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電路板簡介
電路板(Printed Circuit Board，簡稱PCB)，又稱線路板、PCB板、鋁基板、高頻板、超薄線路板、超薄電路板、印刷(銅刻蝕技術)電路板等，是重要的電子部件，是電子元件的支撐體，是電子元器件線路連接的提供者。傳統(tǒng)的電路板，采用印刷蝕刻阻劑的工法，做出電路的線路及圖面，因此被稱為印刷電路板或印刷線路板。由于電子產(chǎn)品不斷微小化跟精細化，目前大多數(shù)的電路板都是采用貼附蝕刻阻劑(壓膜或涂布)，經(jīng)過曝光顯影后，再以刻做出電路板。
電路板的原理
電路板主要由焊盤、過孔、安裝孔、導線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等組成。常見的板層結(jié)構(gòu)包括單層板(SingleLayer PCB)、雙層板(Double Layer PCB)和多層板(Multi Layer PCB)三種。各組成部分的主要功能如下:
① 焊盤:用于焊接元器件引腳的金屬孔。
② 過孔:有金屬過孔和非金屬過孔，其中金屬過孔用于連接各層之間元器件引腳。
③ 安裝孔:用于固定電路板。
④ 導線:用于連接元器件引腳的電氣網(wǎng)絡銅膜。
⑤ 接插件:用于電路板之間連接的元器件。
⑥ 填充:用于地線網(wǎng)絡的敷銅，可以有效的減小阻抗
⑦ 電氣邊界:用于確定電路板的尺寸，所有電路板上的元器件都不能超過該邊界。
⑧ 工作原理:利用板基絕緣材料隔離開表面銅箔導電層，使得電流沿著預先設計好的路線在各種元器件中流動完成諸如做功、放大、衰減、調(diào)制、解調(diào)、編碼等功能。
電路板制作方法
盡管電路板的制作和加工的方法有很多種，但傳統(tǒng)的快速制板方法主要可分為物理方法和化學方法兩大類:
① 物理方法:
通過利用各種刀具和電動工具，手工把線路板上不需要的銅刻去。這種方法比較費力，而且精度低，只有相對較簡單的線路才可以采用。
特點:費工費時、精度不易控制且存在不可恢復性，對操作要求很高，目前已經(jīng)鮮有人采用，
② 化學方法:
通過在空白覆銅板上覆蓋保護層，在腐蝕性溶液里把不必要的銅蝕去，是當前大部份開發(fā)者使用的方法。覆蓋保護層的方法多種多樣，主要有最傳統(tǒng)的手工描漆方法、粘貼定制的不干膠方法、膠片感光方法以及近年才發(fā)展起來的熱轉(zhuǎn)印打印PCB板方法。特點:工藝相對復雜，但精度可控，是目前使用最廣泛的快速制板方法，但仍存在諸多問題。
③ 手工描漆:
將油漆用毛筆或硬筆在空白夏銅板上手工描繪出線路的形狀，吹干后即可放進溶液里面直接腐蝕。
④ 粘貼不干膠:
市面上有各種不干膠被制成條狀和園片狀，在空白線路板上根據(jù)需要組合不同的不干膠，粘緊后即可腐蝕。
⑤ 膠片感光:
把PCB線路板圖通過激光打印機打印在膠片上，空白覆銅板上預先涂上一層感光材料(市面有已涂好的覆銅板出售)，在暗房環(huán)境下曝光、顯影、定影、清洗后即可在溶液里腐蝕。
⑥ 熱轉(zhuǎn)印:
通過熱轉(zhuǎn)印打印機把線路直接打印在空白線路板上，然后放進腐蝕液里腐蝕。
綜上所述:傳統(tǒng)的物理制板方法費工又費時且精度低，化學快速制板方法盡管精度可控，但工藝復雜且不利環(huán)保。而不論是物理方法還是化學方法，兩者都對操作技巧要求較高，因此，都不能稱得上是可以幫助工程師實現(xiàn)"快速"制板的好方法。
電路板設計步驟
在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導線則集中在另一面上。因為導線只出現(xiàn)在其中一面，所以這種PCB叫作單面板。多層板，多層有導線，必須要在兩層間有適當?shù)碾娐愤B接才行，這種電路間的橋梁叫做導孔(via)。電路板的基本設計過程可分為以下四個步驟:
(1)電路原理圖的設計:電路原理圖的設計主要是利用Protel DXP的原理圖編輯器來繪制原理圖。
(2)生成網(wǎng)絡報表:網(wǎng)絡報表就是顯示電路原理與中各個元器件的鏈接關系的報表，它是連接電路原理圖設計與電路板設計的橋梁與紐帶，通過電路原理圖的網(wǎng)絡報表，可以迅速地找到元器件之間的聯(lián)系，從而為后面的PCB設計提供方便
(3)印刷電路板的設計:印刷電路板的設計即我們通常所說的PCB設計，它是電路原理圖轉(zhuǎn)化成的最終形式，這部分的相關設計較電路原理圖的設計有較大的難度，我們可以借助Protel DXP的強大設計功能完成這一部分的設計。
(4)生成印刷電路板報表:印刷電路板設計完成后，還需生成各種報表，如生成引腳報表、電路板信息報表、網(wǎng)絡狀態(tài)報表等最后打印出印刷電路圖。
電路板的分類
線路板按層數(shù)來分的話分為單面板，雙面板，和多層線路板三個大的分類。
