街道办事处武装部:电路板

百科名片
印刷电路
电路板的名称有：线路板，PCB板，铝基板,高频板,PCB，超薄线路板,超薄电路板，印刷（铜刻蚀技术）电路板等。电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。
组成
电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界电路板
等组成，各组成部分的主要功能如下：
焊盘：用于焊接元器件引脚的金属孔。
过孔：用于连接各层之间元器件引脚的金属孔。
安装孔：用于固定电路板。
导线：用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。
接插件：用于电路板之间连接的元器件。
填充：用于地线网络的敷铜，可以有效的减小阻抗。
电气边界：用于确定电路板的尺寸，所有电路板上的元器件都不能超过该边界。
主要分类
电路板系统分类为以下三种：
单面板
Single-Sided Boards
我们刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交*而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。双面板
Double-Sided Boards
这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。多层板
【多层板】在较复杂的应用需求时，电路可以被布置成多层的结构并压合在一起，并在层间布建通孔电路连通各层电路。
内层线路
铜箔基板先裁切成适合加工生产的尺寸大小。基板压膜前通常需先用刷磨、微蚀等方法将板面铜箔做适当的粗化处理，再以适当的温度及压力将干膜光阻密合贴附其上。将贴好干膜光阻的基板送入紫外线曝光机中曝光，光阻在底片透光区域受紫外线照射后会产生聚合反应（该区域的干膜在稍后的显影、蚀铜步骤中将被保留下来当作蚀刻阻剂），而将底片上的线路影像移转到板面干膜光阻上。撕去膜面上的保护胶膜后，先以碳酸钠水溶液将膜面上未受光照的区域显影去除，再用盐酸及双氧水混合溶液将裸露出来的铜箔腐蚀去除，形成线路。最后再以氢氧化钠水溶液将功成身退的干膜光阻洗除。对于六层（含）以上的内层线路板以自动定位冲孔机冲出层间线路对位的铆合基准孔。四层电路板
[1]
Multi-Layer Boards
为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。
板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并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，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。
电路板的自动检测技术随着表面贴装技术的引人而得到应用，并使得电路板的封装密度飞速增加。因此，即使对于密度不高、一般数量的电路板，电路板的自动检测不但是基本的，而且也是经济的。在复杂的电路板检测中，两种常见的方法是针床测试法和双探针或飞针测试法。
工作层面
电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，各种层面电路板
的作用简要介绍如下：
（1）信号层：主要用来放置元器件或布线。Protel DXP通常包含30个中间层，即Mid Layer1~Mid Layer30，中间层用来布置信号线，顶层和底层用来放置元器件或敷铜。
（2）防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。其中Top Paste和Bottom Paste分别为顶层阻焊层和底层阻焊层；Top Solder和Bottom Solder分别为锡膏防护层和底层锡膏防护层。
（3）丝印层：主要用来在电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等。
（4）内部层：主要用来作为信号布线层，Protel DXP中共包含16个内部层。
（5）其他层：主要包括4种类型的层。
