[導讀]毫無疑問,印刷電路板(PCB)是人類技術中具有里程碑意義的工具。為什么呢?這是因為當今在每一個電子設備中都隱藏著它的身影。就像其他歷史中的偉大發(fā)明一樣,PCB也是隨著歷史車輪前進而逐步成熟的,至今已經(jīng)有130年的發(fā)展歷史,它是工業(yè)革命車輪中最為靚麗的一道風景。PCB成為優(yōu)化電子設...
毫無疑問,印刷電路板(PCB)是人類技術中具有里程碑意義的工具。為什么呢?這是因為當今在每一個電子設備中都隱藏著它的身影。就像其他歷史中的偉大發(fā)明一樣,PCB也是隨著歷史車輪前進而逐步成熟的,至今已經(jīng)有130年的發(fā)展歷史,它是工業(yè)革命車輪中最為靚麗的一道風景。PCB成為優(yōu)化電子設備生成工藝的手段,曾經(jīng)那些使用手工制作的電子設備不得不PCB來替代了,這都是因為電路板上將會集成更多的功能。對比1968年計算器中的電路板和現(xiàn)代計算機主板01PCB板的顏色即使對于一些并不了解PCB是干什么的人來說,也大體知道PCB的樣子是什么。它們至少看起來給人一種具有一種傳統(tǒng)風格,那就是它的綠色。這個綠色實際是阻焊層玻璃油漆透光的顏色。阻焊層雖然名稱是阻焊,但它的主要功能還是保護覆蓋的線路免受潮濕、灰塵的侵擾。至于阻焊層為何選擇綠色,主要的原因被認為綠色是軍隊防護標準,軍方設備中PCB最早使用了阻焊層來保護電路在野外的可靠性,綠色是軍隊里自然保護色。還有人認為最初的阻焊油漆所使用的環(huán)氧樹脂的顏色本身就呈現(xiàn)綠色,于是一直沿用至今。現(xiàn)在阻焊層的顏色已經(jīng)是多種多樣的,有黑色、紅色、黃色等等。畢竟綠色并不是工業(yè)標準。02誰發(fā)明了PCB如果問誰發(fā)明了印刷術,這個殊榮當屬中國北宋年間的畢昇。但最早的印刷電路板則需要追蹤到奧地利工程師 Charles Ducas在1920年提出了使用墨水導電(在底板上打印黃銅電線)的概念。他借助于電鍍技術制作在絕緣體表面直接生成導線,制作出PCB的原型。最初電路板上的金屬導線是黃銅,一種銅和鋅的合金。這種顛覆性的發(fā)明消除了電子線路的復雜連線工藝,并保證電路性能的可靠性。這個工藝直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束才開始進入實際應用階段。印刷電路板的專利和Charles Ducas03白色標記在綠色電路板還存在著大量白色標記。很多年來,人們弄不明白為何這些白色印刷標記被叫做“絲網(wǎng)層”。它們主要是用來標識電路板上元器件的信息,以及其他與電路板相關的內(nèi)容。這些信息最早是通過絲網(wǎng)印刷的方式打印在電路板上,所以被稱為絲網(wǎng)層,現(xiàn)在則使用特殊的噴墨打印機來完成。這些信息可以幫助電路工程師來檢查電路板中是否存在故障。04元器件電路板的功能主要通過將元器件按照原理圖有效連接起來完成的。每一個元器件都有它們獨特的功能。即使在電路板上緊密相鄰的兩個器件都有可能千差萬別。器件的種類基本上包括有電阻、二極管、晶體管、電容、繼電器、電池、變壓器以及其它的林林總總(比如保險絲、電感、電位器等等)。05PCB無處不在毫不夸張的說,PCB無處不在。從計算機到數(shù)字鐘表、從微波爐到電視機以及立體音響系統(tǒng)。只要是電子物品和設備,超過99%的可能性其中包含有PCB。所以我們有可能想當然認為,如果沒有PCB可能任何電子設備就無法運行。06美國航空航天局在美國國家航空航天管理局(NASA)的很多項目中就使用了一些石破天驚的技術,其中在上個世紀60年代,NASA就在阿波羅11號火箭上使用了PCB,這是因為基于PCB的電子設備重量輕、耗電小。那可是人類最偉大的時刻,第一次將宇航員送到了月球上。這其中就有PCB的功勞。07表面封裝焊接技術表面安裝焊接技術使得PCB走進了現(xiàn)代化。