電路板
產(chǎn)業(yè)政策的扶持電路板電路板主要由焊盤、過孔、安裝孔、導(dǎo)線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等組成，各組成部分的主要功能如下：
焊盤：用于焊接元器件引腳的金屬孔。
過孔：用于連接各層之間元器件引腳的金屬孔。
安裝孔：用于固定電路板。
導(dǎo)線：用于連接元器件引腳的電氣網(wǎng)絡(luò)銅膜。
接插件：用于電路板之間連接的元器件。
填充：用于地線網(wǎng)絡(luò)的敷銅，可以有效的減小阻抗。
電氣邊界：用于確定電路板的尺寸，所有電路板上的元器件都不能超過該邊界。
電路板電路板常見的板層結(jié)構(gòu)包括單層板（Single Layer PCB）、雙層板（Double Layer PCB）和多層板（Multi Layer PCB）三種，這三種板層結(jié)構(gòu)的簡要說明如下：
（1） 單層板：即只有一面敷銅而另一面沒有敷銅的電路板。通常元器件放置在沒有敷銅的一面，敷銅的一面主要用于布線和焊接。
（2） 雙層板：即兩個面都敷銅的電路板，通常稱一面為頂層（Top Layer），另一面為底層（Bottom Layer）。一般將頂層作為放置元器件面，底層作為元器件焊接面。
（3） 多層板：即包含多個工作層面的電路板，除了頂層和底層外還包含若干個中間層，通常中間層可作為導(dǎo)線層、信號層、電源層、接地層等。層與層之間相互絕緣，層與層的連接通常通過過孔來實現(xiàn)。
（4）內(nèi)層線路
銅箔基板先裁切成適合加工生產(chǎn)的尺寸大小�；鍓耗で巴ǔＰ柘扔盟⒛�、微蝕等方法將板面銅箔做適當(dāng)?shù)拇只幚恚僖赃m當(dāng)?shù)臏囟燃皦毫⒏赡す庾杳芎腺N附其上。將貼好干膜光阻的基板送入紫外線曝光機(jī)中曝光，光阻在底片透光區(qū)域受紫外線照射后會產(chǎn)生聚合反應(yīng)（該區(qū)域的干膜在稍后的顯影、蝕銅步驟中將被保留下來當(dāng)作蝕刻阻劑），而將底片上的線路影像移轉(zhuǎn)到板面干膜光阻上。撕去膜面上的保護(hù)膠膜后，先以碳酸鈉水溶液將膜面上未受光照的區(qū)域顯影去除，再用鹽酸及雙氧水混合溶液將裸露出來的銅箔腐蝕去除，形成線路。最后再以氫氧化鈉水溶液將功成身退的干膜光阻洗除。對于六層（含）以上的內(nèi)層線路板以自動定位沖孔機(jī)沖出層間線路。
電路板電路板包括許多類型的工作層面，如信號層、防護(hù)層、絲印層、內(nèi)部層等，各種層面的作用簡要介紹如下：
（1）信號層：主要用來放置元器件或布線。Protel DXP通常包含30個中間層，即Mid Layer1~Mid Layer30，中間層用來布置信號線，頂層和底層用來放置元器件或敷銅。
（2）防護(hù)層：主要用來確保電路板上不需要鍍錫的地方不被鍍錫，從而保證電路板運行的可靠性。其中Top Paste和Bottom Paste分別為頂層阻焊層和底層阻焊層；Top Solder和Bottom Solder分別為錫膏防護(hù)層和底層錫膏防護(hù)層。
（3）絲印層：主要用來在電路板上印上元器件的流水號、生產(chǎn)編號、公司名稱等。
（4）內(nèi)部層：主要用來作為信號布線層，Protel DXP中共包含16個內(nèi)部層。
（5）其他層：主要包括4種類型的層。
Drill Guide（鉆孔方位層）：主要用于印刷電路板上鉆孔的位置。
Keep-Out Layer（禁止布線層）：主要用于繪制電路板的電氣邊框。
Drill Drawing（鉆孔繪圖層）：主要用于設(shè)定鉆孔形狀。
Multi-Layer（多層）：主要用于設(shè)置多面層。
電路板1、電路板的基本設(shè)計過程可分為以下四個步驟：
（1）電路原理圖的設(shè)計
電路原理圖的設(shè)計主要是利用Protel DXP的原理圖編輯器來繪制原理圖。
