PCB板层的基本知识

什么是单面板，双面板，多层板，铝基板，阻抗板，FPC软板一、什么是单面板？单面板就是在最基本的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，所以我们就称这种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；单面板的布线图以网路印刷(Screen Printing)为主，亦即在铜表面印上阻剂，经蚀刻后 再以防焊阻印上记号，最后再以冲孔加工方式完成零件导孔及外形。此外，部份少量多样生 产的产品，则采用感光阻剂形成图样的照相法。二、什么是双面板？什么是双面板，怎么看一块板是双面板及双面板的定义，这些疑问相信对一些刚从事电 路板行业的新手朋友来说是很模糊的，常常听说有单面板，双面板，多层板，铝基板，阻抗 板，FPC软板等，却又不能区别开来，有时与客户谈起来也不够自信，不能确认说法是否正 确，今天我们就带领这些新手朋友们学习一下怎么确认双面板！严格意义上来说双面板是电路板中很重要的一种PCB板，他的用途是很大的，看一板 PCB板是不是双面板也很简单，相信朋友们对单面板的认识是完全可以把握的了，双面板就 是单面板的延伸，意思是单面板的线路不够用从而转到反面的，双面板还有重要的特征就是 有导通孔。简单点说就是双面走线，正反两面都有线路！一句慨括就是：双面走线的板就是双面板！有的朋友就要问了比如一块板双面走线，但 是只有一面有电子零件,这样的板到底是双面板还是单面板呢？答案是明显的，这样的板就 是双面板，只是在双面板的板材上装上了零件而已！三、什么是多层板？怎么看一块板是不是多层板，多层板有那些特点，什么是多层板，多层板的用处是那些？ 今天我们来解答朋友们心中对多层板模糊的概念，认识多层板的特征，从而清晰地辩别多层 板！多层板顾名思议就是两层以上的板，上面也给大家说过了什么是双面板，那么多层板也 就是超过两层，比如说四层，六层，八层等等，大家一定要记得多层板是没有奇数的，全都 是2的倍数，这些是基本常识，大家在以后的生活不要搞笑话！既然多层板是双面板的倍数， 那么他应该也有双面板的特点：大于二层板的导电走线图，层与层之间有绝缘材料隔开，且 层之间的导电走线图必须按电路要求相连经过钻压、黏台而成的印制板叫做多层电路板，多 层电路板的优点有因为导电线是多层钻压的因些密度高，不用展开，体积就会比较小，重量 也相对来说轻一点，因为密度高，减少了元器件的空间距离因此不是那么容易坏也就是说稳 定性比较可靠，层数较多从而加大了设计的灵活性，从而起到阻抗一定的电路形成高速传输 的目的，正因为有这些优点，相对也有一些不足比如说造价高，生产时间长，检测难等等， 不过这些不足对多层板的用途一点也不影响，多层印制电路是电子技术向高速度、多功能、 大容量、小体积方向发展的必然产物。随着电子技术的不断发展，尤其是大规模和超大规模 集成电路的广泛深入应用，多层印制电路正迅速向高密度、高精度、高层数化方向发展提出 现了微细线条、小孔径贯穿、盲孔埋孔、高板厚孔径比等技术以满足市场的需要。由于计算 机和航空航天工业对高速电路的需要.要求进一步提高封装密度，加上分离元件尺寸的缩小 和微电子学的迅速发展，电子设备正向体积缩小，质量减轻的方向发展；单、双面印制板由 于可用空间的限制，已不可能实现装配密度的更进一步的提高。因此，就有必要考虑使用比 双面板层数更多的印制电路。这就给多层电路板的出现创造了条件。四、什么是PCB铝基板？PCB铝基板是一种独特的金属基覆铜板，PCB铝基板具有良好的导热性、电气绝缘性能 和机械加工性能，结构见下图：导热绡缘恳金駅瑟送Metal layer导电层 Circuit layer铝基板的特点 PCB铝基板表面用贴装技术（SMT）； PCB铝基板在电路设计方案中有良好的散热运行性； PCB铝基板可以降低温度，提高产品功率密度和可靠性，延长产品使用寿命； PCB铝基板可以缩小体积，降低硬件及装配成本； PCB铝基板可以取代陶瓷基板，获得更好的机械耐力。