单面电路板

发布时间：2022-11-18 16:28
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：1957

　　单面电路板指的是在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上，导线只出现在其中一面的意思。因为单面电路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。

单面电路板

单面电路板类别

　　94HB－94VO－22F－CEM-1－CEM-3－FR-4

　　94HB：普通纸板，不防火（最低档的材料，模冲孔，不能做电源板）

　　94V0：阻燃纸板（模冲孔）

　　22F：单面半玻纤板（模冲孔）

　　CEM-1：单面玻纤板（一般是电脑钻孔，也可以模冲）

　　CEM-3：双面半玻纤板（简单的双面板可以用这种料，比FR-4会便宜）

　　FR-4: 单面玻纤板


单面电路板发展史

　　单面印刷电路板是1950年代初期随着电晶体的出现，以美国为中心发展出来的产品，当时主要制作方法以铜箔直接蚀刻方法为主流。1953～1955年，日本利用进口铜箔首次作成纸质酚醛铜箔基板，并大量应用在收音机方面。1956年，日本电路板专业厂商出现后，单面电路板板的制造技术随即急速进展。在材料方面，早期以纸质酚醛铜箔基板为主，但因当时酚醛材质电气绝缘性低、焊接耐热性差、扭曲等因素，陆续有纸质环气树脂、玻纤环氧树脂等材质被开发，目前消费性电子机器所需的单面板，几乎采用纸质酚醛基材板。 单面电路板制作流程 单面电路板制制作：单面覆铜板 〉下料 〉（刷洗、干燥） 〉钻孔或冲孔 〉网印线路抗蚀刻图形或使用干膜 〉固化检查修板 〉蚀刻铜 〉去抗蚀印料、干燥 〉刷洗、干燥 〉网印阻焊图形（常用绿油）、UV固化 〉网印字符标记图形、UV固化 〉预热、冲孔及外形 〉电气开、短路测试 〉刷洗、干燥 〉预涂助焊防氧化剂（干燥）或喷锡热风整平 〉检验包装 〉成品出厂。

