電子元器件領(lǐng)域的印刷電路板

印刷電路板作為重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。由于其在電子元器件領(lǐng)域的重要作用，因此被許多人成為“電子航母”。

現(xiàn)在，通信產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)和其他幾乎全部的電子產(chǎn)品，都使用了印刷電路。印刷電路技術(shù)的發(fā)展和完善，為改變世界面貌的發(fā)明——集成電路的問世，創(chuàng)造了條件。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，印刷電路板被廣泛應(yīng)用于軍工、通訊、醫(yī)療、電力、汽車、工業(yè)控制、智能手機(jī)、可穿戴等高新技術(shù)領(lǐng)域。

印刷電路的發(fā)明

印刷電路時(shí)奧地利電氣工程師保?艾斯勒于20世界30年代中期發(fā)明的。艾斯勒早年在維也納工程學(xué)院學(xué)習(xí)電氣工程，1930年畢業(yè)后，曾學(xué)習(xí)過印刷技術(shù)。他在對(duì)電子線路板進(jìn)行研究時(shí)，他經(jīng)常到圖書館查閱有關(guān)印刷技術(shù)方面的書刊。

經(jīng)過認(rèn)真思考，他萌發(fā)出一個(gè)念頭：要是像印刷書籍或報(bào)紙一樣，把電子設(shè)備的電路一次印刷在線路板上，就不需要用手工一塊一塊地制作線路板，線路也不用由人一根一根地焊接了，就可以大大提高電子產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和可靠性。

在印刷行業(yè)，為了在紙上印刷出圖片，通常采用照相制版技術(shù)。即通過照相，把拍攝下來的圖片底版，蝕刻在銅版或鋅版上，用這種銅版或鋅版，就可印刷出許許多多的圖片來。

艾斯勒在制造電路板時(shí)，也采用與印刷業(yè)類似的制版方式進(jìn)行嘗試。他先畫出電子線路圖，再把線路圖蝕刻在覆蓋有一層銅箔的絕緣板上，使不需要的銅箔被蝕刻掉，只留下導(dǎo)通的線路。這樣，各個(gè)電子元件，就通過這塊板上銅箔所形成的電路相互連接起來了。這種印刷線路，既能提高電子產(chǎn)品的可靠性，又能大大提高生產(chǎn)效率，對(duì)開發(fā)電子新產(chǎn)品有極大的價(jià)值和潛力。

采用印刷電路技術(shù)，使電子設(shè)備的批量生產(chǎn)變得簡(jiǎn)單易行，為電子產(chǎn)品的機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代以來，包括通信設(shè)備在內(nèi)的各種電子產(chǎn)品取得的大幅度進(jìn)展都與采用印刷電路工藝密不可分。

隨著印刷電路制造水平的不斷提高，制作出的印刷電路可達(dá)到很高的精度，從而把電路板的生產(chǎn)制造推向一個(gè)嶄新的階段。在印刷行業(yè)進(jìn)行制版時(shí)，通過拍攝可以將一幅很大的圖片縮小到一定的尺寸。

在制造印刷電路時(shí)，同樣也可以把電子線路圖縮小制版，使之成為面積很小，線路復(fù)雜而可靠性卻又很高的電子線路板。這種印刷電路板，對(duì)于線路復(fù)雜、可靠性要求很高的通信設(shè)備和計(jì)算機(jī)來說，是十分適用的。印刷電路技術(shù)的發(fā)展，為隨后集成電路的發(fā)明，奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)。

線路板從發(fā)明至今，其歷史60余年。歷史表明：沒有線路板，沒有電子線路，飛行、交通、原子能、計(jì)算機(jī)、宇航、通信、家電……這一切都無法實(shí)現(xiàn)。

道理是容易理解的。芯片，IC，集成電路是電子信息工業(yè)的糧食，半導(dǎo)體技術(shù)體現(xiàn)了一個(gè)國家的工業(yè)現(xiàn)代化水平，引導(dǎo)電子信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而半導(dǎo)體（集成電路、 IC）的電氣互連和裝配必須靠線路板。

印刷電路板的種類

實(shí)際電子產(chǎn)品中使用的印刷電路板千差萬別，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)印刷電路板有不同的分類。

按印刷電路的分布分類

按印制電路約分布可將印制電路板分為單面板、雙面板、多層扳3種

單面板

單面板是在厚度為o．2—5mm的絕緣基板上，只有一個(gè)表面敷有銅箔，通過印制和腐蝕的方法在基板上形成印制電路。單面板制造簡(jiǎn)單，裝配方便，適用于一放電路要求，如收音機(jī)、電視機(jī)等；不適用于要求高組裝密度或復(fù)雜電路的場(chǎng)合。