（2）生成網(wǎng)絡(luò)報表
網(wǎng)絡(luò)報表就是顯示電路原理與中各個元器件的鏈接關(guān)系的報表，它是連接電路原理圖設(shè)計與電路板設(shè)計（PCB設(shè)計）的橋梁與紐帶，通過電路原理圖的網(wǎng)絡(luò)報表，可以迅速地找到元器件之間的聯(lián)系，從而為后面的PCB設(shè)計提供方便。
(3) 印刷電路板的設(shè)計
印刷電路板的設(shè)計即我們通常所說的PCB設(shè)計，它是電路原理圖轉(zhuǎn)化成的最終形式，這部分的相關(guān)設(shè)計較電路原理圖的設(shè)計有較大的難度，我們可以借助Protel DXP的強(qiáng)大設(shè)計功能完成這一部分的設(shè)計。
(4) 生成印刷電路板報表
印刷電路板設(shè)計完成后，還需生成各種報表，如生成引腳報表、電路板信息報表、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)報表等，最后打印出印刷電路圖。
2、電路原理圖的設(shè)計是整個電路設(shè)計的基礎(chǔ)，它的設(shè)計的好壞直接決定后面PCB設(shè)計的效果。一般來說，電路原理圖的設(shè)計過程可分為以下七個步驟：
（1） 啟動Protel DXP原理圖編輯器
（2） 設(shè)置電路原理圖的大小與版面
（3） 從元件庫取出所需元件放置在工作平面
（4） 根據(jù)設(shè)計需要連接元器件
（5） 對布線后的元器件進(jìn)行調(diào)整
（6） 保存已繪好的原理圖文檔
（7） 打印輸出圖紙
3、圖紙大小、方向和顏色主要在“Documents Options”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行Design→Options命令，即可打開“Documents Options”對話框，在Standard styles區(qū)域可以設(shè)置圖紙尺寸，單擊 按鈕，在下拉列表框中可以選擇A4~ OrCADE的紙型。圖紙方向的設(shè)置通過“Documents Options”對話框中Options部分的Orientation選項設(shè)置，單擊 按鈕，選中Landscape，設(shè)置水平圖紙；選中Portrait，設(shè)置豎直圖紙。圖紙顏色的設(shè)置在圖紙設(shè)置對話框中的Options部分實現(xiàn)，單擊Border Color色塊，可以設(shè)置圖紙邊框顏色，單擊Sheet Color色塊，可以設(shè)置圖紙底色。
4、執(zhí)行Design→Options→Change System Font命令，彈出“Font”對話框，通過該對話框用戶可以設(shè)置系統(tǒng)字體，可以設(shè)置系統(tǒng)字體的顏色、大小和所用的字體。
5、設(shè)置網(wǎng)格與光標(biāo)主要在“Preferences”對話框中實現(xiàn)，執(zhí)行Tools→Preferences命令即可打開“Preferences”對話框。
設(shè)置網(wǎng)格：在打開的“Preferences”對話框選擇Graphical Editing選項卡，在其中的Cursor Grid Options部分的Visible Grids（顯示網(wǎng)格）欄，選Line Grid選項為設(shè)定線狀網(wǎng)格，選Dot Grid選項則為點狀網(wǎng)格（無網(wǎng)格）。
設(shè)置光標(biāo)：選擇Graphical Editing選項卡中的Cursor Grid Options的Cursor Type(光標(biāo)類型)選項，該選項下有三種光標(biāo)類型：Large Cursor90、Small Cursor90和Small Cursor45，用戶可以選擇任意一種光標(biāo)類型。[1]
