PCB设计一板即成功专栏4月6号更新内容

《PCB设计为什么要关注板材》章节

PCB设计为什么要关注板材？这和PCB设计一板成功率有什么关系？

为了提高电子产品性能和质量，除了要关注IC和相关元器件的选择和电路板的布局布线设计之外，PCB板材的选择、PCB的表面处理工艺和层叠结构和相应的加工工艺也是需要重点考虑的因素。要保证PCB产品互联的正确以及能够稳定地批量制造，需要设计工程师了解PCB制造工艺及其限制，以及可用材料及其限制。

在设计PCB时，需要考虑到的一个非常重要的点是可以和合理之间的区别。如果你不了解PCB制造工艺和相关板材的限制，设计的PCB采用了样板厂的极限工艺，或者采用了特殊板材，也许打样很顺利（可以制造），甚至小批量时都没遇到啥问题，但大批量制造时却遇到良率问题，或者板材需要很长的交付时间，严重拖延了产品上市的时间（合理制造）。

而对于5G和毫米波雷达的应用，以及在100℃或更高温度的恶劣环境中使用的汽车电子等具有复杂环境的应用而言，只有了解PCB板材的性能和可靠性指标，才能够保障PCB设计一板成功率。

板材对于PCB的作用，就像PCB对于电子器件的作用一样重要。PCB的板材看似很简单,但是其多样的组成方式通常会增加在材料选择时的复杂性。简言之，板材包括3个组成部分：树脂（包括使用的任何填充料）、增强材料、导电铜箔。但是，每种成分的变化会产生很多种组合，在PCB制造中使用的铜箔类型有很多种，增强材料和树脂体系也有很多种类型。每种类型都是为了满足特定的需求而发展起来的。

这也使得PCB板材的选择变得复杂许多。更好的选择往往取决于最终的应用，使得在电气性能、可靠性以及成本上达到更优。

另外，由于板材是PCB最基本的组成部分，它们几乎与PCB制造的每个工艺都有关系。因此，不仅材料的物理性质和电气性能至关重要，它们与PCB制造工艺的兼容性也非常重要。

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《印刷电路板（PCB）及板材简介》章节

印刷电路板，又称为印制电路板，印刷线路板，常使用的英文缩为PCB（Printed Circuit Board）或 PWB（Printed Wire Board）。在早期PCB还没出现前，电子产品的各个元件之间都是靠电线连接需要人工焊接装配完成，效率低，故障率和生产成本都非常高。后来为了简化电子产品制造的流程，提高可靠性并降低成本，进而发展出用印刷的方式制作电路，使用基板上的铜箔代替原本的电线连接方式。（参考PCB的发展历史章节介绍）

来自IBM 700系列计算机的真空管逻辑模块（未采用PCB）

HDI PCB

印制电路板的功能和作用

印刷电路板是一种是非常重要的电子部件也是电子元件的支撑体，它提供了电子元器件在安装与互连时的主要支撑作用，是所有电子产品不可或缺的主要基础零件。印刷电路板依照电路原理设计，将连接电路元件之电气布线绘制成布线图形（layout），再依适当的机械加工（包括钻孔、压合…等）及表面处理（蚀刻、电镀、喷锡⋯等）等方式，在绝缘体上使电气导体重现出来。主要是经由板子上各处的金属铜箔线路，通过设计使各层铜箔按要求连接导通相关的电子元件，以达到一个有效运作的完整产品。PCB它是一种中间状态的产品，用来做为装配电子元件的基础，然后形成PCBA，故印刷电路板又称「电子系统产品之母」，其品质与设计直接影响到电子产品性能的优劣。

由于印刷电路板具有极高的可复制性，有助于提高大规模生产的生产率，而随着电子产品运行速度和密度的提高，PCB的重要性也随之提升。未来，随着可穿戴设备等小型物联网设备的普及，对印刷电路板的密度要求更高，印刷电路板也朝着高密度、高精度、多样化方向发展。

使用印制电路板具有以下优点：

具有极高的可复制性，提高生产率

通过自动插件机和回流焊实现电子电路制造自动化（降低成本）

标准化生产，提高了电子产品的可靠性

通过高密度布线实现小型化、轻量化

通过板卡单元化提高重用性

PCB产品的分类

PCB产品按照IPC规范、基板材的不同、可挠性及用途的不同有不同的分类方式。

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《单面电路板》章节

单面印制板，这是一种在一面进行布线，另一面安装电子元件的电路板。由于只有一个布线层，布线不能形成交叉，只能进行简单布局布线，但单面电路板的成本较为低廉。单层印刷电路板由绝缘材料（也称为基板）制成。大多数情况下，这种材料为玻璃纤维增强（玻璃纤维）环氧树脂或酚醛树脂，其上层压了铜层以保留所需的图案。铜电路上涂有一层锡铅，以防止氧化并有助于焊接过程。基于出色的导电性，还可以进行其他表面处理，例如OSP（有机可焊性防腐剂）或化学金。

单面PCB介绍，视频来源：https://www.youtube.com/watch?v=7Qd8u6-25Ug&t=58s

单面印制板的板材

单面板一般用于低成本、大批量、功能相对较少的印制板。例如，在远东地区, 大部分单面板由成本更低的纸质基材制作，采用更流行的纸基阻燃酚醛树脂材料XPC/FR-1，它是一种具有高可冲压性的层压板。在欧洲，FR-2纸基层压板是单面板更流行的基板，因为当放置在高电压、高温度环境中时，它发出的气味比XPC/FR-1少，如在电视机内部，在美国， CEM-1材料是单面板更流行的基材。虽然CEM-1没有XPC/FR-1或 FR-2成本低，但由于其相对于纸基酚醛树脂层压板具有较高机械强度性能，CEM-1已获得普及。

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专栏4月份的主要更新内容包括：

PCB板材及其参数

层叠结构设计

传输线及相关仿真操作

特性阻抗详解及阻抗计算的软件操作

反射与端接及相关仿真操作

高速串行接口内容

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