1.單面板，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導線則集中在另一面上。因為導線只出現(xiàn)在其中一面，所以就稱這種PCB叫作單面線路板。單面板通常制作簡單，造價低，但是缺點是無法應用于太復雜的產(chǎn)品上。
2.雙面板是單面板的延伸，當單層布線不能滿足電子產(chǎn)品的需要時，就要使用雙面板了。雙面都有愛銅有走線，并且可以通過過孔來導通兩層之間的線路，使之形成所需要的網(wǎng)絡連接。
3.多層板是指具有三層以上的導電圖形層與其間的絕緣材料以相隔層壓而成，且其間導電圖形按要求互連的印制板。多層線路板是電子信息技術向高速度、多功能、大容量、小體積、薄型化、輕量化方向發(fā)展的產(chǎn)物。
線路板按特性來分的話分為軟板(FPC)，硬板(PCB)，軟硬結(jié)合板(FPCB)。
電路板檢測方法
1.針床測試法
這種方法由帶有彈簧的探針連接到電路板上的每一個檢測點。彈簧使每個探針具有100Pa-200Pa的壓力，以保證每個檢測點接觸良好，這樣的探針排列在一起被稱為"針床"。在檢測軟件的控制下，可以對檢測點和檢測信號進行編程，檢測者可以獲知所有測試點的信息。
2.電路板的觀測
電路板體積小，結(jié)構(gòu)復雜，因此對電路板的觀察也必須用到專業(yè)的觀測儀器。一般我們采用便攜式視頻顯微鏡來觀察電路板的結(jié)構(gòu)，通過視頻顯微攝像頭，可以清晰從顯微鏡看到非常直觀的電路板的顯微結(jié)構(gòu)。通過這種方式，我們就比較容易進行電路板的設計和檢測。
3.雙探針飛針測試法
飛針測試儀不依賴于安裝在夾具或支架上的插腳圖案?；谶@種系統(tǒng)，兩個或更多的探針安裝在x-v平面上可自由移動的微小碳頭上，測試點由CADI?Gerber數(shù)據(jù)直接控制。雙探針能在彼此相距4mil的范圍內(nèi)移動。探針能夠獨立地移動，并且沒有真正的限定它們彼此靠近的程度。帶有兩個可來回移動的臂狀物的測試儀是以電容的測量為基礎的。將電路板緊壓著放在一塊金屬板上的絕緣層上，作為電容器的另一個金屬板。假如在線路之間有一條短路，電容將比在一個確定的點上大。
電路板維修技巧
1、觀察法
當我們拿到一塊待維修的電路板時， 首先對它的外觀進行仔細的觀察。如果電路板被燒過，那么在給電路板通電前， 一定要仔細檢查電源電路是否正常， 在確保不會引起二次損傷后再通電。觀察法是屬于靜態(tài)檢查法的一種，在運用觀察法時，一般遵循以下幾個步驟。
第一步:觀察電路板有沒有被人為損壞;
第二步:觀察電路板上的元器件有沒有被燒壞的:
第三步:觀察電路板上的集成電路:
第四步:觀察電路板上的走線有沒有起皮、燒糊斷路的情況。沉銅孔有沒有脫離盤的，
第五步:觀察電路板上的保險(包括保險管和熱敏電阻)，看保險絲是否被熔斷。有時由于保險絲太細，看不清楚，可以借助輔助工具-萬用表來判斷保險管是否損壞。
2、靜態(tài)測量法
對大部分的電路板來說，通過前面的觀察法，并不能發(fā)現(xiàn)問題。只要少部分的電路板會因為一些特殊的原因發(fā)生物理變形，輕易的找出故障原因，大部分發(fā)生故障的電路板，還是需要借助萬用表，對電路板上的一些主要元器件、關鍵點進行有序的測量，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題
在測量之前， 首先要判斷電路是以模擬信號為主， 還是以數(shù)字信號為主。下面只著重闡述數(shù)字電路的靜態(tài)測量法，維修主要道循以下幾個步驟來進行。
第一步:使用萬用表檢查電源與地之間是否短路:
第二步:使用萬用表測量二極管，觀察其工作是否正常:
第三步:使用萬用表電阻檔測量電容，看是否有短路、斷路的情況，如果有，則說明這部分電路有問題，下一步就需要確定是
元件本身有問題， 還是跟它相連的電路有問題:第四步:同樣使用萬用表對電路板上的集成電路、三極管、電阻等進行測量，看其是否符合本身的邏輯性能.…詳細>>Tips:通過觀察法和靜態(tài)測量法的檢査之后， 電路板維修中出現(xiàn)的大部分問題可以被解決， 值得注意的一點是一定要確保電源的正常，避免在下一步進行后造成對電路板的二次損傷。
3、在線測量法在線測量法一般應用在批量生產(chǎn)電路板的廠家，生產(chǎn)廠商為了維修方便，一般會搭建一個比較通用的調(diào)試維修平臺， 它可以方便的提供電路板所需的電源以及一些必要的初始信號。在線測量法主要解決兩個方面的問題。一是將上兩個步驟中發(fā)現(xiàn)的問題細分，最終鎖定到出現(xiàn)問題的元器件。二是通過上面兩步的檢查，問題并沒有得到解決的，需要通過在線測量找出故障原因。在線測量法主要用于兩塊好壞電路板的對比，通過對比，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題
