印刷电路板概念
印制电路板{PCB线路板}，又称印刷电路板，是电子元器材电气衔接的供给者。它的开展已有100多年的前史了；它的规划首要是地图规划；选用电路板的首要长处是大大削减布线和装置的过失，提高了主动化水平缓出产劳动率。
印制电路板分类
1、单面板
在最基本的PCB上，零件会集在其间一面，导线则会集在另一面上。由于导线只出现在其间一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided）。由于单面板在规划线路上有许多严厉的约束（由于只需一面，布线间不能穿插而有必要绕独自的途径），所以只需前期的电路才运用这类的板子。
2、双面板
这种电路板的双面都有布线，不过要用上双面的导线，有必要要在双面间有恰当的电路衔接才行。这种电路间的“桥梁”叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充溢或涂上金属的小洞，它能够与双面的导线相衔接。由于双面板的面积比单面板大了一倍，双面板处理了单面板中由于布线交织的难点（能够经过导孔通到另一面），它更适宜用在比单面板更杂乱的电路上。
3、多层板
为了添加能够布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，经过定位体系及绝缘粘结资料替换在一起且导电图形按规划要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层，在特别情况下会参加空层来控制板厚，一般层数都是偶数，而且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上理论能够做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多运用恰当多层的主机板，不过由于这类计算机现已能够用许多一般计算机的集群替代，超多层板现已逐渐不被运用了。由于PCB中的各层都严密的结合，一般不太简单看出实践数目，不过假如仔细观察主机板，仍是能够看出来。
印制电路板特性
1）电子元件封装后，能完成电气导通。
2）要求绝缘部分不行有电流流转。
3）要求导通部分有必要有电流流转。
4）有必要到达能贴装元件的要求，是元器材固定和装置的机械支撑。
5）有必要有完好清析的辨认字符和元件符号。
6）能够固定在机器恰当部位。
印制电路板效果
电子设备选用印制板后，由于同类印制板的共同性，然后防止了人工接线的过失，并可完成电子元器材主动插装或贴装、主动焊锡、主动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动出产率、下降了本钱，并便于修理。
印刷电路板的规划
布局
布局，是把电路器材放在印制电路板布线区内。布局是否合理不只影响后边的布线作业，而且对整个电路板的功用也有重要影响。在保证电路功用和功用目标后，要满意工艺性、检测和修理方面的要求，元件应均匀、规整、紧凑布放在PCB上，尽量削减和缩短各元器材之间的引线和衔接，以得到均匀的拼装密度。
按电路流程组织各个功用电路单元的方位，输入和输出信号、高电平缓低电平部分尽或许不穿插，信号传输道路最短。
功用区别
元器材的方位应按电源电压、数字及模仿电路、速度快慢、电流巨细等进行分组，防止彼此搅扰。
电路板上一起装置数字电路和模仿电路时，两种电路的地线和供电体系彻底分隔，有条件时将数字电路和模仿电路组织在不同层内。电路板上需求安置快速、中速和低速逻辑电路时，应安放在紧靠衔接器范围内;而低速逻辑和存储器，应安放在远离衔接器范围内。这样，有利于减小共阻抗耦合、辐射和交扰的减小。时钟电路和高频电路是首要的打扰辐射源，必定要独自组织，远离灵敏电路。
热磁统筹
发热元件与热敏元件尽或许远离，要考虑电磁兼容的影响。
工艺性
⑴层面
贴装元件尽或许在一面，简化拼装工艺。
⑵间隔
