什么是印刷電路板(PCB)?
簡而言之,印刷電路板(PCB)為完成某項工作所需的所有必要電氣組件提供了基礎。通過導電軌跡,焊盤和將各個點連接在一起的其他功能,PCB可以在物理設備之間路由信號和電源。PCB提供了使電子組件工作的基礎,幾乎在所有的電子產品中都可以找到PCB。
PCB的發展
在開發當前的PCB制造方法之前,電路是通過耗時的點對點布線方法構造的。所有必要的組件都被連接在一起,看上去就像是一團亂麻。
這樣不僅制造電路所需的工作量大,而且電路笨重、易損壞且昂貴。此外,由于所有組件都是通過電線連接的,因此隨著電線絕緣層開始老化和破裂,電線接頭處經常會出現故障,從而導致短路。
顯然,需要一種更好的方法。
隨著電子產品從真空管和繼電器轉移到硅和集成電路,電子部件的尺寸和成本開始下降。電子產品在消費品中變得越來越普遍,減小電子產品尺寸和制造成本的壓力促使制造商尋找更好的解決方案。現代PCB因此誕生了!
PCB由什么制成?
PCB由多層材料組成,每種材料都有不同的用途,它們通過加熱和粘合劑層壓在一起以形成單個物體,有點像千層面。
基材 (FR4)
基材通常是玻璃纖維,最常見的類型是“ FR4”。當使用其他基礎材料時,許多基礎材料缺乏FR4提供的耐用性。該實心芯為PCB提供了剛度和厚度,并為其他層提供了絕緣。對于剛性較低的PCB,可以使用柔性高溫塑料(Kapton或同等材料)作為基礎。
銅
下一層是薄銅箔。根據印刷電路板的要求,銅可以應用于基板的一側或兩側。銅層的數量決定了板的類型,雙面板或雙層板的基板兩側都有銅,而單面板只有一側有銅。在典型的電路板中,你會發現從1層到16層的銅,其中2層是最常見的。
銅層為PCB提供導電性。化學蝕刻將銅分為多條導線(稱為走線),連接焊盤以及構成PCB上電路基礎的其他功能。這些走線代替了舊版本中使用的電線,并且通過空氣和基板材料相互絕緣。
阻焊層
接下來是一層阻焊層。阻焊層通常是綠色,但也可以是任何其它顏色。
阻焊劑用于使銅走線絕緣,以免意外與其他金屬、焊料或導電元素接觸。阻焊層覆蓋了電路板上的大部分區域,包括小的走線,但保留了小的環和焊盤,以便用戶根據需要進行焊接。
絲印
阻焊層上方是絲網印刷層。該層純粹是出于美觀目的,在PCB上添加字母、數字和符號,以使組裝更容易并使人更容易理解該板。絲網印刷通常用于指示每個引腳或LED的功能。絲網印刷通常是白色的,但也可以使用任何墨水顏色。
PCB與開發板有什么不同?
現在您對PCB有了更好的了解,您可能會問,“但是PCB與開發板之間有什么區別?”
簡而言之,開發板(例如Raspberry Pi,micro:bit和Arduino)是PCBS,其中包含微處理器或微控制器,并且為開發板提供立即可用的最少支持,而不必花費時間開發其他硬件。
換句話說,開發板是添加了一些額外硬件和軟件的PCB。
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