【必看干貨】PCB是什么？怎樣學(xué)好PCB！

　　PCB（Printed circuit board）是一個(gè)最普遍的叫法，也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出現之前，電路是通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的接線(xiàn)組成的。這種方法的可靠性很低，因為隨著(zhù)電路的老化，線(xiàn)路的破裂會(huì )導致線(xiàn)路節點(diǎn)的斷路或者短路。

　　繞線(xiàn)技術(shù)是電路技術(shù)的一個(gè)重大進(jìn)步，這種方法通過(guò)將小口徑線(xiàn)材繞在連接點(diǎn)的柱子上，提升了線(xiàn)路的耐久性以及可更換性。

　　當電子行業(yè)從真空管、繼電器發(fā)展到硅半導體以及集成電路的時(shí)候，電子元器件的尺寸和價(jià)格也在下降。電子產(chǎn)品越來(lái)越頻繁的出現在了消費領(lǐng)域，促使廠(chǎng)商去尋找更小以及性?xún)r(jià)比更高的方案。于是，PCB誕生了。

　　PCB看上去像多層蛋糕或者千層面--制作中將不同的材料的層，通過(guò)熱量和粘合劑壓制到一起。

　　從中間層開(kāi)始吧。

　　PCB的基材一般都是玻璃纖維。大多數情況下，PCB的玻璃纖維基材一般就指“FR4”這種材料?！癋R4”這種固體材料給予了PCB硬度和厚度。除了FR4這種基材外，還有柔性高溫塑料（聚酰亞胺或類(lèi)似）上生產(chǎn)的柔性電路板等等。

　　你可能會(huì )發(fā)現有不同厚度的PCB；然而 SparkFun的產(chǎn)品的厚度大部分都是1.6mm（0.063’‘）。有一些產(chǎn)品也采用了其它厚度，比如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards采用了0.8mm的板厚。

　　廉價(jià)的PCB和洞洞板（見(jiàn)上圖）是由環(huán)氧樹(shù)脂或酚這樣的材料制成，缺乏 FR4那種耐用性，但是卻便宜很多。當在這種板子上焊接東西時(shí)，將會(huì )聞到很大的異味。這種類(lèi)型的基材，常常被用在很低端的消費品里面。酚類(lèi)物質(zhì)具有較低的熱分解溫度，焊接時(shí)間過(guò)長(cháng)會(huì )導致其分解碳化，并且散發(fā)出難聞的味道。

　　接下來(lái)介紹是很薄的銅箔層，生產(chǎn)中通過(guò)熱量以及黏合劑將其壓制倒基材上面。在雙面板上，銅箔會(huì )壓制到基材的正反兩面。在一些低成本的場(chǎng)合，可能只會(huì )在基材的一面壓制銅箔。當我們提及到”雙面板“或者”兩層板“的時(shí)候，指的是我們的千層面上有兩層銅箔。當然，不同的PCB設計中，銅箔層的數量可能是1層這么少，或者比16層還多。

　　銅層的厚度種類(lèi)比較多，而且是用重量做單位的，一般采用銅均勻的覆蓋一平方英尺的重量（盎司oz）來(lái)表示。大部分PCB的銅厚是1oz，但是有一些大功率的PCB可能會(huì )用到2oz或者3oz的銅厚。將盎司（oz）每平方英尺換算一下，大概是 35um或者1.4mil的銅厚。

　　在銅層上面的是阻焊層。這一層讓PCB看起來(lái)是綠色的（或者是SparkFun的紅色）。阻焊層覆蓋住銅層上面的走線(xiàn)，防止PCB上的走線(xiàn)和其他的金屬、焊錫或者其它的導電物體接觸導致短路。阻焊層的存在，使大家可以在正確的地方進(jìn)行焊接 ，并且防止了焊錫搭橋。

　　在上圖這個(gè)例子里，我們可以看到阻焊覆蓋了PCB的大部分（包括走線(xiàn)），但是露出了銀色的孔環(huán)以及SMD焊盤(pán)，以方便焊接。

　　一般來(lái)說(shuō)，阻焊都是綠色的，但幾乎所有的顏色可以用來(lái)做阻焊。SparkFun的板卡大部分是紅色的，但是IOIO板卡用了白色，LilyPad板卡是紫色的。