Drill Guide（钻孔方位层）：主要用于印刷电路板上钻孔的位置。
Keep-Out Layer（禁止布线层）：主要用于绘制电路板的电气边框。
Drill Drawing（钻孔绘图层）：主要用于设定钻孔形状。
Multi-Layer（多层）：主要用于设置多面层。
设计过程
1、电路板的基本设计过程可分为以下四个步骤：
（1）电路原理图的设计
电路原理图的设计主要是利用Protel DXP的原理图编辑器来绘制原理图。
（2）生成网络报表
网络报表就是显示电路原理与中各个元器件的链接关系的报表，它是连接电路原理图设计与电路板设计（PCB设计）的桥梁与纽带，通过电路原理图的网络报表，可以迅速地找到元器件之间的联系，从而为后面的PCB设计提供方便。
(3) 印刷电路板的设计
印刷电路板的设计即我们通常所说的PCB设计，它是电路原理图转化成的最终形式，这部分的相关设计较电路原理图的设计有较大的难度，我们可以借助Protel DXP的强大设计功能完成这一部分的设计。
(4) 生成印刷电路板报表
印刷电路板设计完成后，还需生成各种报表，如生成引脚报表、电路板信息报表、网络状态报表等，最后打印出印刷电路图。
2、电路原理图的设计是整个电路设计的基础，它的设计的好坏直接决定后面PCB设计的效果。一般来说，电路原理图的设计过程可分为以下七个步骤：
（1） 启动Protel DXP原理图编辑器
（2） 设置电路原理图的大小与版面
（3） 从元件库取出所需元件放置在工作平面
（4） 根据设计需要连接元器件
（5） 对布线后的元器件进行调整
（6） 保存已绘好的原理图文档
（7） 打印输出图纸
3、图纸大小、方向和颜色主要在“Documents Options”对话框中实现，执行Design→Options命令，即可打开“Documents Options”对话框，在Standard styles区域可以设置图纸尺寸，单击 按钮，在下拉列表框中可以选择A4~ OrCADE的纸型。图纸方向的设置通过“Documents Options”对话框中Options部分的Orientation选项设置，单击 按钮，选中Landscape，设置水平图纸；选中Portrait，设置竖直图纸。图纸颜色的设置在图纸设置对话框中的Options部分实现，单击Border Color色块，可以设置图纸边框颜色，单击Sheet Color色块，可以设置图纸底色。
4、执行Design→Options→Change System Font命令，弹出“Font”对话框，通过该对话框用户可以设置系统字体，可以设置系统字体的颜色、大小和所用的字体。
5、设置网格与光标主要在“Preferences”对话框中实现，执行Tools→Preferences命令即可打开“Preferences”对话框。
设置网格：在打开的“Preferences”对话框选择Graphical Editing选项卡，在其中的Cursor Grid Options部分的Visible Grids（显示网格）栏，选Line Grid选项为设定线状网格，选Dot Grid选项则为点状网格（无网格）。
设置光标：选择Graphical Editing选项卡中的Cursor Grid Options的Cursor Type(光标类型)选项，该选项下有三种光标类型：Large Cursor90、Small Cursor90和Small Cursor45，用户可以选择任意一种光标类型。
测试方法
针床测试法
这种方法由带有弹簧的探针连接到电路板上的每一个检测点。弹簧使每个探针具有100 - 200g 的压力，以保证每个检测点接触良好，这样的探针排列在一起被称为"针床"。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，图14-3 是一种典型的针床测试仪结构，检测者可以获知所有测试点的信息。实际上只有那些需要测试的测试点的探针是安装了的。尽管使用针床测试法可能同时在电路板的两面进行检测，当设计电路板时，还是应该使所有的检测点在电路板的焊接面。针床测试仪设备昂贵，且很难维修。针头依据其具体应用选不同排列的探针。
