印制电路板部件

正文

　　以印制电路板为安装基板，在其上安装电子和机电元件、器件或其他印制电路板部件，并借板上的印制线路（也可做成电阻、电容、电感等无源电子元件）实现电气互连的部件。在小型电子设备中，如电子手表、单板微处理机和小型半导体收音机等，所有元件、器件都装在一块印制线路板上。而大型设备(如大型计算机)则由几十块到几千块印制电路板构成的插件和相应的印制线路底板构成。各种印制电路板部件见图1。每块印制电路板部件通常都是一个功能单元。
　　早期的电子设备、电子和机电元件、器件装在金属薄板制成的底盘上，用导线实现电气互连。第二次世界大战后，随着印制线路技术的发展，电子设备特别是电子计算机，逐渐形成了以印制电路板部件为基础的结构体系。其优点是电性能好，可靠性高，体积小，成本低，并可实现自动化生产。
　　印制电路板部件属于第二、第三级组装（见电子组装级）,其组装方式有两种。
　　①平面组装或二维组装:元件、器件安装在一个平面上，用印制电路板进行互连。为了提高组装密度，在印制电路板正、反两面均可安装元件、器件，或在印制电路板中间夹一层金属板，以提高冷却能力等。
　　②模块式组装或三维组装：为了提高组装密度，一般用相互平行的两块印制电路板部件组成一个空间，在空间内安装元件、器件，或在印制板的正、反两面安装元件、器件，板间用线缆或连接器互连;也可像架桥一样,元件、器件的腿分别架在两块印制电路板上,称夹心式模块。印制电路板部件结构设计必须考虑电路区划与标准化、组装型式、元件和器件的合理布局、组装结构、冷却方式、机械动态特性等问题。
　　电路区划与标准化　在系统框图上进行合理划分，并规定在一块印制线路板上安装电路和元件、器件的数量。这就是电路区划。简单的电子设备不存在这一问题，有一块或几块印制线路板就可以解决。但是，在复杂的电子设备中，如在大型计算机，仅中央处理器的器件就达十万块以上。第四代大型计算机，虽然已采用大规模集成电路，但器件数一般也有几千块。因此，选择区划方案是一项复杂的设计工作。设计首先要满足对电气性能的要求，包括功能化与可测试性、走线长度和复杂性、电磁兼容性、故障定位性能和可维修性。其次是外连引线数及其优化。集成电路已发展到大规模和超大规模的集成度,印制线路外连引线数量急剧增加,严重限制着组装密度的提高和大规模集成电路潜力的充分发挥。因此，在计算机领域应着重研究门针比（即部件中线路数或门数与外连引线之比）的规律，以及如何提高门针比的问题。此外，还要考虑有关可靠性、标准化、品种数，以及组装效率等问题。
　　组装型式　根据功能、元件和器件的数量、组装密度、环境要求、冷却、外连引出线数目以及工艺和材料的要求选择组装型式。
　　元件和器件的合理布局　必须符合电气性能、工艺、散热和机械要求。
　　组装结构　根据需要，在印制线路部件上增加不同的附加结构，如骨架、加强筋、各种结构件、面板、手把、插拔附件、屏蔽及连接器等。
　　冷却方式　常用的冷却方法有：自然冷却、强迎通风冷却、液体冷却、蒸发冷却及半导体致冷等（见电子设备热控制）。
　　机械动态特性　要适应运动状态下工作和运输的要求。
　　除上述要求外，在设计中还必须考虑人－机联系和可靠性问题。
　　印制电路板部件组装，从元件、器件准备到部件检验，均已实现机械化和自动化。印制电路板部件组装的设备有元件、器件老化和自动检测分类，元件、器件引线整形,清洗,浸锡等设备,元件、器件自动插装机，自动和半自动绕接机以及各种自动锡焊设备等。电子元件、器件一般都是插入式安装。为提高组装密度，直接用芯片或芯片载体组装。