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　　电路板的名称有：线路板，PCB板，铝基板，高频板，厚铜板，阻抗板，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。电路板是由许多电子元器件组成，如：电容、电阻、二极管等等，众所周知控制系统价格不便宜，所以我们在其故障出现的时候大部分选择维修来解决问题。下面小GOO给大家介绍电路板的简单维修技巧及制作流程。今天Ameya360电子元器件采购网讲为大家进行介绍。　　电路板维修技巧:观察法　　这个方法是相当直观的，通过仔细的对其检查，可以很清晰的看到烧毁的痕迹。在使用这个办法的时候，需要注意以下几个问题：　　第一步：通过观察确定电路板是否人为损坏，主要观察下面几个方面来确定：　　(1)板角是否变形;芯片是否变形，其它部件是否变形。　　(2)芯片、插座是否有撬过痕迹。　　(3)电路板芯片是否插的有问题，这个在通电的时候毁损伤，因此要注意。　　(4)电路板相应的短接端子有没有插错或者是插反。　　第二步：仔细的观察这个电路板相关的元器件，每一个电容、电阻等都要观察，是否有发黑的状况出现。由于电阻是没法观看的，只能用仪器来进行测量。相关的坏件要及时的更换。　　第三步：电路板集成电路的观察，如CPU、AD等相关的芯片，观察到鼓包、烧糊等相关情况要及时的修改。　　以上问题的原因有可能出现在电流方面，电流过大造成烧毁，因此要检查相关的电路图，看看是哪里有问题。　　电路板维修技巧:静态测量法　　在维修中，观察法往往很难发现一些问题，除非是很明显的烧毁或者是变形才可能看得出来。但是大多数的问题还是需要进行电压表的测量才可能得出结论，因此电路板的元件以及相关部位都要逐一的进行检测。主要工具就是万用表，流程如下：　　第一步：对电源跟地进行短路的检测，查看其原因。　　第二步：检测二极管是不是正常。　　第三步：检查电容是不是出现有短路甚至是断路情况。　　第四步：检查电路板相关的集成电路以及电阻等相关器件指标。　　利用观察法以及静态测量法可以解决电路板维修中的大部分问题，但是在测量时要确保电源正常，不能出现二次损伤。　　电路板维修技巧:在线测量法　　在线测量法一般应用在批量生产电路板的厂家，生产厂商为了维修方便，一般会搭建一个比较通用的调试维修平台，它可以方便的提供电路板所需的电源以及一些必要的初始信号。在线测量法主要解决两个方面的问题：一是将上两个步骤中发现的问题细分，最终锁定到出现问题的元器件;二是通过上面两步的检查，问题并没有得到解决的，需要通过在线测量找出故障原因。在线测量法主要通过以下几个步骤来进行：　　第一步：给电路板通电，在这步中需要注意的是，有些电路板电源并不是单一的，可能需要5V，12V，24V等等。电路板通电后，通过手摸电路板上的元器件，看是否有发烫发热的元件，重点检查74系列芯片，如果元件有烫手的情况，则说明此元件有可能已经损坏。更换元件后，检查电路板故障是否已解决。　　第二步：用示波器测量电路板上的门电路，观察其是否符合逻辑关系。若输出不符合逻辑，需要分两种情况分别对待，一种是输出应该是低电平的，实际测量为高电平，可以直接判断芯片损坏;另一种是输出应该是高电平的，实际测量为低的，并不能就此判定芯片已经损坏，还需要将芯片与后面的电路断开，再次测量，观察逻辑是否合理，判定芯片的好坏。　　第三步：用示波器测量数字电路里的晶振，看其是否有输出。若无输出，则需要将与晶振相连的芯片尽可能都摘掉后再进行测量。若还无输出，则初步判定晶振已经损坏;若有输出，需要将摘掉的芯片一片一片装回去，装一片测一片，找出故障所在。　　第四步：带总线结构的数字电路，一般包括数字、地址、控制总线三路。用示波器测量三路总线，对比原理图，观察信号是否正常，找出问题。　　在线测量法主要用于两块好坏电路板的对比，通过对比，发现问题，解决问题。从而完成电路板的维修。
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　　电路板可称为印刷线路板或印刷电路板，英文名称为(Printed Circuit Board)PCB、(Flexible Printed Circuit board)FPC线路板(FPC线路板又称柔性线路板柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路板。电路板的名称有：陶瓷电路板，氧化铝陶瓷电路板，氮化铝陶瓷电路板，线路板，PCB板，铝基板，高频板，厚铜板，阻抗板，PCB，超薄线路板，超薄电路板，印刷(铜刻蚀技术)电路板等。　　一、工作原理　　电路板的工作原理是利用板基绝缘材料隔离开表面铜箔导电层，使得电流沿着预先设计好的路线在各种元器件中流动完成诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。　　二、组成　　电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件沃特弗电路板之薄膜线路SMT贴片沃特弗电路板之薄膜线路SMT贴片、填充、电气边界等组成，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：有金属过孔 和 非金属过孔，其中金属过孔用于连接各层之间元器件引脚。　　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。
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　　PCB板就是PrintedCircuitBlock,即印制电路板，供电子组件安插，有线路的基版。通过使用印刷方式将镀铜的基版印上防蚀线路，并加以蚀刻冲洗出线路。电路板的工作原理相信大家都很了解：利用基板绝缘材料，将表面铜箔导电层隔离开，让电流能沿着提前设计好的路线中游走在各种元器件中，从而实现诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。本文Ameya360电子元器件采购网收集整理了一些设计电路板的相关资料，期望能对各位读者有比较大的参阅价值。　　1.电容相关知识：　　铝电解电容的容量大，额定电压高，但适应工作温度环境较差，适合低频滤波的场合；　　钽电容具有较好的温度特性，具有较小的ESR和ESL，高频滤波特性较好，但其承受冲击电流的能力不行，一般在设计中要降额50%以上使用；　　陶瓷电容具有体积小、价格低和稳定性好的优点，广泛用于电源的高频滤波中，其容值较小，当需要大容值的电容时，需要考虑其他电容的类别。　　电容的去耦存在去耦半径的问题：容值与封装越小，其去耦半径越小。