　Silkscreen（絲?。?/span>

　　在阻焊層上面，是白色的絲印層。在PCB的絲印層上印有字母、數字以及符號，這樣可以方便組裝以及指導大家更好地理解板卡的設計。我們經(jīng)常會(huì )用絲印層的符號標示某些管腳或者LED的功能等。

　　絲印層是最最常見(jiàn)的顏色是白色，同樣，絲印層幾乎可以做成任何顏色。黑色，灰色，紅色甚至是黃色的絲印層并不少見(jiàn)。然而，很少見(jiàn)到單個(gè)板卡上有多種絲印層顏色。

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　　下面介紹一些PCB方面的常用術(shù)語(yǔ)

　　現在你知道了PCB的結構組成，下面我們來(lái)看一下PCB相關(guān)的術(shù)語(yǔ)吧。

        一個(gè)檢查設計是否包含錯誤的程序，比如，走線(xiàn)短路，走線(xiàn)太細，或者鉆孔太小。

　　鉆孔命中 -- 用來(lái)表示設計中要求的鉆孔位置和實(shí)際的鉆孔位置的偏差。鈍鉆頭導致的不正確的鉆孔中心是PCB制造里的普遍問(wèn)題。

　?。ń穑┦种?-- 在板卡邊上裸露的金屬焊盤(pán)，一般用做連接兩個(gè)電路板。比如計算機的擴展模塊的邊緣、內存條以及老的游戲卡。

        用一些連續的孔形成一個(gè)薄弱的連接點(diǎn)，就可以容易將板卡從拼版上分割出來(lái)。SparkFun的Protosnap板卡是一個(gè)比較好的例子。

        自動(dòng)化的電路板生產(chǎn)設備在生產(chǎn)小板卡的時(shí)候經(jīng)常會(huì )出問(wèn)題，將幾個(gè)小板卡組合到一起，可以加快生產(chǎn)速度。

　　平面 -- 線(xiàn)路板上一段連續的銅皮。一般是由邊界來(lái)定義，而不是 路徑。也稱(chēng)作”覆銅“

        金屬化過(guò)孔可能是一個(gè)插件的連接點(diǎn)，信號的換層處，或者是一個(gè)安裝孔。

        在回流焊過(guò)程中，錫膏融化，在焊盤(pán)和器件管腳間建立可靠的電氣和機械連接。

　　Designing your own！ 設計自己的！

　　你希望開(kāi)始設計自己的PCB嗎。在PCB設計中的曲曲彎彎在這邊說(shuō)太復雜了。不過(guò)，如果你真的想開(kāi)始，下面有幾個(gè)要點(diǎn)。

　　找到一個(gè)CAD的工具：在PCB設計的市場(chǎng)里，有很多低價(jià)或者免費的選擇。當找一個(gè)工具的時(shí)候，可以考慮以下幾點(diǎn)。

　　論壇支持：有沒(méi)有很多人使用這個(gè)工具？越多的人使用，你越容易找到你需要的器件的已經(jīng)設計好的封裝庫。

　　很容易用。如果不好用的話(huà)，你也不會(huì )用。

　　性能： 很多程序對設計有限制，比如層數，器件數，以及板卡尺寸等。大部分需要你去購買(mǎi)授權去升級性能。

　　可抑制性： 一些免費的程序不允許導出或者遷移到其它軟件，將你限制在唯一的供應商上?？赡苘浖牡蛢r(jià)以及便捷性值得這樣的付出，但有時(shí)候不太值得。

　　去看看其他人的布板設計。開(kāi)源硬件讓這個(gè)事情越來(lái)越容易。

　　練習，練習，還是練習。

　　保持低的期望值。你設計的第一個(gè)板卡可能有很多問(wèn)題，但是第20個(gè)可能就少很多，但是還會(huì )有一些問(wèn)題。但是你很難將所有問(wèn)題清除。

　　原理圖相當重要。嘗試去設計一個(gè)沒(méi)有好的原理圖支持的PCB板卡是徒勞的。

　　最后，說(shuō)一些設計些自己的電路板的好處。如果你計劃參與一個(gè)或多個(gè)既定的項目，設計電路板帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的。

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