元器材之间间隔的最小约束依据元件外形和其他相关功用确认，现在元器材之间的间隔一般不小于0.2mm～0.3mm，元器材距印制板边际的间隔应大于2mm。
⑶方向
元件摆放的方向和疏密程度应有利于空气的对流。考虑拼装工艺，元件方向尽或许共同。
布线
1、导线
⑴宽度
印制导线的最小宽度，首要由导线和绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决议。印制导线可尽量宽一些，尤其是电源线和地线，在板面答应的条件下尽量宽一些，即便面积严重的条件下一般不小于1mm。特别是地线，即便部分不答应加宽，也应在答应的当地加宽，以下降整个地线体系的电阻。对长度超越80mm的导线，即便作业电流不大，也应加宽以减小导线压降对电路的影响。
⑵长度
要极小化布线的长度，布线越短，搅扰和串扰越少，而且它的寄生电抗也越低，辐射更少。特别是场效应管栅极，三极管的基极和高频回路更应留意布线要短。
⑶间隔
相邻导线之间的间隔应满意电气安全的要求，串扰和电压击穿是影响布线间隔的首要电气特性。为了便于操作和出产，间隔应尽量宽些，挑选最小间隔至少应该适宜所施加的电压。这个电压包含作业电压、附加的动摇电压、过电压和因其它原因发生的峰值电压。当电路中存在有市电电压时，出于安全的需求间隔应该更宽些。
⑷途径
信号途径的宽度，从驱动到负载应该是常数。改动途径宽度对途径阻抗（电阻、电感、和电容）发生改动，会发生反射和构成线路阻抗不平衡。所以，最好坚持途径的宽度不变。在布线中，最好防止运用直角和锐角，一般角落应该大于90°。直角的途径内部的边际能发生会集的电场，该电场发生耦合到相邻途径的噪声，45°途径优于直角和锐角途径。当两条导线以锐角相遇衔接时，应将锐角改成圆形。
2、孔径和焊盘尺度
元件装置孔的直径应该与元件的引线直径较好的匹配，使装置孔的直径略大于元件引线直径的（0.15～0.3）mm。一般DIL封装的管脚和绝大多数的小型元件运用0.8mm的孔径，焊盘直径大约为2mm。关于大孔径焊盘为了取得较好的附着才能，焊盘的直径与孔径之比，关于环氧玻璃板基大约为2，而关于苯酚纸板基应为（2.5～3）。
过孔，一般被运用在多层PCB中，它的最小可用直径是与板基的厚度相关，一般板基的厚度与过孔直径比是6：1。高速信号时，过孔发生（1～4）nH的电感和（0.3～0.8）pF的电容的途径。因而，当铺设高速信号通道时，过孔应该被坚持到肯定的最小。关于高速的并行线（例如地址和数据线），假如层的改动是不行防止，应该保证每根信号线的过孔数相同。而且应尽量削减过孔数量，必要时需设置印制导线维护环或维护线，以防止振动和改进电路功用。
3、地线规划
不合理的地线规划会使印制电路板发生搅扰，达不到规划目标，乃至无法作业。地线是电路中电位的参考点，又是电流公共通道。地电位理论上是零电位，但实践上由于导线阻抗的存在，地线遍地电位不都是零。由于地线只需有必定长度就不是一个处处为零的等电位点，地线不只是必不行少的电路公共通道，又是发生搅扰的一个途径。
一点接地是消除地线搅扰的基本原则。一切电路、设备的地线都有必要接到一致的接地址上，以该点作为电路、设备的零电位参考点（面）。一点接地分共用地线串联一点接地和独立地线并联一点接地。
共用地线串联一点接当地式比较简单，各个电路接地引线比较短，其电阻相对小，这种接当地式常用于设备机柜中的接地。独立地线并联一点接地，只需一个物理点被界说为接地参考点，其他各个需求接地的点都直接接到这一点上，各电路的地电位只与本电路的地电流基地阻抗有关，不受其他电路的影响。
详细布线时应留意以下几点：
⑴走线长度尽量短，以便使引线电感极小化。在低频电路中，由于一切电路的地电流流经公共的接地阻抗或接地平面，所以防止选用多点接地。
⑵公共地线应尽量安置在印制电路板边际部分。电路板上应尽或许多保存铜箔做地线，能够增强屏蔽才能。
⑶双层板能够运用地线面，地线面的意图是供给一个低阻抗的地线。