雙面板

雙面板是在厚度為o．2—5mm的絕緣基板兩面均印制電路。它適用于一般要求的電子產(chǎn)品，如電子計(jì)算機(jī)、電子儀器和儀表等。由于雙面板印制電路的布線密度較單面板高，所以能減小設(shè)備的體積。

多層板

在絕緣基板上印制3層以上印制電路的印制板稱為多層板。它是由幾層較薄的單面板或雙面板教和而成，其厚度一般為1．2—2．5m順。為了把夾在絕緣基板中間的電路引出，多層板上安裝元件的孔需要金屬化，即在小孔內(nèi)表面涂效金屬層，使之與夾在絕緣基板中間的印制電路接通。

圖2—2是多層板結(jié)構(gòu)示意固，多層板所用的元件多為貼片式元件，其特點(diǎn)是：

1、與集成電路配合使用，可使整機(jī)小型化，減少整機(jī)重量；

2、提高了布線密度，縮小了元器件的間距，縮短了信號(hào)的傳輸路徑；

3、減少了元器件焊接點(diǎn)，降低了故障率，

4、增設(shè)了屏蔽層，電路的信號(hào)失真減少；

5、引入了接地散熱層，可減少局部過熱現(xiàn)象，提高整機(jī)工作的可靠性

按基材的性質(zhì)分類

按基材的性質(zhì)可將印制電路板分為剛性和柔性兩種。

剛性印制板

剛性印制板具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，用它裝成的部件具有平整狀態(tài)。一般電子產(chǎn)品中使用的都是剛性印制板。

柔性印制板

柔性印制板是以軟層狀塑料或其他軟質(zhì)絕緣材料為基材而制成。它所制成的部件可以彎曲和伸縮，在使用時(shí)可根據(jù)安裝要求將其彎曲。柔性印制板一般用于特殊場(chǎng)合，如某些數(shù)字萬用表的顯示屏是可以旋轉(zhuǎn)的，其內(nèi)部往往采用柔性印制板；手機(jī)的顯示屏、按鍵等。

圖2—3為手機(jī)柔性印制板，它的基材采用聚酰亞胺，并且對(duì)表面進(jìn)行了防氧化處理，最小線寬線距設(shè)為o．1mm。柔性印制板的突出特點(diǎn)是能彎曲、卷曲、折疊，能連接剛性印制板及活動(dòng)部件，從而能立體布線，實(shí)現(xiàn)三維空間互連，它的體積小、重量輕、裝配方便，適用于空間小、組裝密度高的電子產(chǎn)品。

按適用范圍分類

按適用范圍可將印制電路板分為低頻和高頻印制電路板兩種。

電子設(shè)備高頻化是發(fā)展趨勢(shì)，尤其在無線網(wǎng)絡(luò)、衛(wèi)星通信日益發(fā)展的今天，信息產(chǎn)品走向高速與高頻化，及通信產(chǎn)品走向容量大速度快的無線傳輸之語音、視像和數(shù)據(jù)規(guī)范化。因此發(fā)展的新一代產(chǎn)品都需要高頻印制板，其敷箔基材可由聚四氖乙烯、豪乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯玻璃布等介質(zhì)損耗及介電常數(shù)小的材料構(gòu)成。

特殊印制板的種類

目前，也出現(xiàn)了金屬芯印制板、表面安裝印制板、碳膜印制板等一些特殊印制板。

金屬芯印制板

金屬芯印制板就是以一塊厚度相當(dāng)?shù)慕饘侔宕姝h(huán)氧玻璃布板，經(jīng)過特殊處理后，使金屆板兩面的導(dǎo)體電路相互連通，而和金屬部分高度絕緣。金屬芯印制板的優(yōu)點(diǎn)是散熱性及尺寸穩(wěn)定性好，這是因?yàn)殇X、鐵等磁性材料有屏蔽作用，可以防止互相干擾。

表面安裝印制板

表面安裝印制板是為了滿足電子產(chǎn)品“輕、薄、短、小”的需要，配合管腳密度崗、成本低的表面貼裝器件的安裝工藝而開發(fā)的印制扳。該印制板有孔徑小、線寬及間距小、精度高、基板要求高等特點(diǎn)。

碳膜印制板

碳膜印制板是在鍍銅箔板上制成導(dǎo)體圖形后，再印制一層碳膜形成觸點(diǎn)或跨接線(電阻值符合規(guī)定要求)的印制板。其特點(diǎn)是生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低、周期短，具有良好的耐磨性、導(dǎo)電性，能使單面板實(shí)現(xiàn)高密度化，產(chǎn)品小型化、輕量化，適用于電視機(jī)、電話機(jī)、錄像機(jī)及電子琴等產(chǎn)品。