相比于以前插孔安裝方式,這種表面安裝焊接技術則先使用特殊膠水將器件粘貼在PCB上,然后在通過特殊的回流焊將器件與電路板進行電氣連接。08快速成型PCB在對電路進行局部實驗過程中,可以借助于面包板、洞洞板以及其他的通用電路板進行測試。隨著表面封裝元器件增多,也有新型的快速PCB成型技術出現(xiàn),比如熱轉(zhuǎn)印PCB、3D打印多層電路板等。3D打印電路板09柔性PCBPCB并不都是平直堅硬的,還有很多柔軟的PCB工作在很多緊密電子設備中,它們往往構成了很多活動關節(jié)中的應用電路,或者組成多層立體電路。透明柔軟的PCB10世界上最大的PCB世界上最大的一塊PCB來自于英國Johnson電子公司的這條應用在無人太陽能飛機上的柔性多層電路板。它長約28米。是由柔軟聚酰亞胺作為基地制作的電路板有著更好的散熱、更高的導電密度。這么長的的電路板是通過特殊的生產(chǎn)工藝分段進行腐蝕制作的。最長的柔性電路板
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在電子制造領域,可制造性設計(Design for Manufacturability, DFM)已成為縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、降低生產(chǎn)成本的核心方法。DFM通過在設計階段融入制造工藝約束,確保產(chǎn)品從圖紙到實物的高效轉(zhuǎn)化。
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DFM
PCB
印刷電路板(PCB)是現(xiàn)代電子設備的“神經(jīng)中樞”,而多層PCB通過垂直堆疊技術,將電路密度提升至新高度。其內(nèi)部結(jié)構猶如一座精密的微觀城市,每一層都承載著特定功能。
關鍵字:
PCB
電源
在芯片性能狂飆突進的今天,PCB上的功率密度早已突破了傳統(tǒng)散熱的安全邊界。當FPGA、大功率DC-DC模塊等熱源在狹小空間內(nèi)集中爆發(fā)時,單純依靠經(jīng)驗設計或后期打補丁,往往會讓研發(fā)陷入“改了又改”的死循環(huán)。此時,ANSYS...
關鍵字:
熱設計仿真
Icepak
PCB
在高速數(shù)字電路設計中,電源完整性(PI)直接影響系統(tǒng)性能與穩(wěn)定性。某通信設備開發(fā)團隊在調(diào)試一款基于FPGA的千兆以太網(wǎng)板卡時,發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸誤碼率隨工作頻率提升顯著增加。經(jīng)排查,問題根源指向電源分配網(wǎng)絡(PDN)阻抗超標,...
關鍵字:
PCB
PDN阻抗
電源完整性
PI
在高頻、高速PCB設計中,通孔作為層間信號互連的核心載體,不再是簡單的電氣連接點,其阻抗特性直接決定信號傳輸質(zhì)量,是影響信號完整性(SI)的關鍵因素之一。隨著電子設備向高頻化、高密度、高速化迭代,信號頻率突破1GHz、上...
關鍵字:
PCB
通孔
信號失真
在工業(yè)電源PCB設計中,信號完整性(SI)與電源完整性(PI)的協(xié)同設計(PISI)已成為提升系統(tǒng)可靠性的核心方法。當電源噪聲與信號傳輸相互干擾時,傳統(tǒng)獨立設計方法往往導致性能瓶頸,而PISI協(xié)同設計通過統(tǒng)一建模、聯(lián)合仿...
關鍵字:
工業(yè)電源
PCB
阻抗控制
在高速數(shù)字控制電源系統(tǒng)中,PCB(印制電路板)作為核心載體,其可靠性直接決定了電源系統(tǒng)的整體性能。隨著信號速率突破10Gbps、電源電流密度超過50A/cm2,信號串擾與電源紋波的耦合效應已成為制約系統(tǒng)穩(wěn)定性的關鍵瓶頸。...
