PCB基础知识问答

PCB是产品中的关键元器件，在产品安全与电磁兼容认证中属管控物料。同时，深入研究PCB材料本身，也将有利于提高产品设计及生产品质。现整理了一部分基础知识方面的问与答，如下：Q：什么是PCB？A：PCB，Printed Circuit Board，印刷（也称印刷线路板，Printed Wiring Board），是指在绝缘基板上，有选择地加工安装孔、连接导线和装配焊接元器件的焊盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。Q：什么是FR-4 A级料？A：FR-4是美国电气制造协会（NAME）所命名的。PCB基材厂商将FR-4分成A1/A2/A3/AB/B等不同等级，不同等级品质不一样，价格也就有差异。我司与供应商的约定为用A级以上料。Q：什么是覆铜板？A：覆铜板，CCL（Copper-clad Iaminates），是以级玻璃纤维布为基材，浸以环氧树脂，经烘干处理后，制成半固化状态的粘结片，再在单面、双面或多层板面敷上板薄的铜箔，经特殊的热压工艺条件下制成的，是PCB的直接原材料。另外，按照覆铜板的厚度，可分为常规板和薄型板。一般将厚度(不含铜箔厚度)小于0.8mm 的覆铜板，称为薄板(IPC 标准为0.5mm)，环氧玻纤布基的0.8mm 以下薄型板可适于冲孔加工，0.8mm 及其以下的玻纤布覆铜板可作为多层印制制作用的内芯板。Q：基材、板材分别指什么？A：基材就是指PCB的基本材料，也称板材。基材普遍是以基板的绝缘部分作分类，常见的原料为电木板、玻璃纤维板以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以玻璃纤维、布织物料以及树脂组成的绝缘部分，再以环氧树脂和铜箔压制成“黏合片”（prepreg）使用。Q：芯板core什么意思？A：芯板（core）是指多层板的内层板，两面敷铜的半成品板子，厚度很薄。Q：什么Tg？A：当PCB温度升高到某一区域时，基板将由“玻璃态”转变为“橡胶态”，此时的温度称为该板的玻璃化温度Tg。Tg是基材保持刚性的最高温度，和物体的熔点有点相似，但是不是同一概念。IPC-4101C将Tg分为三档，普通FR-4 Tg>110℃、中Tg>150℃、高Tg>170℃。如果PCB常温下工作温度都较高，应采用中或高Tg的板子，我司目前常用普通FR-4材质的PCB。Q：PCB相关的计算单位有哪些及相互间的换算？A：PCB相关的计算单位有oz、inch、mil、mm。1 OZ的定义：1平方英尺面积上单面覆盖铜箔重量1oz（28.35g）的铜层厚度。故可推算：1oz≈34um1inch=25.4mm1inch=1000mil1mil=1000u"（ u"念“买”，umil，镀层厚度的单位）1mil=25umQ：PCB表面处理工艺有哪些，如何选择？A：现在有许多PCB表面处理工艺，常见的是热风整平（HASL）、有机涂覆（OSP）、化学镀镍/浸金（Enig）、浸银和浸锡这五种工艺，特殊的有选择性化金。为了简化工艺选择，量产PCB一般推荐OSP，带金手指推荐选择整板化金工艺，样机制作时，如果是手动焊接的话，推荐用有铅喷锡。选择性化金目前出现在手机板和一些采用了较小bin间距BGA的路由板。化金/沉金，是大陆和台湾的不同叫法，意思一样。Q：如何进行PCB的阻抗计算？A：首先，确定好PCB的叠层结构；其次，从PCB厂家那里获取其工艺能力参数，比如基材的规格型号品牌，常用的铜箔厚度，常用固化片规格、最小导线宽度、最小导线间距、最小导线宽与间距，最小线到线/盘到盘间距等。然后，从厂家获得多层板的叠层结构。然后，根据设计条件，再结合厂家的工艺参数设定好各层各类走线的宽度、间距，这时需考虑阻抗匹配了。最后，可根据PCB设计软件或polar（厂家也用该软件）进行阻抗计算。实际情况是，我司的PCB厂家很多，很难将PCB固定某个厂家进行生产，即便固定了，也因为指定了材料厂家会坐地起价，所以除非有必要，一般情况下，设计时的叠层、走线等参数都是粗略的，到时PCB厂商还会作微调的。Q：什么是飞针测试？与测试架有何区别？A：PCB生产商针对PCB线路板的通断测试主要有两种，即飞针测试和测试架测试。飞针测试，是利用4支探针对线路板进行高压绝缘和低阻值导通测试（测试线路的开路和短路）而不需要做测试治具，直接装PCB板运行测试程序即可，测试极为方便，节约了测试成本，减去了制作测试架的时间，提高了出货的效率，适合测试小批量样板。测试架，是针对量产的PCB进行通断测试而做的专门的测试夹具，制作成本较高，但测试效率较好。PS：量产PCB如果有修改，不涉及到焊盘位置变化的话，可以不申请新的测试架，而与老测试架共用的，这一点，好多人不清楚。Q：CQC/UL需认证哪些内容？A：国内一般正规的PCB厂家，为满足客户产品进入欧美市场需要，都会做UL认证的。CQC以前要求不高，是可以认可UL认证的，但现在不行了，需在CQC测试通过才行。UL认证内容：基材（基材厂家做）、阻焊油墨（油墨厂家做）、PCB工艺（PCB生产商做）等。CQC认证内容：基材（基材厂家做）或PCB工艺（PCB生产商做）。Q：CQC/UL认证在PCB板上有哪些标识要求？A：UL认证，PCB上至少应该有两个以上标识：PCB材料型号（如GF102）、厂家名称或商标或UL档案号（如E198681 ）。CQC认证，PCB上可以只有基材的型号。Q：PCB有哪些标准？A：IPC-2222 ：刚性PCB设计规范IPC-4101A-2002 刚性及多层印制板用基材规范IPC-A-600F-1999 印制的可接收性标准