⑷多层印制电路板中，可设置接地层，接地层规划成网状。地线网格的间隔不能太大，由于地线的一个首要效果是供给信号回流途径，若网格的间隔过大，会构成较大的信号环路面积。大环路面积会引起辐射和灵敏度问题。别的，信号回流实践走环路面积小的途径，其他地线并不起效果。
⑸地线面能够使辐射的环路最小。
印制线路板制造流程
咱们来看一下印刷电路板是怎么制造的，以四层为例。四层PCB板制造进程：
1.化学清洗—【ChemicalClean】
为得到杰出质量的蚀刻图形，就要保证抗蚀层与基板外表结实的结合，要求基板外表无氧化层、油污、尘埃、指印以及其他的污物。因而在涂布抗蚀层前首要要对板进行外表清洗并使铜箔外表到达必定的粗化层度。
内层板材：开端做四层板，内层（第二层和第三层）是有必要先做的。内层板材是由玻璃纤维和环氧树脂基复合在上下外表的铜薄板。
2.裁板压膜—【CutSheetDryFilmLaminaTIon】
涂光刻胶：为了在内层板材作出咱们需求的形状，咱们首要在内层板材上贴上干膜（光刻胶，光致抗蚀剂）。干膜是由聚酯簿膜，光致抗蚀膜及聚乙烯维护膜三部分组成的。贴膜时，先从干膜上剥下聚乙烯维护膜，然后在加热加压的条件下将干膜粘贴在铜面上。
3.曝光和显影-【ImageExpose】【ImageDevelop】
曝光：在紫外光的照射下，光引发剂吸收了光能分解成游离基，游离基再引发光聚合单体发生聚合交联反响，反响后构成不溶于稀碱溶液的高分子结构。聚合反响还要继续一段时间，为保证工艺的稳定性，曝光后不要当即撕去聚酯膜，应逗留15分钟以上，以时聚合反响继续进行，显影前撕去聚酯膜。
显影：感光膜中未曝光部分的活性基团与稀碱溶液反响出产可溶性物质而溶解下来，留下已感光交联固化的图形部分。
4.蚀刻-【CopperEtch】
在挠性印制板或印制板的出产进程中，以化学反响办法将不要部分的铜箔予以去除，使之构成所需的回路图形，光刻胶下方的铜是被保存下来不受蚀刻的影响的。
5.去膜，蚀后冲孔，AOI查看，氧化
StripResist】【PostEtchPunch】【AOIInspecTIon】【Oxide】
去膜的意图是铲除蚀刻后板面留存的抗蚀层使下面的铜箔显露出来。“膜渣”过滤以及废液收回则须妥善处理。假如去膜后的水洗能彻底清洗洁净，则能够考虑不做酸洗。板面清洗后终究要彻底枯燥，防止水份残留。
6.叠板-维护膜胶片【Layupwithprepreg】
进压合机之前，需将各多层板运用质料准备好，以便叠板（Lay-up）作业。除已氧化处理之内层外，需求维护膜胶片（Prepreg）-环氧树脂浸渍玻璃纤维。叠片的效果是按必定的次第将覆有维护膜的板子叠放以来并置于二层钢板之间。
7.叠板-铜箔和真空层压
【Layupwithcopperfoil】【VacuumLaminaTIonPress】
铜箔-给现在的内层板材再在两边都掩盖一层铜箔，然后进行多层加压（在固定的时间内需求丈量温度和压力的揉捏）完成后冷却到室温，剩余的便是一个多层合在一起的板材了。
8.CNC钻孔【CNCDrill】
在内层准确的条件下，数控钻孔依据形式钻孔。钻孔精度要求很高，以保证孔是在正确方位。
9.电镀-通孔【ElectrolessCopper】
为了使通孔能在各层之间导通（使孔壁上之非导体部份之树脂及玻纤束进行金属化），在孔中有必要填充铜。第一步是在孔中镀薄薄一层铜，这个进程彻底是化学反响。终究镀的铜厚为50英寸的百万分之一。
10.裁板压膜【CutSheet】【DryFilmLaminaTIon】
涂光刻胶：咱们有一次在外层涂光刻胶。
11.曝光和显影-【ImageExpose】【ImageDevelop】
外层曝光和显影
12.线路电镀：【CopperPatternElectroPlating】
此次也成为二次镀铜，首要意图是加厚线路铜和通孔铜厚。
13.电镀锡【TinPatternElectroPlating】
其首要意图是蚀刻阻剂，维护其所掩盖的铜导体不会在碱性蚀铜时遭到进犯（维护一切铜线路和通孔内部）。
14.去膜【StripResist】
