PCBA板(Printed Circuit Board Assembly,即组装好的印刷电路板)由多种材料组成,主要可分为以下几大类:
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电路板基材(PCB本身):
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基板(Substrate/ Laminate):这是PCB的核心载体,通常是绝缘材料。最常见的类型是 FR-4(玻璃纤维布浸渍环氧树脂)。其他材料还包括:
- 高频材料(如聚四氟乙烯PTFE、陶瓷填充材料等,用于射频/RF应用)。
- 柔性基材(聚酰亚胺PI、聚酯PET等,用于柔性电路板FPC)。
- 金属基板(铝基板、铜基板等,用于高散热需求的LED照明、电源模块)。
- 复合基材(如CEM-1,CEM-3,纸基酚醛树脂等,成本较低但性能不如FR-4)。
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导电层(Conductive Layer):
- 铜箔(Copper Foil):覆盖在基板一面或两面(单面板/双面板),或多层板的内层压合结构表面,用于蚀刻形成电路走线。是多层板内层导电图形的载体。
- 铜镀层(Copper Plating):通过电镀工艺在孔壁(过孔、通孔)内部和表面(如焊盘)沉积的铜层,保证电气连接性。
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阻焊层(Solder Mask / Solder Resist):覆盖在铜走线表面的绿色(或其他颜色)的油墨层。主要作用是:
- 防止焊接时焊锡短路非焊接区域。
- 保护铜线免受氧化、潮湿和物理损伤。
- 提供电气绝缘。
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丝印层(Silkscreen / Legend):通常是白色的油墨层,印刷在阻焊层上。用于标记元器件位置(位号)、极性、参考标识、测试点、公司logo、版本号等,方便识别、组装和维修。
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表面处理(Surface Finish):在裸露的铜焊盘(未覆盖阻焊层的区域)上进行处理,目的是:
- 保护焊盘铜层不被氧化。
- 提供良好的可焊性。
- 在焊接前提供平坦的表面。
- 常见类型: HASL(热风整平,含铅/无铅)、 ENIG(化学镍金)、 OSP(有机可焊性保护剂)、 Immersion Tin(化锡)、 Immersion Silver(化银)、 ENEPIG(化学镍钯金) 等。
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钻孔形成的孔(Holes):
- 通孔(Through Hole):贯穿整个板子的孔,用于安装THT(通孔插装)元件或作为层间互连的过孔。
- 盲孔(Blind Via):仅从外层连接到内层,不贯穿。
- 埋孔(Buried Via):仅在内层之间连接,不延伸到外表面。
- 过孔(Via):泛指用于电气连接不同层铜箔的孔,通常金属化(孔壁镀铜)。
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电子元器件(Components):
- 有源器件(Active Components):需要电源才能工作的器件。例如: 集成电路(IC/芯片)(CPU, 内存, MCU, 逻辑门, 电源管理IC等)、 晶体管(Transistors)(MOSFET, BJT)、 二极管(Diodes)(包括LED)、 晶振(Crystals/Oscillators) 等。
- 无源器件(Passive Components):工作时不需要额外电源的器件。例如: 电阻器(Resistors)、 电容器(Capacitors)、 电感器(Inductors)、 变压器(Transformers)、 磁珠(Ferrite Beads) 等。
- 连接器(Connectors):用于板与板、板与外设(如线缆)之间的电气和机械连接。
- 开关(Switches)、 继电器(Relays) 等机电元件。
- 传感器(Sensors)、 执行器(Actuators) 等。
- 其他:如保险丝(Fuses)、跳线(Jumpers)等。
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组装/焊接材料(Assembly Materials):
- 焊锡(Solder):用于电气和机械连接元器件引脚与PCB焊盘的材料。
- 锡膏(Solder Paste):用于SMT(表面贴装技术)工艺,是焊锡粉末与助焊剂膏的混合物。
- 焊锡丝/焊锡条(Solder Wire/Bar):用于手工焊接或波峰焊(Wave Soldering)工艺。
- 助焊剂(Flux):存在于锡膏中或单独使用(波峰焊、手工焊接),作用是去除金属表面氧化物、降低熔融焊锡表面张力、促进润湿。
- 胶水/贴片胶(Adhesive/SMT Glue):在波峰焊前固定底部无引脚元件(如部分电容、电阻),防止掉落。双面SMT工艺较少使用。
- 清洗剂(Cleaning Agents):焊接后去除助焊剂残留物或其他污染物(可选,取决于工艺要求和产品等级)。
- 三防漆(Conformal Coating):在组装完成后涂覆在板表面的保护性涂层(聚氨酯、丙烯酸、硅胶、环氧树脂、氟碳等),用于防潮、防尘、防腐蚀、防霉菌、防盐雾、绝缘和机械保护(可选,用于恶劣环境)。
- 焊锡(Solder):用于电气和机械连接元器件引脚与PCB焊盘的材料。
总结来说,一个完整的PCBA板主要包含:
- 承载基础: 由 基板材料(FR-4等)+ 铜箔/镀铜层 + 阻焊层 + 丝印层 + 表面处理 构成的PCB裸板。
- 功能核心: 焊接/安装在PCB上的各种电子元器件(有源、无源、连接器等)。
- 连接与保护: 用于固定和电气连接的 焊锡,以及焊接过程中必备的 助焊剂。在特定要求下,还可能包括 三防漆、 胶水 等辅助材料和涂层。
- 互连结构: 由 镀铜孔(过孔、通孔等) 实现的层间电气连接。
因此,PCBA是 PCB(印刷电路板) 和 所有焊接/组装在其上的电子元器件 以及将它们可靠连接并保护的 焊接材料 所构成的 功能完整组件。
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