器件安裝技術
插入安裝技術(THT : Through Hole Technology)
將元器件安置在板子的一面，并將接腳焊在另一面上，這種技術稱為“插入式(Through Hole Technology，THT)”安裝。大致說來，這種安裝方式，元器件需要占用大量的空間，并且要為每只接腳鉆一個洞，它們的接腳也要占掉兩面的空間，而且焊點也比較大。但另一方面，THT元器件和SMT(Surface Mounted Technology，表面安裝技術)元器件比起來，與PCB連接的構造比較好，像是排線的插座，需要能耐壓力，所以通常它們都是THT封裝。

表面安裝技術(SMT : Surface Mounted Technology)
使用表面安裝技術(SMT : Surface Mounted Technology)的元器件，接腳是焊在與元器件同一面。這種安裝技術避免了象THT那樣需要用為每個接腳的焊接都要PCB上鉆洞的麻煩。而另一方面，表面安裝的元器件，還可以在PCB的兩面上同時安裝，這也大大提高了PCB面積的利用率。
另一方面，SMT也比THT的元器件要小，和使用THT元器件的PCB比起來，使用SMT技術的PCB板上元器件要密集很多。相比較而言，SMT封裝元器件也比THT的要便宜，因此如今的PCB上大部分都是SMT。
因為目前PCB的生產過程中均采用全自動技術，盡管SMT元器件的安裝焊點和元器件的接腳非常小，也不會增加生產中的難度，不過，當出現故障維修時如果需要更換元器件，則對焊接技術提出了更高的要求。
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