PCB铝基板的结构PCB铝基覆铜板是一种金属线路板材料、由铜箔、导热绝缘层及金属基板组成，它的结 构分三层：线路层：相当于普通PCB的覆铜板，线路铜箔厚度loz至10oz。绝缘层：绝缘层是一层低热阻导热绝缘材料。厚度为：0.003至0.006英寸是铝基覆铜 板的核心计术所在，已获得UL认证。基层：是金属基板，一般是铝或可所选择铜。铝基覆铜板和传统的环氧玻璃布层压板 等。PCB铝基板由电路层、导热绝缘层和金属基层组成；电路层（即铜箔）通常经过蚀刻形 成印刷电路，使组件的各个部件相互连接，一般情况下，电路层要求具有很大的载流能力， 从而应使用较厚的铜箔，厚度一般35pm280pm；导热绝缘层是PCB铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物 构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力。IMS-H01、 IMS-H02和LED-0601等高性能PCB铝基板的导热绝缘层正是使用了此种技术，使其具有极为优良的导热性能和高强度的电气绝缘性能；金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板，也可使用铜板（其中 铜板能够提供更好的导热性），适合于钻孔、冲剪及切割等常规机械加工。PCB材料相比有 着其它材料不可比拟的优点。适合功率组件表面贴装SMT公艺。无需散热器，体积大大缩 小、散热效果极好，良好的绝缘性能和机械性能。PCB铝基板用途1音频设备：输入、输出放大器、平衡放大器、音频放大器、前置放大器、功率放大器 等。2.电源设备：开关调节器'DC/AC转换器'SW调整器等。3通讯电子设备：高频增幅器'滤波电器'发报电路。4. 办公自动化设备：电动机驱动器等。5. 汽车：电子调节器'点火器'电源控制器等。6. 计算机：CPU板'软盘驱动器'电源装置等。7功率模块：换流器'固体继电器'整流电桥等。五、什么是阻抗板阻抗板这个名称相信很多从事电路板的朋友都不陌生，那么到底什么是阻抗板以及阻抗 板有什么作用，这就把很多从事电路板的朋友问住了，今天我们就来学习一下什么是阻抗 板？阻抗板有那些特点，怎么看是不是阻抗板！阻抗板的定义是：一种好的叠层结构就能够 起到对印制电路板特性阻抗的控制，其走线可形成易控制和可预测的传输线结构叫做阻抗 板。1、印制电路板阻抗特性据信号的传输理论，信号是时间、距离变量的函数，因此信号在连线上的每一部分都有 可能变化。因此确定连线的交流阻抗，即电压的变化和电流的变化之比为传输线的特性阻抗 (Characteristic Impedanee)：传输线的特性阻抗只与信号连线本身的特性相关。在实际电 路中，导线本身电阻值小于系统的分布阻抗，犹其是高频电路中，特性阻抗主要取决于连线 的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。理想传输线的特性阻抗只取决于连线的单 位分布电容和单位分布电感。2、印制电路板特性阻抗的计算信号的上升沿时间和信号传输到接收端所需时间的比例关系，决定了信号连线是否被看 作是传输线。具体的比例关系由下面的公式可以说明：如果PCB板上导线连线长度大于l/b 就可以将信号之间的连接导线看作是传输线。由信号等效阻抗计算公式可知，传输线的阻抗 可以用下面的公式表示：在高频(几十兆赫到几百兆赫)情况下满足wL>>R (当然在信号 频率大于109Hz的范围内，则考虑到信号的集肤效应，需要仔细地研究这种关系)。那么对 于确定的传输线而言，其特性阻抗为一个常数。信号的反射现象就是因为信号的驱动端和传 输线的特性阻抗以及接收端的阻抗不一致所造成的。对于CMOS电路而言，信号的驱动端 的输出阻抗比较小，为几十欧。而接收端的输入阻抗就比较大。3、印制电路板特性阻抗控制印制电路板上导线的特性阻抗是电路设计的一个重要指标，特别是在高频电路的PCB 设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。