印刷電路板概說
印刷電路板是在絕緣基板上具有導(dǎo)體配線的物件,上面裝載的有:LSI、電晶體、二極體等的主動元件、電阻、電容、連接器等的被動元件,以及其他各種各樣的電子零件,借導(dǎo)體配線使之連接,以形成單元式的電子回路機(jī)能。印刷電路板本身是一種中間產(chǎn)品,用來做為裝載零件的基座。已裝載零件者,定義為印刷回路,裝載有零件的板子整體,則稱為印刷回路板,但現(xiàn)在大都不加區(qū)分,將印刷電路板與印順路板當(dāng)作同義詞使用。亦有將純粹以印刷的手法在絕緣基板上形成電子零件類者,稱為印刷回路板。所以,有的干脆將裝載有零件的稱為回路組裝件,或印刷回路組合。經(jīng)常亦僅簡為電路板。
其中所能形成的回路機(jī)能,隨電子機(jī)器的性能、使用者的需求而異,可有近乎無限的組合方式。由于導(dǎo)體配線的形狀,因零件的種類及配置而異,一旦變更設(shè)計(jì),將零件加加減減的話,印刷電路板的導(dǎo)體圖案就會更新。所以,一個(gè)大量生產(chǎn)的機(jī)種,照講應(yīng)以相同的圖案量產(chǎn),但由于設(shè)計(jì)失誤、性能提升等原因,常要經(jīng)過許多次的變更后,圖案才會定案,所以,每次都有新的印刷電路板產(chǎn)生。變更的次數(shù)有年年增加的傾向,在小量生產(chǎn)時(shí),變成每次都是依設(shè)計(jì)而異的訂制品。
印刷電路板的機(jī)能,是提供電子零件間的電氣連接,同時(shí),還要具有承受零件裝載時(shí)的發(fā)熱及零件重量的強(qiáng)度。在電氣特性方面,基本而言,配線導(dǎo)體的電阻還要小,而導(dǎo)體間的絕緣電阻則要夠大。此外,連接處的連接必須確實(shí)。通常,連接是采用焊接的方式。
LSI的積體度變大之后,在高速化時(shí),印刷電路板上零件間的電氣配線距離,會影響到信號的傳送速度。隨著零件的小型化、以及LSI的積體度變高,使得拉出的接線數(shù)目大增,要縮短配線長度就需要高密度及微細(xì)圖案的配線。若變成高密度,則配線互相跨越的機(jī)會就會增加。用單面、雙面的導(dǎo)體層來配線的話,是不可能做到的,必須要多層化,故而使得多層印刷電路板變得普及。此外,若電源的供給與接地都配置在同一個(gè)面上,與信號混在一起的話,會使配線的自由度變小。將專用的電源、接地層配置在內(nèi)層的構(gòu)造,有其優(yōu)點(diǎn)所在,這也促進(jìn)了多層化的發(fā)展。
隨著傳送信號的高速化,又增加的機(jī)能要求有:交流電氣特性之特性阻抗整合、提高高速傳送及高頻特性、減少不必要的幅射等。采用strip line、micro strip式通訊線的構(gòu)造,亦是需要多層化的理由。而為了提高調(diào)整傳送及高頻特性,必須使絕緣材料的介電系數(shù)小者為佳,故材料的開發(fā)亦急速進(jìn)行中。
開始時(shí),電子元件是采有接腳的封裝方式,將接腳插入孔中連接,但由于零件形狀的小型化及接腳數(shù)的增加,產(chǎn)生了在表面裝載零件的表面組裝方式。當(dāng)接腳為周邊型時(shí),連接用的導(dǎo)體圖案也要微細(xì)化,使焊接等的連接變得困難,故而改采陣列式的BGA等方式。為了做出密度更高的組裝,更朝向與晶粒同等級的CSP封裝,或是不加封裝、以裸LSI的裸晶粒直接裝載在印刷電路板上的方式。此外,單晶粒封裝的基板、多晶粒模組的基板,其適用范圍亦在擴(kuò)大中。
在印刷電路板上以何種方式裝載零件,是由設(shè)計(jì)而定的,因此,組裝形態(tài)也不止一種,而是由接腳插入型、表面組裝型、裸晶粒裝載等混雜在一起。組裝技術(shù)的困難點(diǎn)在此集中,對印刷電路板的影響很大。
如上所述,印刷電路板要具備組裝所需的電氣的、機(jī)械的、化學(xué)的特性,有時(shí)還需達(dá)成對重量、厚度、外形形狀等的種種要求。在制造的時(shí)候,需要有材料技術(shù)、光學(xué)加工技術(shù)、電鍍及蝕刻等的電化學(xué)技術(shù)、鉆孔等的機(jī)械加工技術(shù)、材料的表面處理技術(shù)、以及其他多種技術(shù),是由極廣范圍的技術(shù)所匯合產(chǎn)生的物品。
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