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什么是單面板、雙面板、多層板、鋁基板、阻抗板、FPC軟板

  • 發布日期:17-08-18 14:18
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一、什么是單面板?
  單面板就是在最基本的PCB上,零件集中在其中一面,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)。因為單面板在設計線路上有許多嚴格的限制(因為只有一面,布線間不能交叉而必須繞獨自的路徑),所以只有早期的電路才使用這類的板子;
  單面板的布線圖以網路印刷(Screen Printing)為主,亦即在銅表面印上阻劑,經蝕刻后再以防焊阻印上記號,最后再以沖孔加工方式完成零件導孔及外形。此外,部份少量多樣生產的產品,則采用感光阻劑形成圖樣的照相法。

二、什么是雙面板?
      嚴格意義上來說雙面板是電路板中很重要的一種PCB板,他的用途是很大的,看一板PCB板是不是雙面板也很簡單,相信朋友們對單面板的認識是完全可以把握的了,雙面板就是單面板的延伸,意思是單面板的線路不夠用從而轉到反面的,雙面板還有重要的特征就是有導通孔。簡單點說就是雙面走線,正反兩面都有線路!
  一句慨括就是:雙面走線的板就是雙面板!有的朋友就要問了比如一塊板雙面走線,但是只有一面有電子零件,這樣的板到底是雙面板還是單面板呢?答案是明顯的,這樣的板就是雙面板,只是在雙面板的板材上裝上了零件而已!

三、什么是多層板?
  多層板顧名思議就是兩層以上的板,上面也給大家說過了什么是雙面板,那么多層板也就是超過兩層,比如說四層,六層,八層等,大家一定要記得多層板是沒有奇數的,全都是2的倍數,這些是基本常識,大家在以后的生活不要搞笑話!既然多層板是雙面板的倍數,那么他應該也有雙面板的特點:大于二層板的導電走線圖,層與層之間有絕緣材料隔開,且層之間的導電走線圖必須按電路要求相連經過鉆壓、黏臺而成的印制板叫做多層電路板,多層電路板的優點有因為導電線是多層鉆壓的因些密度高,不用展開,體積就會比較小,重量也相對來說輕一點,因為密度高,減少了元器件的空間距離因此不是那么容易壞也就是說穩定性比較可靠,層數較多從而加大了設計的靈活性,從而起到阻抗一定的電路形成高速傳輸的目的,正因為有這些優點,相對也有一些不足比如說造價高,生產時間長,檢測難等等,不過這些不足對多層板的用途一點也不影響,多層印制電路是電子技術向高速度、多功能、大容量、小體積方向發展的必然產物。隨著電子技術的不斷發展,尤其是大規模和超大規模集成電路的廣泛深入應用,多層印制電路正迅速向高密度、高精度、高層數化方向發展提出現了微細線條、小孔徑貫穿、盲孔埋孔、高板厚孔徑比等技術以滿足市場的需要。由于計算機和航空航天工業對高速電路的需要.要求進一步提高封裝密度,加上分離元件尺寸的縮小和微電子學的迅速發展,電子設備正向體積縮小,質量減輕的方向發展;單、雙面印制板由于可用空間的限制,已不可能實現裝配密度的更進一步的提高。因此,就有必要考慮使用比雙面板層數更多的印制電路。這就給多層電路板的出現創造了條件。

四、什么是PCB鋁基板?
  PCB鋁基板是一種獨特的金屬基覆銅板,PCB鋁基板具有良好的導熱性、電氣絕緣性能和機械加工性能,結構見下圖:

PCB鋁基板介紹

鋁基板的特點
●PCB鋁基板表面用貼裝技術(SMT);PCB鋁基板在電路設計方案中有良好的散熱運行性;
●PCB鋁基板可以降低溫度,提高產品功率密度和可靠性,延長產品使用壽命;
●PCB鋁基板可以縮小體積,降低硬件及裝配成本;
●PCB鋁基板可以取代陶瓷基板,獲得更好的機械耐力。

PCB鋁基板的結構
PCB鋁基覆銅板是一種金屬線路板材料、由銅箔、導熱絕緣層及金屬基板組成,它的結構分三層:
線路層:相當于普通PCB的覆銅板,線路銅箔厚度loz至10oz 。
絕緣層:絕緣層是一層低熱阻導熱絕緣材料。厚度為:0.003”至0.006”英寸是鋁基覆銅板的核心計術所在,已獲得UL認證。
基 層:是金屬基板,一般是鋁或可所選擇銅。鋁基覆銅板和傳統的環氧玻璃布層壓板等。
  PCB鋁基板由電路層、導熱絕緣層和金屬基層組成;電路層(即銅箔)通常經過蝕刻形成印刷電路,使組件的各個部件相互連接,一般情況下,電路層要求具有很大的載流能力,從而應使用較厚的銅箔,厚度一般35μm~280μm; 
  導熱絕緣層是PCB鋁基板核心技術之所在,它一般是由特種陶瓷填充的特殊的聚合物構成,熱阻小,粘彈性能優良,具有抗熱老化的能力,能夠承受機械及熱應力。IMS-H01、IMS-H02和LED-0601等高性能PCB鋁基板的導熱絕緣層正是使用了此種技術,使其具有極為優良的導熱性能和高強度的電氣絕緣性能; 
  金屬基層是鋁基板的支撐構件,要求具有高導熱性,一般是鋁板,也可使用銅板(其中銅板能夠提供更好的導熱性),適合于鉆孔、沖剪及切割等常規機械加工。PCB材料相比有著其它材料不可比擬的優點。適合功率組件表面貼裝SMT公藝。無需散熱器,體積大大縮小、散熱效果極好,良好的絕緣性能和機械性能。 

