印制電路板分類(lèi)

　　印制電路板{PCB線路板}，又稱(chēng)印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了；它的設(shè)計(jì)主要是版圖設(shè)計(jì)；采用電路板的主要優(yōu)點(diǎn)是大大減少布線和裝配的差錯(cuò)，提高了自動(dòng)化水平和生產(chǎn)勞動(dòng)率。

　　按照線路板層數(shù)可分為單面板、雙面板、四層板、六層板以及其他多層線路板。

　　單面板

　　在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線則集中在另一面上。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面，所以這種PCB叫作單面板（Single-sided）。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制（因?yàn)橹挥幸幻?，布線間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類(lèi)的板子。

　　雙面板

　　這種電路板的兩面都有布線，不過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€交錯(cuò)的難點(diǎn)（可以通過(guò)導(dǎo)孔通到另一面），它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

　　多層板

　　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。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過(guò)定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱(chēng)為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層，在特殊情況下會(huì)加入空層來(lái)控制板厚，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過(guò)技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過(guò)因?yàn)檫@類(lèi)計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過(guò)如果仔細(xì)觀察主機(jī)板，還是可以看出來(lái)。

　　印制電路板布線要求

　　1、導(dǎo)線

　　⑴寬度

　　印制導(dǎo)線的最小寬度，主要由導(dǎo)線和絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。印制導(dǎo)線可盡量寬一些，尤其是電源線和地線，在板面允許的條件下盡量寬一些，即使面積緊張的條件下一般不小于1mm。特別是地線，即使局部不允許加寬，也應(yīng)在允許的地方加寬，以降低整個(gè)地線系統(tǒng)的電阻。對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)80mm的導(dǎo)線，即使工作電流不大，也應(yīng)加寬以減小導(dǎo)線壓降對(duì)電路的影響。

　　⑵長(zhǎng)度

　　要極小化布線的長(zhǎng)度，布線越短，干擾和串?dāng)_越少，并且它的寄生電抗也越低，輻射更少。特別是場(chǎng)效應(yīng)管柵極，三極管的基極和高頻回路更應(yīng)注意布線要短。

　?、情g距

　　相鄰導(dǎo)線之間的距離應(yīng)滿足電氣安全的要求，串?dāng)_和電壓擊穿是影響布線間距的主要電氣特性。為了便于操作和生產(chǎn)，間距應(yīng)盡量寬些，選擇最小間距至少應(yīng)該適合所施加的電壓。這個(gè)電壓包括工作電壓、附加的波動(dòng)電壓、過(guò)電壓和因其它原因產(chǎn)生的峰值電壓。當(dāng)電路中存在有市電電壓時(shí)，出于安全的需要間距應(yīng)該更寬些。

　　⑷路徑

　　信號(hào)路徑的寬度，從驅(qū)動(dòng)到負(fù)載應(yīng)該是常數(shù)。改變路徑寬度對(duì)路徑阻抗（電阻、電感、和電容）產(chǎn)生改變，會(huì)產(chǎn)生反射和造成線路阻抗不平衡。所以，最好保持路徑的寬度不變。在布線中，最好避免使用直角和銳角，一般拐角應(yīng)該大于90°。直角的路徑內(nèi)部的邊緣能產(chǎn)生集中的電場(chǎng)，該電場(chǎng)產(chǎn)生耦合到相鄰路徑的噪聲，45°路徑優(yōu)于直角和銳角路徑。當(dāng)兩條導(dǎo)線以銳角相遇連接時(shí)，應(yīng)將銳角改成圓形。

　　2、孔徑和焊盤(pán)尺寸

　　元件安裝孔的直徑應(yīng)該與元件的引線直徑較好的匹配，使安裝孔的直徑略大于元件引線直徑的（0.15～0.3）mm。通常DIL封裝的管腳和絕大多數(shù)的小型元件使用0.8mm的孔徑，焊盤(pán)直徑大約為2mm。對(duì)于大孔徑焊盤(pán)為了獲得較好的附著能力，焊盤(pán)的直徑與孔徑之比，對(duì)于環(huán)氧玻璃板基大約為2，而對(duì)于苯酚紙板基應(yīng)為（2.5～3）。

　　過(guò)孔，一般被使用在多層PCB中，它的最小可用直徑是與板基的厚度相關(guān)，通常板基的厚度與過(guò)孔直徑比是6：1。高速信號(hào)時(shí)，過(guò)孔產(chǎn)生（1～4）nH的電感和（0.3～0.8）pF的電容的路徑。因此，當(dāng)鋪設(shè)高速信號(hào)通道時(shí)，過(guò)孔應(yīng)該被保持到絕對(duì)的最小。對(duì)于高速的并行線（例如地址和數(shù)據(jù)線），如果層的改變是不可避免，應(yīng)該確保每根信號(hào)線的過(guò)孔數(shù)一樣。并且應(yīng)盡量減少過(guò)孔數(shù)量，必要時(shí)需設(shè)置印制導(dǎo)線保護(hù)環(huán)或保護(hù)線，以防止振蕩和改善電路性能。

　　3、地線設(shè)計(jì)

　　不合理的地線設(shè)計(jì)會(huì)使印制電路板產(chǎn)生干擾，達(dá)不到設(shè)計(jì)指標(biāo)，甚至無(wú)法工作。地線是電路中電位的參考點(diǎn)，又是電流公共通道。地電位理論上是零電位，但實(shí)際上由于導(dǎo)線阻抗的存在，地線各處電位不都是零。因?yàn)榈鼐€只要有一定長(zhǎng)度就不是一個(gè)處處為零的等電位點(diǎn)，地線不僅是必不可少的電路公共通道，又是產(chǎn)生干擾的一個(gè)渠道。

　　一點(diǎn)接地是消除地線干擾的基本原則。所有電路、設(shè)備的地線都必須接到統(tǒng)一的接地點(diǎn)上，以該點(diǎn)作為電路、設(shè)備的零電位參考點(diǎn)（面）。一點(diǎn)接地分公用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地和獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地。

　　公用地線串聯(lián)一點(diǎn)接地方式比較簡(jiǎn)單，各個(gè)電路接地引線比較短，其電阻相對(duì)小，這種接地方式常用于設(shè)備機(jī)柜中的接地。獨(dú)立地線并聯(lián)一點(diǎn)接地，只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn)，其他各個(gè)需要接地的點(diǎn)都直接接到這一點(diǎn)上，各電路的地電位只與本電路的地電流基地阻抗有關(guān)，不受其他電路的影響。

　　具體布線時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　⑴走線長(zhǎng)度盡量短，以便使引線電感極小化。在低頻電路中，因?yàn)樗须娐返牡仉娏髁鹘?jīng)公共的接地阻抗或接地平面，所以避免采用多點(diǎn)接地。

　?、乒驳鼐€應(yīng)盡量布置在印制電路板邊緣部分。電路板上應(yīng)盡可能多保留銅箔做地線，可以增強(qiáng)屏蔽能力。

　?、请p層板可以使用地線面，地線面的目的是提供一個(gè)低阻抗的地線。

　?、榷鄬佑≈齐娐钒逯校稍O(shè)置接地層，接地層設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀。地線網(wǎng)格的間距不能太大，因?yàn)榈鼐€的一個(gè)主要作用是提供信號(hào)回流路徑，若網(wǎng)格的間距過(guò)大，會(huì)形成較大的信號(hào)環(huán)路面積。大環(huán)路面積會(huì)引起輻射和敏感度問(wèn)題。另外，信號(hào)回流實(shí)際走環(huán)路面積小的路徑，其他地線并不起作用。

　　⑸地線面能夠使輻射的環(huán)路最小。