電路板這種方法由帶有彈簧的探針連接到電路板上的每一個檢測點。彈簧使每個探針具有100 - 200g 的壓力，以保證每個檢測點接觸良好，這樣的探針排列在一起被稱為"針床"。在檢測軟件的控制下，可以對檢測點和檢測信號進(jìn)行編程，圖14-3 是一種典型的針床測試儀結(jié)構(gòu)，檢測者可以獲知所有測試點的信息。實際上只有那些需要測試的測試點的探針是安裝了的。盡管使用針床測試法可能同時在電路板的兩面進(jìn)行檢測，當(dāng)設(shè)計電路板時，還是應(yīng)該使所有的檢測點在電路板的焊接面。針床測試儀設(shè)備昂貴，且很難維修。針頭依據(jù)其具體應(yīng)用選不同排列的探針。
一種基本的通用柵格處理器由一個鉆孔的板子構(gòu)成，其上插針的中心間距為100 、75 或50mil。插針起探針的作用，并利用電路板上的電連接器或節(jié)點進(jìn)行直接的機(jī)械連接。如果電路板上的焊盤與測試柵格相配，那么按照規(guī)范打孔的聚醋薄膜就會被放置在柵格和電路板之間，以便于設(shè)計特定的探測。連續(xù)性檢測是通過訪問網(wǎng)格的末端點(已被定義為焊盤的x-y 坐標(biāo))實現(xiàn)的。既然電路板上的每一個網(wǎng)絡(luò)都進(jìn)行連續(xù)性檢測。這樣，一個獨立的檢測就完成了。然而，探針的接近程度限制了針床測試法的效能。
飛針測試儀不依賴于安裝在夾具或支架上的插腳圖案�；谶@種系統(tǒng)，兩個或更多的探針安裝在x-y 平面上可自由移動的微小磁頭上，測試點由cadi Gerber 數(shù)據(jù)直接控制。雙探針能在彼此相距4mil 的范圍內(nèi)移動。探針能夠獨立地移動，并且沒有真正的限定它們彼此靠近的程度。帶有兩個可來回移動的臂狀物的測試儀是以電容的測量為基礎(chǔ)的。將電路板緊壓著放在一塊金屬板上的絕緣層上，作為電容器的另一個金屬板。假如在線路之間有一條短路，電容將比在一個確定的點上大。如果有-條斷路，電容將變小。
測試速度是選擇測試儀的一個重要標(biāo)準(zhǔn)。針床測試儀能夠一次精確地測試數(shù)千個測試點，而飛針測試儀一次僅僅能測試兩個或四個測試點。另外，針床測試儀進(jìn)行單面測試時，可能僅僅花費20 - 305 ，這要根據(jù)板子的復(fù)雜性而定，而飛針測試儀則需要Ih 或更多的時間完成同樣的評估。Shipley (1991) 解釋說，即使高產(chǎn)量印制電路板的生產(chǎn)商認(rèn)為移動的飛針測試技術(shù)慢，但是這種方法對于較低產(chǎn)量的復(fù)雜電路板的生產(chǎn)商來說還是不錯的選擇。
對于裸板測試來說，有專用的測試儀器( Lea , 1990) 。一種成本更為優(yōu)化的方法是使用一個通用的儀器，盡管這類儀器最初比專用的儀器更昂貴，但它最初的高費用將被個別配置成本的減少抵消。對于通用的柵格，帶引腳元器件的板子和表面貼裝設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)柵格是2.5mm 。此時測試焊盤應(yīng)該大于或等于1.3mm 。對于Imm 的柵格，測試焊盤設(shè)計得要大于0.7mm 。假如柵格較小，則測試針小而脆，并且容易損壞。因此，最好選用大于2.5mm 的柵格。Crum (1994b) 闡明，將通用測試儀(標(biāo)準(zhǔn)的柵格測試儀)和飛針測試儀聯(lián)合使用，可使高密度電路板的檢測即精確又經(jīng)濟(jì)。他建議的另外一種方法是使用導(dǎo)電橡膠測試儀，這種技術(shù)可以用來檢測偏離柵格的點。然而，采用熱風(fēng)整平處理的焊盤高度不同，將有礙測試點的連接。
通常進(jìn)行以下三個層次的檢測：
1 )裸板檢測；
2) 在線檢測；
3 )功能檢測。
