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计算机史展厅-主板发展史 (1)
2008-11-09 14:12  

主板作为计算机的重要组成部件,已经成为计算机行业的一个领域。主板的更新换代,主要起因于cpu的更新换代,和主板上芯片组的更新换代。不同的CPU需要搭配不同的主板,在早期的电脑系统(包括早期的486电脑)里,CPU都是直接焊接在主板上的。到了486时代,为了增强用户购买电脑的灵活性和便于用户升级电脑,就在焊接CPU的位置装上了CPU插座,而不再将CPU焊在主板上。

一、主板的工艺

主板的英文名称叫做Motherboard(也可以叫Mainboard),也可以译做母板。从“母”字可以看出主板在电脑各个配件中的重要性。主板不但是整个电脑系统平台的载体,还负担着系统中各种信息的交流。

主板的平面是一块PCB印刷电路板,它实际是由几层树脂材料粘合在一起的,内部采用铜箔走线。一般的PCB线路板分有四层和六层,四层板分别是主信号层、接地层、电源层、次信号层。而六层板增加了辅助电源层和中信号层。而一些要求较高的主板的线路板可达到6-8层或更多。在电路板上面,是错落有致的电路布线;在PCB印刷电路板上面,则为棱角分明的各个部件:插槽、芯片、电阻、电容等。芯片包括BIOS芯片,南北桥芯片,RAID控制芯片等;插槽包括CPU插座,内存插槽,PCI插槽,ISA插槽等;接口包括IDE接口,软驱接口,COM接口(串口),PS/2接口,USB接口,IEEE1394接口,LPT接口(并口),MIDI接口等。

主板(线路板)是如何制造出来的呢?PCB的制造过程由玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的PCB“基板”开始。制作的第一步是光绘出零件间联机的布线,其方法是采用负片转印(Subtractive transfer)的方式将设计好的PCB线路板的线路底片“印刷”在金属导体上。这项技巧是将整个表面铺上一层薄薄的铜箔,并且把多余的部份给消除。而如果制作的是双面板,那么PCB的基板两面都会铺上铜箔。而要做多层板可将做好的两块双面板用特制的粘合剂“压合”起来就行了。

接下来,便可在PCB板上进行接插元器件所需的钻孔与电镀了。在根据钻孔需求由机器设备钻孔之后,孔璧里头必须经过电镀(镀通孔技术,Plated-Through-Hole technology,PTH)。在孔璧内部作金属处理后,可以让内部的各层线路能够彼此连接。

在开始电镀之前,必须先清掉孔内的杂物。这是因为树脂环氧物在加热后会产生一些化学变化,而它会覆盖住内部PCB层,所以要先清掉。清除与电镀动作都会在化学过程中完成。接下来,需要将阻焊漆(阻焊油墨)覆盖在最外层的布线上,这样一来布线就不会接触到电镀部份了。

然后是将各种元器件标示网印在线路板上,以标示各零件的位置,它不能够覆盖在任何布线或是金手指上,不然可能会减低可焊性或是电流连接的稳定性。此外,如果有金属连接部位,这时“金手指”部份通常会镀上金,这样在插入扩充槽时,才能确保高品质的电流连接。

最后,就是测试了。测试PCB是否有短路或是断路的状况,可以使用光学或电子方式测试。光学方式采用扫描以找出各层的缺陷,电子测试则通常用飞针探测仪(Flying-Probe)来检查所有连接。电子测试在寻找短路或断路比较准确,不过光学测试可以更容易侦测到导体间不正确空隙的问题。

线路板基板做好后,一块成品的主板就是在PCB基板上根据需要装备上大大小小的各种元器件—先用SMT自动贴片机将IC芯片和贴片元件“焊接上去,再手工接插一些机器干不了的活,通过波峰/回流焊接工艺将这些插接元器件牢牢固定在PCB上,于是一块主板就生产出来了。

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