關鍵字:
PCB
信號串擾
電源紋波
在電子工業(yè)高速發(fā)展的當下,PCB(印刷電路板)作為電子設備的核心載體,其可靠性直接決定了產(chǎn)品的使用壽命與性能穩(wěn)定性。加速壽命試驗(ALT)通過模擬極端環(huán)境應力,快速暴露PCB的潛在失效模式,成為縮短研發(fā)周期、降低質(zhì)量風險...
關鍵字:
PCB
ALT
在工業(yè)電源領域,LLC諧振拓撲憑借其高效能、低電磁干擾和寬電壓調(diào)節(jié)能力,已成為中高功率應用的核心解決方案。然而,PCB設計中的寄生參數(shù)問題若未妥善處理,將直接導致開關損耗增加、效率下降,甚至引發(fā)電磁兼容性失效。本文將從寄...
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工業(yè)電源
PCB
在PCB(Printed Circuit Board,印制電路板)設計中,走線是連接電路元器件、實現(xiàn)信號傳輸與電源分配的核心環(huán)節(jié)。隨著電子設備向高頻、高速、高集成度方向發(fā)展,常規(guī)走線已無法滿足復雜電路的性能需求,特殊走線...
關鍵字:
PCB
電容
隨著電子設備向高速、高密度、小型化方向發(fā)展,高速PCB(Printed Circuit Board,印制電路板)設計逐漸成為電子工程領域的核心挑戰(zhàn)。當系統(tǒng)時鐘頻率超過50MHz,或信號上升時間小于1ns時,傳統(tǒng)PCB設計...
關鍵字:
PCB
信號
在現(xiàn)代電子設備向高速化、小型化、多功能化發(fā)展的趨勢下,PCB(印刷電路板)作為電子系統(tǒng)的基礎載體,其設計質(zhì)量直接決定了產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性、電磁兼容性以及生產(chǎn)成本。其中,層疊設計是PCB設計的核心環(huán)節(jié)之一,它不僅影響著信號完...
關鍵字:
PCB
電磁
在5G基站、AI加速卡等高密度電子設備中,局部熱點積聚已成為制約產(chǎn)品可靠性的核心挑戰(zhàn)。某8通道毫米波相控陣模塊因散熱不良導致射頻芯片溫度超標15℃,最終通過FloTHERM與Icepak聯(lián)合仿真優(yōu)化,將最高溫度從105℃...
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FloTHERM
PCB
熱設計仿真
在電子設備的硬件架構中,印刷電路板(PCB)是承載元器件、傳輸電信號的核心載體。隨著電子設備向高性能、小型化、多功能方向發(fā)展,多層PCB的應用愈發(fā)廣泛。細心的從業(yè)者會發(fā)現(xiàn),市場上主流的多層PCB幾乎都是4層、6層、8層等...
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PCB
信號
在電子設備維修與升級過程中,片狀元器件(Surface Mount Component, SMC)的拆卸是常見但極具挑戰(zhàn)性的任務。這些微小型元件直接貼裝在PCB板表面,無引線或短引線設計雖提升了安裝密度與可靠性,卻給拆卸...
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PCB
SMC
在現(xiàn)代電子設備中,PCB(印刷電路板)是承載和連接電子元器件的核心載體,而多層PCB憑借其高密度布線、良好的信號完整性、強大的電磁兼容性等優(yōu)勢,成為高性能電子設備的首選。但多層PCB的內(nèi)部結(jié)構復雜,涉及層疊設計、介質(zhì)材料...
關鍵字:
PCB
電源層
在計算機硬件領域,主板作為整個系統(tǒng)的核心承載平臺,其性能和穩(wěn)定性直接決定了設備的運行效果。根據(jù)應用場景的不同,主板主要分為工業(yè)主板和商業(yè)主板兩大類別。很多人在選型時,常常會混淆兩者的定位,導致設備在實際應用中出現(xiàn)各種問題...
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主板
PCB