采用通用類型的測試儀，可以對一類風(fēng)格和類型的電路板進(jìn)行檢測，也可以用于特殊應(yīng)用的檢測。
電路板維修是一門新興的修理行業(yè)。近年來工業(yè)設(shè)備的自動化程度越來越高，所以各個行業(yè)的工控板的數(shù)量也越來越多，工控板損壞后，更換電路板所需的高額費用（少則幾千元，多則上萬或幾十萬元）也成為各企業(yè)非常頭痛的一件事。其實，這些損壞的電路板絕大多數(shù)在國內(nèi)是可以維修的，而且費用只是購買一塊新板的20%－30%，所用時間也比國外定板的時間短的多。下面介紹下電路板維修基礎(chǔ)知識。
幾乎所有的電路板維修都沒有圖紙材料，因此很多人對電路板維修持懷疑態(tài)度，雖然各種電路板千差萬別，但是不變的是每種電路板都是由各種集成塊、電阻、電容及其它器件構(gòu)成的，所以電路板損壞一定是其中某個或某些個器件損壞造成的，電路板維修的思想就是基于上述因素建立起來的。電路板維修分為檢測跟維修兩個部分，其中檢測占據(jù)了很重要的位置。對電路板上的每一個器件進(jìn)行修基礎(chǔ)知識的驗測，直到將壞件找到更換掉，那么一塊電路板就修好了。
電路板檢測就是對電路板上的每一個電子元件故障的查找、確定和糾正的過程。其實整個檢測過程是思維過程和提供邏輯推理線索的測試過程，所以，檢測工程師必需要在電路板的維護(hù)、測試、檢修過程中，逐漸地積累經(jīng)驗，不斷地提高水平。一般的電子設(shè)備都是由成千上萬的元器件組成的，在維護(hù)、檢修時，若靠直接一一測試檢查電路板中的每一個元器件來發(fā)現(xiàn)問題的話將十分費時，實施起來也非常困難。那么從故障現(xiàn)象到故障原因的對號入座式的檢修方式，是一種重要的檢修方法。電路板只要檢測出了問題的所在，那么維修就很容易了。以上即為電路板維修基礎(chǔ)知識介紹。[3]
1.觀察法
當(dāng)我們拿到一塊待維修的電路板時， 首先對它的外觀進(jìn)行仔細(xì)的觀察。如果電路板被燒過， 那么在給電路板通電前， 一定要仔細(xì)檢查電源電路是否正常， 在確保不會引起二次損傷后再通電。觀察法是屬于靜態(tài)檢查法的一種，在運用觀察法時，一般遵循以下幾個步驟。
第一步觀察電路板有沒有被人為損壞， 這主要從以下幾個方面來看：
① 看是否電路板被摔過， 導(dǎo)致了板角發(fā)生變形，或是板上芯片被摔變形或摔壞的。
② 觀察芯片的插座， 看是否由于沒有專用工具，而被強(qiáng)制撬壞的。
③ 觀察電路板上的芯片，若是帶插座的，首先觀察芯片是否被插錯， 這主要是防止操作者自己維修電路板時將芯片的位置或方向插錯。如果沒有及時把錯誤改正，當(dāng)給電路板通電時，有可能會燒壞芯片，造成不必要的損失。
④ 如果電路板上帶有短接端子的，觀察短接端子是否被插錯。
電路板的維修需要的是理論上的扎實功底，工作上的仔細(xì)認(rèn)真，通過維修者的仔細(xì)觀察，有時在這一步就能判斷出發(fā)生問題的原因。
第二步觀察電路板上的元器件有沒有被燒壞的。比如電阻、電容、二極管有沒有發(fā)黑、變糊的情況。正常情況下，電阻即使被燒糊了，它的阻值也不會有變化，性能不會改變，不影響正常使用，這時需要使用萬用表輔助測量。但是如果是電容、二極管被燒糊了，他們的性能就會發(fā)生改變，在電路中就不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用， 將會影響整個電路的正常運行，這時必須更換新的元器件。
第三步觀察電路板上的集成電路， 比如74 系列、CPU、協(xié)處理器、AD 等等芯片， 有沒有鼓包、裂口、燒糊、發(fā)黑的情況。如果有這樣的情況發(fā)生，基本可以確定芯片已經(jīng)被燒壞，必須更換。
第四步觀察電路板上的走線有沒有起皮、燒糊斷路的情況。沉銅孔有沒有脫離焊盤的。
第五步：觀察電路板上的保險（包括保險管和熱敏電阻），看保險絲是否被熔斷。有時由于保險絲太細(xì)，看不清楚，可以借助輔助工具-萬用表來判斷保險管是否損壞。