在PCB布局时，为保证小封装小电容对电源的有效去耦，电容应尽量靠近要去耦的电源引脚放置；容值与封装越大，其去耦半径越大，可以对较大区域的电源进行有效去耦，在大封装大容值的去耦电容布局时，可以同时管控多个电源引脚的去耦。　　2.电感相关知识：　　电感在电路设计中的特性主要表现为：滤除高频谐波，通直流、阻交流；阻碍电流的变化，保持器件工作电流的稳定。　　在进行电感选型时需要核对的电感参数有电感值、直流电阻、额定电流和自谐振频率（Q值最大的频率）　　一般电感值越大，对应的直流电阻越大；电感值越大，对应的谐振频率越小；电感值越大，对应的额定电流越小。　　3.磁珠相关知识：　　磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰还具有吸收静电脉冲的能力.　　磁珠在转折点频率以下，表现为电感性，反射噪声；在转折点频率以上，磁珠表现为电阻性，磁珠吸收噪声并转换为热能。　　电感与磁珠的不同点：　　（1）处理噪声的方式不同。电感和电容可以组成LC低通滤波电路，电容在电感和地之间构建一个低阻抗的路径，让高频噪声通过低阻抗路径将噪声导到地平面上。在LC低通滤波电路中，电感在处理噪声时，没有从根本上清除噪声；磁珠处理噪声的方式是在低频时，磁珠表现为感性，反射噪声，在高频时电阻特性为主要特性，磁珠中的电阻吸收高频噪声并转换为热能，能够从根本上消除噪声。　　（2）自身是否产生危害的影响。电感与电容组成LC滤波电路时，因为LC都是储能元件，所以两者可能会产生自激，给电路带来影响；而磁珠是耗能元件，自身不会自激，不会给电路带来噪声的影响。　　（3）滤波的频率范围不同。电感在不超过50MHz的低频段时，就有较好的滤波特性，频率再高时，滤波效果不好；而磁珠利用其呈现出来的电阻特性吸收高频噪声，滤波的频率范围要远大于磁珠。　　（4）器件直流压降的不同。电感与磁珠都有直流电阻，同样级别的滤波器，磁珠的直流电阻要小于电感，磁珠的压降也就小于同级别电感的压降。　　4.ESD　　在进行PCB设计时，要考虑ESD的防护，在走线时应遵循横平竖直的走线方向，空间允许时走线应尽量加粗；在PCB的边缘不要布置对噪声敏感的信号，如时钟信号、复位信号等；当PCB由多层构成时，敏感走线尽可能要有良好的参考地平面；对于滤波器、光耦合器、弱信号走线，应尽可能加大走线之间的距离；长距离的走线需要进行滤波处理；根据ESD的防护，应适当增加屏蔽罩。　　ESD对接口与保护可以遵循如下设计规则：　　（1）一般电源防雷保护器件的顺序是压敏电阻、熔丝、抑制二极管、EMI滤波器、电感或共模电感，对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局。　　（2）一般接口信号保护器件的顺序是ESD(TVS管)、隔离变压器、共模电感、电容和电阻，对于原理图缺失上面任意器件的则顺延布局。　　（3）严格按照原理图的顺序进行“一字形”布局　　（4）电平变换芯片要靠近连接器放置。　　（5）易受ESD干扰的器件，如NMOS和CMOS器件等，应判断是否已尽量远离易受ESD干扰的区域（如单板的边缘）。　　（6）浪涌抑制器件（TVS管、压敏电阻）对应的信号走线在表层应短且粗（一般距离在10mil以上）　　（7）不同接口之间的走线要清晰，不要互相交叉，接口线到所连接的保护和滤波器件距离要尽量短，接口线必须经过保护或滤波器件再到信号接收芯片。　　（8）接口器件的固定孔要接到保护地上，连接到机壳的定位孔、扳手要直接接到信号地。　　（9）变压器、光耦合器等器件输入与输出信号的地要分开。　　5.PCB散热处理　　一些发热大的器件，一般会有专用的散热焊盘，要适当在散热焊盘上添加过孔，为利于散热，散热用的过孔都要做阻焊开窗处理。　　6.PCB板框　　无论是布局、布线还是内层平面的敷铜处理，相对板框都要内缩一定距离，内缩的尺寸可以依据设计的要求进行选择，如无特殊说明，敷铜时相对板框内缩0.5mm即可。　　四层板设计，若中间两层为电源层和地层，要设置内缩，从而减少电磁辐射。　　在实际的PCB设计中，走线主要有两种模型：微带线和带状线。微带线是走在电路板顶层或者底层的信号线，带状线是走在电路板内层的信号线。　　蛇形线会破环信号质量，改变传输延时，因此布线时要尽量避免使用。但在实际设计中，为了保证信号有足够的保持时间，或为了减少同组信号之间的时间偏移，往往不得不故意进行绕线。信号在蛇形线上传输时，相互平行的线段之间会发生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，则耦合程度也越大，可能会导致传输延时减小，以及由于串扰而大大降低信号的质量。　　关于处理蛇形线时的几点建议：　　（1）尽量增加平行线段的距离（S），至少大于3H，H指信号走线到参考平面的距离。通俗地说就是绕大弯走线，只要S足够大，就几乎能完全避免相互的耦合效应。　　（2）减小耦合长度Lp，当两倍的Lp延时接近或超过信号上升时间时，产生的串扰将达到饱和。　　（3）带状线或埋式微带线的蛇形线引起的信号传输延时小于微带线。理论上，带状线不会因为差模串扰影响传输速率。　　（4）高速及对时序要求较为严格的信号线，尽量不要走蛇形线，尤其不能在小范围内蜿蜒走线。　　（5）在空间允许的情况下，可以采用任意角度的蛇形走线，能有效减少相互间的耦合。　　（6）高速PCB设计中，蛇形线没有所谓滤波或抗干扰的能力，只可能降低信号质量，因此只做时序匹配之用而无其他目的　　（7）有时可以考虑螺旋走线的方式进行绕线，仿真表明，其效果要优于正常的蛇形走线。　　（8）蛇形走线的转角采用45°转角或圆形转角。　　在最基本的PCB电路板上，零件基本集中在一侧，导线集中在另一侧。由于导线只出现在一侧，这种PCB被称为单面板。多层板，多层有导线，必须在两层之间有适当的电路连接。电路之间的桥梁叫作导孔（via）。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ProtelDXP的原理图编辑器来绘制原理图。　　（2）生成网络报表——网络报表：显示电路原理与电路中各个元器件之间的连接关系。它是电路原理图设计和电路板设计之间的桥梁和纽带。通过电路原理图的网络报表，可以快速找到元件之间的连接，为以后的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ProtelDXP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，还有最后一道工序需要完成，那就是生成报表：电路板信息报表、生成引脚报表、网络状态报表等，最后打印印刷电路图。　　以上就是Ameya360关于电路板的工作原理和设计步骤介绍！希望可以给您提供一些帮助！
2022-05-13 11:33 阅读量：2096
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