一种基本的通用栅格处理器由一个钻孔的板子构成，其上插针的中心间距为100 、75 或50mil。插针起探针的作用，并利用电路板上的电连接器或节点进行直接的机械连接。如果电路板上的焊盘与测试栅格相配，那么按照规范打孔的聚醋薄膜就会被放置在栅格和电路板之间，以便于设计特定的探测。连续性检测是通过访问网格的末端点(已被定义为焊盘的x-y 坐标)实现的。既然电路板上的每一个网络都进行连续性检测。这样，一个独立的检测就完成了。然而，探针的接近程度限制了针床测试法的效能。电路板的观测
电路板体积小，结构复杂，因此对电路板的观察也必须用到专业的观电路板结构图
测仪器。一般的，我们用显微摄像头观察电路板的结构，通过显微摄像头，可以非常直观的看到电路板的显微结构。通过这种方式，我们就比较容易进行电路板的设计和检测了。双探针飞针测试法
飞针测试仪不依赖于安装在夹具或支架上的插脚图案。基于这种系统，两个或更多的探针安装在x-y 平面上可自由移动的微小磁头上，测试点由CADI Gerber 数据直接控制。双探针能在彼此相距4mil 的范围内移动。探针能够独立地移动，并且没有真正的限定它们彼此靠近的程度。带有两个可来回移动的臂状物的测试仪是以电容的测量为基础的。将电路板紧压着放在一块金属板上的绝缘层上，作为电容器的另一个金属板。假如在线路之间有一条短路，电容将比在一个确定的点上大。如果有-条断路，电容将变小。
测试速度是选择测试仪的一个重要标准。针床测试仪能够一次精确地测试数千个测试点，而飞针测试仪一次仅仅能测试两个或四个测试点。另外，针床测试仪进行单面测试时，可能仅仅花费20 - 305 ，这要根据板子的复杂性而定，而飞针测试仪则需要Ih 或更多的时间完成同样的评估。Shipley (1991) 解释说，即使高产量印制电路板的生产商认为移动的飞针测试技术慢，但是这种方法对于较低产量的复杂电路板的生产商来说还是不错的选择。
对于裸板测试来说，有专用的测试仪器( Lea , 1990) 。一种成本更为优化的方法是使用一个通用的仪器，尽管这类仪器最初比专用的仪器更昂贵，但它最初的高费用将被个别配置成本的减少抵消。对于通用的栅格，带引脚元器件的板子和表面贴装设备的标准栅格是2.5mm 。此时测试焊盘应该大于或等于1.3mm 。对于Imm 的栅格，测试焊盘设计得要大于0.7mm 。假如栅格较小，则测试针小而脆，并且容易损坏。因此，最好选用大于2.5mm 的栅格。Crum (1994b) 阐明，将通用测试仪(标准的栅格测试仪)和飞针测试仪联合使用，可使高密度电路板的检测即精确又经济。他建议的另外一种方法是使用导电橡胶测试仪，这种技术可以用来检测偏离栅格的点。然而，采用热风整平处理的焊盘高度不同，将有碍测试点的连接。
通常进行以下三个层次的检测:
1 )裸板检测;
2) 在线检测;
3 )功能检测。
采用通用类型的测试仪，可以对一类风格和类型的电路板进行检测，也可以用于特殊应用的检测。
维修知识
电路板维修是一门新兴的修理行业。近年来工业设备的自动化程度越来越高，所以各个行业的工控板的数量也越来越多，工控板损坏后，更换电路板所需的高额费用（少则几千元，多则上万或几十万元）也成为各企业非常头痛的一件事。其实，这些损坏的电路板绝大多数在国内是可以维修的，而且费用只是购买一块新板的20%－30%，所用时间也比国外定板的时间短的多。下面介绍下电路板维修基础知识。
几乎所有的电路板维修都没有图纸材料，因此很多人对电路板维修持怀疑态度，虽然各种电路板千差万别，但是不变的是每种电路板都是由各种集成块、电阻、电容及其它器件构成的，所以电路板损坏一定是其中某个或某些个器件损坏造成的，电路板维修的思想就是基于上述因素建立起来的。电路板维修分为检测跟维修两个部分，其中检测占据了很重要的位置。对电路板上的每一个器件进行修基础知识的验测，直到将坏件找到更换掉，那么一块电路板就修好了。
电路板检测就是对电路板上的每一个电子元件故障的查找、确定和纠正的过程。其实整个检测过程是思维过程和提供逻辑推理线索的测试过程，所以，检测工程师必需要在电路板的维护、测试、检修过程中，逐渐地积累经验，不断地提高水平。一般的电子设备都是由成千上万的元器件组成的，在维护、检修时，若靠直接一一测试检查电路板中的每一个元器件来发现问题的话将十分费时，实施起来也非常困难。那么从故障现象到故障原因的对号入座式的检修方式，是一种重要的检修方法。电路板只要检测出了问题的所在，那么维修就很容易了。以上即为电路板维修基础知识介绍。