以上四種情況的發(fā)生， 大都是由于電路中電流過大造成的后果。但是具體是什么原因造成的電流過大， 就要具體問題具體分析。但查找問題的總體思路是首先要仔細(xì)分析電路板的原理圖， 然后根據(jù)所燒毀的元器件所在電路，查找它的上級電路，一步一步向上推導(dǎo)，再憑工作中積累的一些經(jīng)驗，分析最容易發(fā)生問題的地方，找出故障發(fā)生的原因。
2.靜態(tài)測量法
對大部分的電路板來說，通過前面的觀察法，并不能發(fā)現(xiàn)問題。只要少部分的電路板會因為一些特殊的原因發(fā)生物理變形，輕易的找出故障原因，大部分發(fā)生故障的電路板，還是需要借助萬用表，對電路板上的一些主要元器件、關(guān)鍵點進(jìn)行有序的測量，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
在測量之前， 首先要判斷電路是以模擬信號為主， 還是以數(shù)字信號為主。對于有原理圖的電路板來說，通過查看原理圖就能判斷。但是對于沒有原理圖的電路板來說，一般通過以下兩種方法判斷：①觀察電路板上的元器件，看電路板上是否有微處理器，不管是早期的80、51 系列，還是現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的DSP,只要電路板上出現(xiàn)這樣的芯片，就說明板子上有總線結(jié)構(gòu)，數(shù)字信號必將占有很大的一部分， 就可以把它當(dāng)做數(shù)字板來處理。②對于沒有微處理器的電路板，觀察板上元器件，看應(yīng)用5V 電源的芯片多不多。如果5V 電源芯片很多，也可以把它當(dāng)做數(shù)字電路來進(jìn)行修理。對于數(shù)字電路和模擬電路的維修方式是不同的， 一般來說模擬電路維修起來更簡單一些，可以一步一步的向前推導(dǎo)，找出問題。但是對于數(shù)字電路來說，由于電路都掛在總線上，沒有明確的上下級關(guān)系。因此維修起來要更困難一些，下面只著重闡述數(shù)字電路的靜態(tài)測量法，維修主要遵循以下幾個步驟來進(jìn)行。
第一步：使用萬用表檢查電源與地之間是否短路。
檢查的方法是：找一個5V 電源供電的芯片，測量對角線上的兩點（比如14 腳的芯片，則測量7 腳與14 腳。
16 腳的芯片，則測量8 腳與16 腳）。如果兩點之間沒有短路，說明電源工作大致正常。若發(fā)生短路現(xiàn)象，則需要通過排查法找到原因。
這些步驟只是電源維修的基本思路， 具體到特別復(fù)雜的電路板還需要具體問題具體分析。
電源是電路的基礎(chǔ)，只有電源工作正常，才能談到后續(xù)電路的應(yīng)用。因此電源的測量是非常重要的，同時也是特別容易被維修者忽略的一步。
第二步：使用萬用表測量二極管，觀察其工作是否正常。正常情況下，用電阻檔測正負(fù)極，正相測量為幾十到幾百歐，反相為一千到幾千歐。一般來說二極管發(fā)生損壞的情況，都是由于電路中的電流過大導(dǎo)致二極管被擊穿。
第三步：使用萬用表電阻檔測量電容，看是否有短路、斷路的情況，如果有，則說明這部分電路有問題。下一步就需要確定是元件本身有問題， 還是跟它相連的電路有問題， 方法是將可疑元件的一腳焊下來，看元件是否有斷路、斷路情況。這樣就可以一步確定問題所在。
第四步： 同樣使用萬用表對電路板上的集成電路、三極管、電阻等進(jìn)行測量，看其是否符合本身的邏輯性能。如果電路板上包括總線結(jié)構(gòu)的， 一般在總線上，都會有提拉電阻排。電阻排的測量，是非常重要的一步， 通過它的好壞可以初步檢驗掛在總線上的芯片的好壞。
通過觀察法和靜態(tài)測量法的檢查之后， 電路板維修中出現(xiàn)的大部分問題可以被解決， 值得注意的一點是一定要確保電源的正常， 避免在下一步進(jìn)行后造成對電路板的二次損傷。