咱们现已知道了意图，只需求用化学办法，外表的铜被显露出来。
15.蚀刻【CopperEtch】
咱们知道了蚀刻的意图，镀锡部分维护了下面的铜箔。
16.预硬化曝光显影上阻焊
【LPIcoatingside1】【TackDry】【LPIcoatingside2】【TackDry】
【ImageExpose】【ImageDevelop】【ThermalCureSoldermask】
阻焊层，是为了把焊盘显露来用的，也便是一般说的绿油层，实践上便是在绿油层上挖孔，把焊盘等不需求绿油盖住的当地显露来。恰当清洗能够得到适宜的外表特征。
17.外表处理
【Surfacefinish】
》HASL，Silver，OSP，ENIG热风整平，沉银，有机保焊剂，化学镍金
》TabGoldifany金手指
热风整平焊料涂覆ＨＡＬ（俗称喷锡）进程是先把印制板上浸上助焊剂，随后在熔融焊料里浸涂，然后从两片风刀之间经过，用风刀中的热压缩空气把印制板上的剩余焊料吹掉，一起扫除金属孔内的剩余焊料，然后得到一个亮光、平坦、均匀的焊料涂层。
金手指（GoldFinger，或称EdgeConnector）规划的意图，在于藉由connector衔接器的插接作为板对外连络的出口，因而需要金手指制程。之所以挑选金是由于它优胜的导电度及抗氧化性。但由于金的本钱极高所以只应用于金手指，部分镀或化学金。
终究总结一下一切的进程：
1） Inner Layer 内层
》 Chemical Clean 化学清洗
》 Cut Sheet Dry Film Lamination 裁板 压膜
》 Image Expose 曝光
》 Image Develop 显影
》 Copper Etch 蚀铜
》 Strip Resist 去膜
》 Post Etch Punch 蚀后冲孔
》 AOI Inspection AOI 查看
》 Oxide 氧化
》 Layup 叠板
》 Vacuum Lamination Press 压合
2） CNC Drilling 钻孔
》 CNC Drilling 钻孔
3） Outer Layer 外层
》 Deburr 去毛刺
》 Etch back – Desmear 除胶渣
》 Electroless Copper 电镀-通孔
》 Cut Sheet Dry Film Lamination 裁板 压膜
》 Image Expose 曝光
》 Image Develop 显影
4） Plating 电镀
》 Image Develop 显影
》 Copper Pattern Electro Plating 二次镀铜
》 Tin Pattern Electro Plating 镀锡
》 Strip Resist 去膜
》 Copper Etch 蚀铜
》 Strip Tin 剥锡
5） Solder Mask 阻焊
》 Surface prep 前处理
》 LPI coating side 1 印刷
》 Tack Dry 预硬化
》 LPI coating side 2 印刷
》 Tack Dry 预硬化
》 Image Expose 曝光
》 Image Develop 显影
》 Thermal Cure Soldermask 印阻焊
6） Surface finish 外表处理
》 HASL， Silver， OSP， ENIG 热风整平，沉银，有机保焊剂，化学镍金
》 Tab Gold if any 金手指
》 Legend 图例
7） Profile 成型
》 NC Routing or punch
8） ET Testing， continuity and isolation
9） QC Inspection
》 Ionics 离子残余量测验
》 100% Visual Inspection 目检
》 Audit Sample Mechanical Inspection
》 Pack & Shipping 包装及出货
