PCB即 Printed Circuit Board 的缩写,中文名为印刷电路板。它是一种重要的电子部件,由绝缘基材、导电线路、焊盘和防护层等部分组成。
绝缘基材为整个电路板提供机械支撑和电气绝缘性能,常见的如环氧树脂玻璃纤维板等。通过蚀刻等工艺,在绝缘基材上形成特定的导电线路图案,这些线路将各个电子元器件连接起来,实现信号的传输。
焊盘用于连接电子元器件的引脚,而防护层则可保护导电线路免受外界环境影响,提升电路板的可靠性与耐用性 。
材料多样性:绝缘基材有聚酰亚胺(PI)和环氧树脂玻璃纤维板等。PI 耐高温、耐化学腐蚀且柔韧性好,适用于对空间布局要求高的场景;环氧树脂玻璃纤维板机械强度与绝缘性能良好,成本较低,常用于对成本敏感产品 。导电材料常用高纯度电解铜箔,高端线路板还会采用镀银或镀金铜箔来提升导电性与抗氧化性。在手机无线充电系统中,磁性材料如铁氧体和纳米晶软磁材料,可增强磁场强度与稳定性,提高能量传输效率。
可优化性:在性能上有很大的优化空间。电路设计方面,通过合理布局和布线,将电源、信号、线圈电路分开,优化电感、电容等参数,充分考虑电磁兼容性,可提升能量传输效率与稳定性。散热设计上,可增加散热铜箔、采用散热片或基板,优化布局增加空气流通,借助热仿真软件优化方案,防止因过热影响线路板性能和寿命。还能通过先进控制芯片和算法实现智能控制,如自动识别设备、调整功率、防止过充过放等。
线路板应用广泛性:在消费电子领域,涵盖智能手机、平板电脑、智能手表、无线耳机等设备,带来便捷充电体验,部分手机还支持反向无线充电。在汽车领域,随着汽车智能化发展,手机无线充线路板逐渐得到应用,不过需适应汽车内部复杂环境。智能家居领域,智能音箱、智能门锁等设备集成无线充电功能,提升使用便利性和美观度。
在讨论印刷电路板时,会出现相当多的专业词汇。
导电互连称为迹线,元件的连接点称为焊盘(对于放置在板表面的引脚)和通孔(对于插入板中钻出的孔的引脚)。基本的PCB设计包括安排焊盘和通孔,以便正确安装元件,然后使用迹线连接这些焊盘和通孔。
并非所有钻出的孔都用于通孔元件。我们经常需要将信号或电源电压从PCB的一层传输到另一层,这是通过使用称为过孔的小导电孔来实现的。
许多PCB还包括安装孔,它们具有机械功能而非电气功能,因此不需要镀层。此处的“镀层”一词指的是沉积在钻孔内壁上的导电材料。铜填充是PCB层中相对较大的部分,填充有导电材料。
铜填充可用于在元件之间提供非常低电阻或低电感的连接,并改善热性能。
完全由一大块铜填充的PCB层称为平面层。我们经常将内部层用作接地平面,并通过在元件引脚旁边放置过孔来创建接地连接。
通孔或过孔最初是一个铜圈,当钻头穿过该圈(理想情况下穿过圆圈的中心)时,它变成一个孔。术语“环宽”指的是钻孔后剩余的铜的宽度。
电路板包含各种“补充”信息,这些信息在设备的电气功能中不起作用。例如,参考指示符唯一地标识元件,点表示正确的元件方向,而项目标题或序列号则有助于我们跟踪实验室中积累的许多电路板。我们将这些信息称为丝印层。