印刷电路板有哪些不同类型
通常,印刷电路板 (PCB) 根据层数、基板类型和频率进行分类。 PCB按材质分为单面PCB、双面PCB和多层PCB。 同时,PCB还可以根据材料分为刚性PCB、柔性PCB和刚柔结合PCB。
单面PCB
单面PCB是最简单的一种印刷电路板. 下图显示了单面PCB的结构。 蓝色、黄色和绿色层分别是基板、导电铜层和阻焊层。 在单面PCB中,只有基板的一侧涂有铜层,而这一面是元件电连接的地方。 单面PCB具有成本效益且易于制造. 但它对电路设计有很多限制,因为导电路径不能交叉或重叠。 因此,目前的单面PCB仅用于电子玩具、计算器等简单电路。
图 1:单面 PCB 的结构
双面PCB
与单面PCB不同, 双面PCB在基板的两面都有铜层. 同时,可以在两侧安装组件。 通孔和表面贴装技术都广泛用于在两侧进行电路连接。
图 2:双面 PCB 的结构
镀通孔(PTH)在 双面印刷电路板 充当桥梁。 电镀通孔的壁通常通过电解工艺镀铜,以将一侧的电路电连接到另一侧。 由于双面PCB增加了电路密度,所以双面PCB适用于更复杂的电路。 与单面PCB相比,灵活紧凑. 电源监控和放大器等各种应用都在使用双面 PCB。
图 3:双面 PCB 上的电镀通孔 (PTH)
多层板
多层PCB由2层以上的导电层组成,其中两层在外表面,其余层集成为绝缘层。 每两层之间是半固化片,它是一个介电层,可以做得很薄。 PCB中的层数代表独立导电铜层的数量。 一般顶层和底层为单面PCB,内层为双面PCB,均在高温高压下层压在一起形成单板。 与单面和双面PCB相比,多层PCB有利于手机和笔记本电脑等高速电路,并且更加灵活和紧凑。 下图是 2 层 PCB 的示例。
图 4:6 层 PCB
关于不同层之间的电连接,通常是通过vias实现的:电镀通孔(PTH)、盲孔和埋孔。 电镀通孔 (PTH) 从上到下访问多层 PCB 的所有层。 盲孔将 PCB 的最外层之一与相邻的内层连接起来。 从外部看不到的埋孔只是连接内部电路层之间。
图 5:过孔
硬质PCB
刚性PCB的基板材料是玻璃纤维等固体材料,不能弯曲或折叠。 刚性PCB可以是单面、双面或多层PCB中的任何一种,这取决于需要。 主要优点包括低电子噪声和振动吸收。 但是刚性PCB一旦制成就不能修改或更改。 应用包括笔记本电脑、温度传感器、GPS 设备等。
图 6:刚性 PCB
柔性PCB
与刚性PCB不同,柔性PCB一般由轧制退火(RA)铜箔和柔性塑料薄膜组成。 它允许电路板适应刚性PCB在使用过程中不能旋转或移动的形式,而不会损坏印刷电路板上的电路。 柔性PCB节省了成本和大量空间,大大降低了板重和应用产品的尺寸。 换句话说,它是各种需要高信号走线密度的应用的理想选择。 柔性 PCB 可以是单面、双面或多层 PCB 中的任何一种,具体取决于需要。 柔性PCB的应用包括复杂电子产品、有机发光二极管(OLED)制造、LCD制造等。
图 7:柔性 PCB
刚柔结合印刷电路板
Rigid-flex PCB是刚性印刷电路板的组合 以及经过压制等工序的柔性印刷电路板。 在刚柔结合PCB中,刚性电路板之间的互连是电路板的柔性部分。 因此,这类板可以折叠或连续弯曲,通常在制造过程中形成弯曲的形状。 Rigid-flex PCB 可用于有特殊要求的产品,因为它具有刚性和柔性区域,可以节省产品的内部空间和体积,提高产品的连接可靠性等性能。 然而,刚挠结合板需要多道生产工艺,导致良率低、生产周期相对较长、价格较高。 刚挠结合板的应用主要在医疗、消费电子和航空航天领域。
图 8:刚柔结合 PCB
高频PCB
作为一种特殊的印刷电路板,高频PCB提供了一个高频范围 500MHz 至 2GHz。 它提供更快的信号流率,适用于高速设计。 它对各种物理性能、精度和技术参数都有很高的要求。 首先,高频PCB的基板材料应具有耐热、耐化学药品和良好的抗冲击性能。 其次,板子的耗散因数(Df)一定要小,主要影响信号传输的质量。 损耗因数越小,信号损耗越小。 此外,电路板的介电常数(Dk)必须小且稳定,因为信号传输速率与材料介电常数的平方根成反比。 换言之,高介电常数很可能导致信号传输延迟。 高频PCB基板也应具有低吸水特性,因为高吸水率 当电路板受潮时,吸收会导致损耗因子和介电常数的损失。 高频PCB常用于防撞系统(CAS)、卫星系统、无线电系统、移动应用等。
图 9:高频 PCB
文献参考:
https://www.twistedtraces.com/blog/learn-about-different-types-of-pcbs-and-their-advantages
https://www.elprocus.com/different-types-printed-circuit-boards/
https://worldsway.com/different-types-of-pcbs/
https://www.altium.com/documentation/altium-designer/the-board-ad?version=18.1
https://www.theengineeringprojects.com/2018/03/multilayer-pcb.html
https://www.7pcb.com/blog/micro-via-vertical-interconnect-access-via.php
https://www.pcbway.com/pcb_prototype/What_is_Flexible_PCB.html