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印製電路板部件

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印製電路板部件是以印製電路板為安裝基板,在其上安裝電子和機電元件、器件或其他印製電路板部件,並借板上的印製線路實現電氣互連的部件。

1 印製電路板部件 -印製電路板部件

 

2 印製電路板部件 -正文

  以印製電路板為安裝基板,在其上安裝電子和機電元件、器件或其他印製電路板部件,並借板上的印製線路(也可做成電阻、電容、電感等無源電子元件)實現電氣互連的部件。在小型電子設備中,如電子手錶、單板微處理機和小型半導體收音機等,所有元件、器件都裝在一塊印製線路板上。而大型設備(如大型計算機)則由幾十塊到幾千塊印製電路板構成的插件和相應的印製線路底板構成。各種印製電路板部件見圖1。每塊印製電路板部件通常都是一個功能單元。
  早期的電子設備、電子和機電元件、器件裝在金屬薄板製成的底盤上,用導線實現電氣互連。第二次世界大戰後,隨著印製線路技術的發展,電子設備特別是電子計算機,逐漸形成了以印製電路板部件為基礎的結構體系。其優點是電性能好,可靠性高,體積小,成本低,並可實現自動化生產。
  印製電路板部件屬於第二、第三級組裝(見電子組裝級),其組裝方式有兩種。①平面組裝或二維組裝:元件、器件安裝在一個平面上(圖1),用印製電路板進行互連。為了提高組裝密度,在印製電路板正、反兩面均可安裝元件、器件,或在印製電路板中間夾一層金屬板,以提高冷卻能力等。②模塊式組裝或三維組裝:為了提高組裝密度,一般用相互平行的兩塊印製電路板部件組成一個空間,在空間內安裝元件、器件,或在印製板的正、反兩面安裝元件、器件,板間用線纜或連接器互連;也可像架橋一樣,元件、器件的腿分別架在兩塊印製電路板上,稱夾心式模塊(圖2)。印製電路板部件結構設計必須考慮電路區劃與標準化、組裝型式、元件和器件的合理布局、組裝結構、冷卻方式、機械動態特性等問題。

印製電路板部件印製電路板部件
 
印製電路板部件印製電路板部件

  電路區劃與標準化  在系統框圖上進行合理劃分,並規定在一塊印製線路板上安裝電路和元件、器件的數量。這就是電路區劃。簡單的電子設備不存在這一問題,有一塊或幾塊印製線路板就可以解決。但是,在複雜的電子設備中,如在大型計算機,僅中央處理器的器件就達十萬塊以上。第四代大型計算機,雖然已採用大規模集成電路,但器件數一般也有幾千塊。因此,選擇最優區劃方案是一項複雜的設計工作。設計首先要滿足對電氣性能的要求,包括功能化與可測試性、走線長度和複雜性、電磁兼容性、故障定位性能和可維修性。其次是外連引線數及其優化。集成電路已發展到大規模和超大規模的集成度,印製線路外連引線數量急劇增加,嚴重限制著組裝密度的提高和大規模集成電路潛力的充分發揮。因此,在計算機領域應著重研究門針比(即部件中線路數或門數與外連引線之比)的規律,以及如何提高門針比的問題。此外,還要考慮有關可靠性、標準化、品種數,以及組裝效率等問題。
  組裝型式  根據功能、元件和器件的數量、組裝密度、環境要求、冷卻、外連引出線數目以及工藝和材料的要求選擇組裝型式。
  元件和器件的合理布局  必須符合電氣性能、工藝、散熱和機械要求。
  組裝結構  根據需要,在印製線路部件上增加不同的附加結構,如骨架、加強筋、各種結構件、面板、手把、插拔附件、屏蔽及連接器等。
  冷卻方式  常用的冷卻方法有:自然冷卻、強迎通風冷卻、液體冷卻、蒸發冷卻及半導體致冷等(見電子設備熱控制)。
  機械動態特性  要適應運動狀態下工作和運輸的要求。
  除上述要求外,在設計中還必須考慮人-機聯繫和可靠性問題。
  印製電路板部件組裝,從元件、器件準備到部件檢驗,均已實現機械化和自動化。印製電路板部件組裝的設備有元件、器件老化和自動檢測分類,元件、器件引線整形,清洗,浸錫等設備,元件、器件自動插裝機(圖3),自動和半自動繞接機以及各種自動錫焊設備等。電子元件、器件一般都是插入式安裝。為提高組裝密度,直接用晶元或晶元載體組裝。

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3 印製電路板部件 -配圖

 

4 印製電路板部件 -相關連接

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