PCB鋁基板用途
  1.音頻設備:輸入、輸出放大器、平衡放大器、音頻放大器、前置放大器、功率放大器等。
  2.電源設備:開關調節器`DC/AC轉換器`SW調整器等。
  3.通訊電子設備:高頻增幅器`濾波電器`發報電路。
  4.辦公自動化設備:電動機驅動器等。
  5.汽車:電子調節器`點火器`電源控制器等。
  6.計算機:CPU板`軟盤驅動器`電源裝置等。
  7.功率模塊:換流器`固體繼電器`整流電橋等。

五、什么是阻抗板
       阻抗板的定義是:一種好的疊層結構就能夠起到對印制電路板特性阻抗的控制,其走線可形成易控制和可預測的傳輸線結構叫做阻抗板。

  1、印制電路板阻抗特性
  據信號的傳輸理論,信號是時間、距離變量的函數,因此信號在連線上的每一部分都有可能變化。因此確定連線的交流阻抗,即電壓的變化和電流的變化之比為傳輸線的特性阻抗(Characteristic Impedance):傳輸線的特性阻抗只與信號連線本身的特性相關。在實際電路中,導線本身電阻值小于系統的分布阻抗,猶其是高頻電路中,特性阻抗主要取決于連線的單位分布電容和單位分布電感帶來的分布阻抗。理想傳輸線的特性阻抗只取決于連線的單位分布電容和單位分布電感。

  2、印制電路板特性阻抗的計算
  信號的上升沿時間和信號傳輸到接收端所需時間的比例關系,決定了信號連線是否被看作是傳輸線。具體的比例關系由下面的公式可以說明:如果PCB板上導線連線長度大于l/b就可以將信號之間的連接導線看作是傳輸線。由信號等效阻抗計算公式可知,傳輸線的阻抗可以用下面的公式表示:在高頻(幾十兆赫到幾百兆赫)情況下滿足wL>>R(當然在信號頻率大于109Hz的范圍內,則考慮到信號的集膚效應,需要仔細地研究這種關系)。那么對于確定的傳輸線而言,其特性阻抗為一個常數。信號的反射現象就是因為信號的驅動端和傳輸線的特性阻抗以及接收端的阻抗不一致所造成的。對于CMOS電路而言,信號的驅動端的輸出阻抗比較小,為幾十歐。而接收端的輸入阻抗就比較大。

   3、印制電路板特性阻抗控制
  印制電路板上導線的特性阻抗是電路設計的一個重要指標,特別是在高頻電路的PCB設計中,必須考慮導線的特性阻抗和器件或信號所要求的特性阻抗是否一致,是否匹配。因此,在PCB設計的可靠性設計中有兩個概念是必須注意的。

  4、印制電路板阻抗控制
  線路板中的導體中會有各種信號傳遞,當為提高其傳輸速率而必須提高其頻率,線路本身若因蝕刻、疊層厚度、導線寬度等因素不同,將會造成阻抗值得變化,使其信號失真。故在高速線路板上的導體,其阻抗值應控制在某一范圍之內,稱為“阻抗控制”。影響PCB走線的阻抗的因素主要有銅線的寬度、銅線的厚度、介質的介電常數、介質的厚度、焊盤的厚度、地線的路徑、走線周邊的走線等。所以在設計PCB時一定要對板上走線的阻抗進行控制,才能盡可能避免信號的反射以及其他電磁干擾和信號完整性問題,保證PCB板的實際使用的穩定性。PCB板上微帶線和帶狀線阻抗的計算方法可參照相應的經驗公式。