因 此，在PCB设计的可靠性设计中有两个概念是必须注意的。4、印制电路板阻抗控制线路板中的导体中会有各种信号传递，当为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本 身若因蚀刻、叠层厚度、导线宽度等因素不同，将会造成阻抗值得变化，使其信号失真。故 在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为''阻抗控制。影响PCB走线 的阻抗的因素主要有铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、 地线的路径、走线周边的走线等。所以在设计PCB时一定要对板上走线的阻抗进行控制， 才能尽可能避免信号的反射以及其他电磁干扰和信号完整性问题，保证PCB板的实际使用 的稳定性。PCB板上微带线和带状线阻抗的计算方法可参照相应的经验公式。印制电路板阻抗匹配在线路板中，若有信号传送时，希望由电源的发出端起，在能量损 失最小的情形下，能顺利的传送到接受端，而且接受端将其完全吸收而不作任何反射。要达 到这种传输，线路中的阻抗必须和发出端内部的阻抗相等才行称为''阻抗匹配。在设计高速 PCB电路时，阻抗匹配是设计的要素之一。而阻抗值与走线方式有绝对的关系。例如，是走 在表面层(Microstrip)还是内层(Stripline/Double Stripline)、与参考的电源层或地层的距 离、走线宽度、PCB材质等均会影响走线的特性阻抗值。也就是说，要在布线后才能确定阻 抗值，同时不同PCB生产厂家生产出来的特性阻抗也有微小的差别。一般仿真软件会因线 路模型或所使用的数学算法的限制而无法考虑到一些阻抗不连续的布线情况，这时候在原理 图上只能预留一些端接(Temninators),如串联电阻等，来缓和走线阻抗不连续的效应。真 正根本解决问题的方法还是布线时尽量注意避免阻抗不连续的发生。六、什么是FPC柔性板FPC是Flexible Printed Circuit的简称，又称软性线路板、柔性印刷电路板，挠性线路 板，简称软板或FPC ；FPC柔性电路板的特点：FPC柔性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄等特点。FPC柔性电路板的用途FPC柔性电路板运用天手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等电子产品。FPC 柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷 电路。按照基材和铜箔的结合方式划分，柔性电路板可分为两类：有胶柔性板和无胶柔性板。 其中无胶柔性板的价格比有胶的柔性板要高得多，但是它的柔韧性、铜箔和基材的结合力、 焊盘的平面度等参数也比有胶柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的场合；由于有 胶的柔性板价格太高，目前市场上绝大部分柔性板还是有胶的柔性板。由于柔性板主要用于 需要弯折的场合，若设计或工艺不合理，容易产生微裂纹、开焊等缺陷。关于柔性电路板的 结构及其在设计、工艺上的特殊要求如下：FPC柔性板的结构按照层数划分，分为单层板、双层板、多层板等。单层板的结构是最简单的柔性板。通 常基材+透明胶+铜箔是一套买来的原材料，保护膜+透明胶是另一种买来的原材料。首先， 铜箔要进行刻蚀等工艺处理来得到需要的电路，保护膜要进行钻孔以露出相应的焊盘。清洗 之后再用滚压法把两者结合起来。然后再在露出的焊盘部分电镀金或锡等进行保护。这样， 大板就做好了。一般还要冲压成相应形状的小电路板。也有不用保护膜而直接在铜箔上印阻 焊层的，这样成本会低一些，但电路板的机械强度会变差。除非强度要求不高但价格需要尽 量低的场合，最好是应用贴保护膜的方法。双层板的结构是当电路的线路太复杂、单层板无法布线或需要铜箔以进行接地屏蔽时， 就需要选用双层板甚至多层板。多层板与单层板最典型的差异是增加了过孔结构以便连结各