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为什么印刷电路板是分层制作的?

发布时间2024-07-08 21:07:08

印刷电路板(PCBs)几乎存在于我们今天使用的每一个科技设备中。它们的主要功能是:1. 电连接电子元件,2. 提供机械支撑(即电子元件被永久焊接到电路板上)。印刷电路板的构建类似于千层面,它们由不同的材料制成,以提供结构、耐用性、导电性和组织性。

印刷电路板通常包括机械层、阻焊层、丝印层、锡膏层和一个或多个铜层,具体取决于电路板的复杂程度。

外层包含电路板的边界(形状和物理尺寸)。附加的机械层可能包含工装规范和其他机械信息。

铜层包含走线层以及地层和电源层。

阻焊层是一种通常应用于电路板外层的焊接阻剂涂层,用于防止氧化和防止焊盘之间形成焊桥。阻焊层通常是绿色的,但也有许多其他颜色可供选择。

丝印层包含参考标记等信息,用于识别位于电路板顶面和底面的电子元件。文本通常使用永久性非导电墨水打印。丝印层通常是白色的,但也有其他颜色可供选择。

锡膏层包含电路板上表面贴装元件(SMD)焊盘的位置、大小和形状。这些信息用于制作表面贴装技术(SMT)模板的开口。

使用多层印刷电路板的原因

小型化
多层印刷电路板使设计人员能够通过增加层数来减小电路板尺寸。随着电子产品的小型化不断推动行业发展,这一点非常重要。

降低复杂性
多层电路板使布线变得容易,因为一层中的铜线可以连接到其他层中的铜线以完成路径。

电源和地的隔离
多层印刷电路板(4层或更多)有自己的电源层和地层。这提供了电源和地引脚之间的隔离,防止短路。

简化结构并减轻重量
减少或消除对多个单独电路板的连接器的需求。

更高的组装密度

单层与多层印刷电路板

单层印刷电路板的一侧有电子元件,另一侧有导体图案。多层印刷电路板可以在电路板的顶面、底面或两侧都有电子元件,并且有一个或多个导体图案。

单层或单面印刷电路板通常用于简单电子产品。它们制造成本低,通常用于需求量大的应用,如计算器、收音机和打印机。

双层电路板对于中等先进技术是必要的,包括暖通空调系统、电源、LED照明和汽车仪表板照明。

多层电路板则涉及复杂的数据存储、GPS技术、医疗设备和卫星。

使用到的SMT设备

在印刷电路板的生产中,表面贴装技术(SMT)设备起到了至关重要的作用。以下是一些常用的SMT设备:

  • 锡膏印刷机:用于在PCB上精确地印刷锡膏。
  • 贴片机:用于将表面贴装元件(SMD)精确地放置在PCB上。
  • 回流焊炉:用于加热PCB以熔化锡膏,从而永久地焊接元件。
  • AOI设备:自动光学检测设备,用于检查焊接和元件的正确性。
  • X射线检测设备:用于检测焊接点特别是BGA(球栅阵列封装)等难以检查的位置。
  • 清洗设备:用于去除焊接后的助焊剂残留和其他杂质。