  印制電路板阻抗匹配在線路板中,若有信號傳送時,希望由電源的發出端起,在能量損失最小的情形下,能順利的傳送到接受端,而且接受端將其完全吸收而不作任何反射。要達到這種傳輸,線路中的阻抗必須和發出端內部的阻抗相等才行稱為“阻抗匹配”。在設計高速PCB電路時,阻抗匹配是設計的要素之一。而阻抗值與走線方式有絕對的關系。例如,是走在表面層(Microstrip)還是內層(Stripline/Double Stripline)、與參考的電源層或地層的距離、走線寬度、PCB材質等均會影響走線的特性阻抗值。也就是說,要在布線后才能確定阻抗值,同時不同 PCB生產廠家生產出來的特性阻抗也有微小的差別。一般仿真軟件會因線路模型或所使用的數學算法的限制而無法考慮到一些阻抗不連續的布線情況,這時候在原理圖上只能預留一些端接(Temninators),如串聯電阻等,來緩和走線阻抗不連續的效應。真正根本解決問題的方法還是布線時盡量注意避免阻抗不連續的發生。

六、什么是FPC柔性板
  FPC是Flexible Printed Circuit的簡稱,又稱軟性線路板、柔性印刷電路板,撓性線路板,簡稱軟板或FPC;
  FPC柔性電路板的特點:FPC柔性電路板具有配線密度高、重量輕、厚度薄等特點。

FPC柔性電路板的用途
   FPC柔性電路板運用天手機、筆記本電腦、PDA、數碼相機、LCM等電子產品。FPC柔性電路板是以聚酰亞胺或聚酯薄膜為基材制成的一種具有高度可靠性,絕佳的可撓性印刷電路。按照基材和銅箔的結合方式劃分,柔性電路板可分為兩類:有膠柔性板和無膠柔性板。其中無膠柔性板的價格比有膠的柔性板要高得多,但是它的柔韌性、銅箔和基材的結合力、焊盤的平面度等參數也比有膠柔性板要好。所以它一般只用于那些要求很高的場合;由于有膠的柔性板價格太高,目前市場上絕大部分柔性板還是有膠的柔性板。由于柔性板主要用于需要彎折的場合,若設計或工藝不合理,容易產生微裂紋、開焊等缺陷。關于柔性電路板的結構及其在設計、工藝上的特殊要求如下:
  FPC柔性板的結構
  按照層數劃分,分為單層板、雙層板、多層板等。單層板的結構是最簡單的柔性板。通常基材+透明膠+銅箔是一套買來的原材料,保護膜+透明膠是另一種買來的原材料。首先,銅箔要進行刻蝕等工藝處理來得到需要的電路,保護膜要進行鉆孔以露出相應的焊盤。清洗之后再用滾壓法把兩者結合起來。然后再在露出的焊盤部分電鍍金或錫等進行保護。這樣,大板就做好了。一般還要沖壓成相應形狀的小電路板。也有不用保護膜而直接在銅箔上印阻焊層的,這樣成本會低一些,但電路板的機械強度會變差。除非強度要求不高但價格需要盡量低的場合,最好是應用貼保護膜的方法。
  雙層板的結構是當電路的線路太復雜、單層板無法布線或需要銅箔以進行接地屏蔽時,就需要選用雙層板甚至多層板。多層板與單層板最典型的差異是增加了過孔結構以便連結各層銅箔。一般基材+透明膠+銅箔的第一個加工工藝就是制作過孔。先在基材和銅箔上鉆孔,清洗之后鍍上一定厚度的銅,過孔就做好了。之后的制作工藝和單層板幾乎一樣。

FPC柔性板的特點
   FPC柔性板可自由彎曲、折疊、卷繞,可在三維空間隨意移動及伸縮。 
  FPC柔性板散熱性能好,可利用F-PC縮小體積。 
  FPC柔性板可以實現輕量化、小型化、薄型化,從而達到元件裝置和導線連接一體化。 
  FPC柔性板的應用領域如:MP3、MP4播放器、便攜式CD播放機、家用VCD、DVD 、數碼照相機、手機及手機電池、醫療、汽車及航天領域  FPC成為環氧覆銅板重要品種具有柔性功能、以環氧樹脂為基材的撓性覆銅板(FPC)!
 
FPC柔性板這個名稱的來歷
   由于擁有特殊的功能而使用越來越廣泛,正在成為環氧樹脂基覆銅板的一個重要品種。但我國起步較晚有待迎頭趕上。環氧撓性印制線路板自實現工業生產以來,至今已經歷了30多年的發展歷程。從20世紀70年**始邁入了真正工業化的大生產,直至80年代后期,由于一類新的聚酰亞胺薄膜材料的問世及應用,撓性印制電路板使FPC出現了無粘接劑型的FPC(一般將其稱為“二層型FPC”)。進入90年代世界上開發出與高密度電路相對應的感光性覆蓋膜,使得FPC在設計方面有了較大的轉變。由于新應用領域的開辟,它的產品形態的概念又發生了不小的變化,其中把它擴展到包括TAB、COB用基板的更大范圍。在90年代的后半期所興起的高密度FPC開始進入規模化的工業生產。它的電路圖形急劇向更加微細程度發展,高密度FPC的市場需求量也在迅速增長;FPC也可以稱為:柔性線路板;PCB稱為硬板!

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