PCB板的拆解和主要功能组件详解

启芯硬件 2024-03-02 11:17:12

PCB板作为现代电子信息产业最重要的载体之一,应用在电子电路产业的方方面面,涵盖了智能手机,AI, 显卡,电脑,家用电器,汽车电子等方方面面。

本文就PCB板卡做一些拆解,对主要的组成部分进行分析。

1.PCB是什么?

PCB也就是印刷电路板,通常指的是一种用于支持和连接电子组件的基板。PCB 是电子设备中常见的组成部分,它提供了电气连接和机械支持,可以实现电子设备的功能。

2.PCB的重要意义是什么?

PCB是电子产品中的重要组成部分,它可以提供电路连接、支撑电子元件、提高电路稳定性和可靠性等多种功能,是现代电子技术中不可缺少的一部分。

3.PCB 的类型

PCB 可分为单面板、双面板和多层板。单面板只有一层铜,双面板有两层铜,而多层板有多个铜层,它们通过层间通孔连接。

4. 下面拆解PCB板

通过切割处理,进行了大量的拍照。找出了一些比较分析PCB结构的图片。首先,PCB板的切面如下图,能看出来是几层板吗?

现在给出答案,这是一个10层板,PCB的叠构基本都是偶数层面。

在给出其他几个角度的剖面图

5.PCB 的结构

PCB 通常由绝缘材料制成,如玻璃纤维增强的环氧树脂(FR-4)。它包含一个或多个薄铜层,其中通过化学腐蚀或机械加工形成电路图案。这些铜层之间通过通过通孔(通过孔)或盲孔(仅在某些层之间)连接。

结合实物分析,里面光亮的部分,就是铜箔,这是导电的。铜箔之间的夹层就是绝缘材料做成的。如下图。另外,剖面可以看到过孔。

下面这张图更加清晰可以看到铜箔,绝缘层,过孔等之间的关系和差异。

6.PCB 的制造流程:

PCB 的制造包括设计、布局、电路图像生成、切割、蚀刻、穿孔、金属化、表面处理和组装等步骤。

下面这张切割的成品图能看出贴装工艺,PCB板和过孔工艺的细节。

SDRAM 模块切面图片、多层 PCB(BGA 安装)。上面是芯片颗粒,下面是PCB板。

注意通孔,它是在板的顶层和底层之间运行的明亮的铜色带。上图中右边的部分

7. PCB板的结构分析

PCB包含两个重要的组成部分:Core和PP(Prepreg,半固态片)。

Core的两个表面都铺有铜箔,用作导电层,两个表层之间填充以固态材料,其由增强材料玻璃纤维浸以固态树脂组成。

PP的表面没有铜箔,其由半固态树脂和玻璃纤维组成,相比Core要软一些,其构成所谓的浸润层,在PCB中主要起填充作用,用以粘合芯板Core。工厂生产时,浸润层一般无法做到超出3个PP(厚度大概在20mil左右)。正由于PP的半固态特性,制作完成的各PCB中的PP厚度也会有所偏差,因此,阻抗控制的一致性也可能存在偏差。

从我们PCB业界简单的来讲,prepreg半固化片就相当于胶水的作用,用prepreg把几张core用lamination层压的方法连结成多层板。

pp由半固化片和胶水组成,core可以理解为双面覆铜的pp

pp上的铜是pcb厂家电镀上的,其线路也是通过蚀刻出来的。

8.阻焊层和助焊层 的拆解分析

最难理解的就是这两个层了,其他的层面比较好理解。

里面阻焊层是Soldermask,助焊层是Pastemask。

阻焊层(Solder Mask): 又叫绿油层,是电路板的非布线层。用于制成丝网漏印板,将不需要焊接的地方涂上阻焊剂。由于焊接电路板时焊锡在高温下的流动性,所以必须在不需要焊接的地方涂一层阻焊物质,防止焊锡流动、溢出引起短路。

助焊层(Paste Mask ): 为非布线层,该层用来制作钢网,而钢网上的孔就对应着电路板上的SMD 器件的焊点。在表面贴装(SMD) 器件焊接时,先将钢网盖在电路板上(与实际焊盘对应),然后将锡膏涂上,用刮片将多余的锡膏刮去,移除钢网,这样SMD 器件的焊盘就加上了锡膏,之后将SMD 器件贴附到锡膏上去(手工或贴片机),最后通过回流焊机完成SMD 器件的焊接。

下面来看实际案例,能非常清晰的看到阻焊层和阻焊层

下面是实际过了钢网后的图片,可以看出已经有锡膏粘附在上面。

然后就进行焊接流程,如下图

9. 绿油层是什么,有什么实际作用,及实际案例

下图是没有上绿油的裸铜板,这种板卡最大的问题就是比较容易短路。因为表面大面积都是铜箔。

下图这是有绿油的案例。

并且图中给出了两个过孔的案例,左边是过孔开窗,右边是过孔盖油。有什么去别的?

一般来说,左边是为了测试方面,因为开窗的过孔是导电的,可以用于测试。右边主要是保护功能,盖油后能起到显著的绝缘作用,会更安全。

总结:

PCB板是电子设备中的一种基础组件,用于支持和连接电子元件。

PCB板由绝缘材料制成,常见的材料包括玻璃纤维增强树脂(FR-4)和聚酰亚胺(PI)。

PCB板上有导线和电路板上的其他电子元件之间的连接,这些连接通过铜箔等导电材料制成。

PCB板的主要优势是能够提供稳定的电气连接,并且可以通过多层设计提供更高的电路密度。

PCB板的制造过程包括设计、印刷、腐蚀、钻孔、金属化和组装等步骤。

PCB板在各种电子设备中被广泛使用,包括计算机、手机、电视、汽车电子等。

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简介:10+年经验硬件工程师,熟悉硬件芯片设计