10個(gè)關(guān)于PCB的有趣小知識(shí)
發(fā)布日期:2021-07-14
毫無疑問,印刷電路板(PCB)是在人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中具有里程碑意義的工具。為什么呢?因?yàn)楫?dāng)今在每一個(gè)小到微電子設(shè)備,大到大型工程機(jī)械設(shè)備,都有它的身影。和歷史上其他的偉大發(fā)明一樣,PCB也是隨著歷史車輪的前進(jìn)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(fēng)景。
PCB成為優(yōu)化電子設(shè)備體積、形狀、電路設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝的手段,曾經(jīng)那些使用手工制作的電子設(shè)備不得不用PCB來替代了,這都是因?yàn)殡娐钒迳蠈?huì)集成更多的功能。
對(duì)比1968年計(jì)算器中的電路板和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主板
下面就是10個(gè)關(guān)于PCB印制電路板的有趣小知識(shí)。
1. PCB的顏色
即使對(duì)于一些并不了解PCB是什么的人來說,也大體知道PCB是什么樣子的。在很多外行人看來,PCB就只有一種顏色,那就是綠色。這個(gè)綠色其實(shí)就是PCB電路板的阻焊油墨。阻焊層雖然名稱是阻焊,但它的主要功能還是保護(hù)覆蓋的線路免受潮濕、灰塵的侵?jǐn)_。
至于阻焊層為何選擇綠色,主要的原因是被認(rèn)為綠色是軍隊(duì)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),軍方設(shè)備中PCB最早使用了阻焊層來保護(hù)電路在野外的可靠性,綠色是軍隊(duì)里自然保護(hù)色。還有人認(rèn)為最初的阻焊油墨所使用的環(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、白色等等。
五顏六色的PCB電路板
2. 是誰(shuí)發(fā)明了PCB
如果問誰(shuí)發(fā)明了印刷術(shù),這個(gè)殊榮當(dāng)屬中國(guó)北宋年間的畢昇。但最早的印刷電路板則需要追溯到奧地利工程師 Charles Ducas在1920年提出了使用墨水導(dǎo)電(在底板上打印黃銅電線)的概念。他借助于電鍍技術(shù)制作在絕緣體表面直接生成導(dǎo)線,制作出PCB的原型。
印刷電路板的專利和Charles Ducas
最初電路板上的金屬導(dǎo)線是黃銅,黃銅是一種銅和鋅的合金。這種顛覆性的發(fā)明消除了電子線路的復(fù)雜連線工藝,并保證電路性能的可靠性。這個(gè)工藝直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束才開始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
3. 標(biāo)記(絲印字符)
在綠色電路板上還存在著大量白色標(biāo)記。很多年來,人們弄不明白為何這些白色印刷標(biāo)記被叫做“絲網(wǎng)層”。它們主要是用來標(biāo)識(shí)電路板上元器件的信息,以及其他與電路板相關(guān)的內(nèi)容。
印制電路板上的絲印字符
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(jī)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。
4. 電子元器件
電路板的功能與主要作用是通過將元器件按照原理圖有效連接起來完成的。每一個(gè)元器件都有它們獨(dú)特的功能。即使在電路板上緊密相鄰的兩個(gè)器件都有可能千差萬(wàn)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(xiǎn)絲、電感、電位器等等)。
印制電路板上布滿各種電子元器件
5. PCB無處不在
毫不夸張的說,PCB無處不在。從計(jì)算機(jī)到數(shù)字鐘表、從微波爐到電視機(jī)以及立體音響系統(tǒng)。只要是電子物品和設(shè)備,超過99%的可能性其中包含有PCB。所以我們有可能想當(dāng)然認(rèn)為,如果沒有PCB可能任何電子設(shè)備就無法運(yùn)行。
PCB無處不在
6. 美國(guó)航空航天局(NASA)
在美國(guó)國(guó)家航空航天管理局(NASA)的很多項(xiàng)目中就使用了一些石破天驚的技術(shù),其中在上個(gè)世紀(jì)60年代,NASA就在阿波羅11號(hào)火箭上使用了PCB,這是因?yàn)榛赑CB的電子設(shè)備重量輕、耗電小。那可是人類最偉大的時(shí)刻,第一次將宇航員送到了月球上,這其中就有PCB的功勞。
阿波羅11號(hào)飛船著陸月球表面
7. 表面封裝焊接技術(shù)(SMT)
表面安裝焊接技術(shù)使得PCB走進(jìn)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(shù)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(jìn)行電氣連接。
PCB表面貼裝技術(shù)
8. 快速成型PCB
在對(duì)電路進(jìn)行局部實(shí)驗(yàn)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(jìn)行測(cè)試。隨著表面封裝元器件增多,也有新型的快速PCB成型技術(shù)出現(xiàn),比如熱轉(zhuǎn)印PCB、3D打印多層電路板等。
3D打印PCB電路板
9. 柔軟的PCB
PCB并不都是平直堅(jiān)硬的,還有很多柔性線路板工作在很多緊密電子設(shè)備中得到大量的應(yīng)用,它們往往構(gòu)成了很多活動(dòng)關(guān)節(jié)中的應(yīng)用電路,或者組成多層立體電路。
透明柔軟的PCB電路板
10. 世界上最大的PCB
世界上最大的一塊PCB來自于英國(guó)Johnson電子公司的這條應(yīng)用在無人太陽(yáng)能飛機(jī)上的柔性多層電路板。它長(zhǎng)約28米。是由柔軟聚酰亞胺作為基材制作的電路板有著更好的散熱、更高的導(dǎo)電密度。這么長(zhǎng)的的電路板是通過特殊的生產(chǎn)工藝分段進(jìn)行蝕刻制作的。
世上最長(zhǎng)的柔性PCB電路板