3.在線測量法
在線測量法一般應(yīng)用在批量生產(chǎn)電路板的廠家，生產(chǎn)廠商為了維修方便，一般會搭建一個比較通用的調(diào)試維修平臺， 它可以方便的提供電路板所需的電源以及一些必要的初始信號。在線測量法主要解決兩個方面的問題。一是將上兩個步驟中發(fā)現(xiàn)的問題細(xì)分， 最終鎖定到出現(xiàn)問題的元器件。二是通過上面兩步的檢查，問題并沒有得到解決的，需要通過在線測量找出故障原因。在線測量法主要通過以下幾個步驟來進(jìn)行。
第一步： 給電路板通電， 在這步中需要注意的是，有些電路板電源并不是單一的，可能需要5V,還會需要正負(fù)12V,24V 等等，不要把該加的電源漏加了。電路板通電后，通過手摸電路板上的元器件，看是否有發(fā)燙發(fā)熱的元件， 重點檢查74 系列芯片，如果元件有燙手的情況， 則說明此元件有可能已經(jīng)損壞。更換元件后，檢查電路板故障是否已解決。
第二步：用示波器測量電路板上的門電路，觀察其是否符合邏輯關(guān)系。若輸出不符合邏輯， 需要分兩種情況分別對待，一種是輸出應(yīng)該是低電平的，實際測量為高電平，可以直接判斷芯片損壞；另一種是輸出應(yīng)該是高電平的，實際測量為低的，并不能就此判定芯片已經(jīng)損壞， 還需要將芯片與后面的電路斷開，再次測量，觀察邏輯是否合理，判定芯片的好壞。
第三步：用示波器測量數(shù)字電路里的晶振，看其是否有輸出。若無輸出， 則需要將與晶振相連的芯片盡可能都摘掉后再進(jìn)行測量。若還無輸出， 則初步判定晶振已經(jīng)損壞；若有輸出，需要將摘掉的芯片一片一片裝回去，裝一片測一片，找出故障所在。
第四步： 帶總線結(jié)構(gòu)的數(shù)字電路， 一般包括數(shù)字、地址、控制總線三路。用示波器測量三路總線，對比原理圖，觀察信號是否正常，找出問題。
在線測量法主要用于兩塊好壞電路板的對比，通過對比，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。從而完成電路板的維修。
電路板是當(dāng)代電子元件業(yè)中最活躍的產(chǎn)業(yè)，其行業(yè)增長速度一般都高于電子元件產(chǎn)業(yè)3個百分點左右。
印制線路板是當(dāng)代電子元件業(yè)中最活躍的產(chǎn)業(yè)，其行業(yè)增長速度一般都高于電子元件產(chǎn)業(yè)3個百分點左右。預(yù)計2006年仍將保持較快增長，需求升級與產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移是推動行業(yè)發(fā)展的基本動力，而HDI板、柔性板、IC封裝板（BGA、CSP）等品種將成為主要增長點。
2003年中國印制電路板產(chǎn)值為500.69億元，同比增長333%，產(chǎn)值首次超過位居全球第二位的美國。2004年及2005年，中國PCB產(chǎn)值仍然保持了30%以上的增長率，估計2005年達(dá)到869億元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全球行業(yè)的增長速度。
柔性電路板在以智能手機(jī)為代表的電子設(shè)備迅速向小型化方向發(fā)展，因而被廣泛應(yīng)用于眾多電子設(shè)備細(xì)分市場中，一方面，產(chǎn)品趨向小型化；另一方面可靠性。預(yù)計至2016年，全球柔性電路板產(chǎn)值將達(dá)到132億美元，年復(fù)合增長率為7.5%，調(diào)查成為電子行業(yè)中增長最快的子行業(yè)之一。
從發(fā)展形式看，中國電路板產(chǎn)業(yè)持續(xù)高速增長，進(jìn)出口也實現(xiàn)了高速增長，隨著產(chǎn)業(yè)增長正在逐步得到優(yōu)化和改善。
