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本帖最后由 YPP 于 2020-11-6 10:16 编辑 % G6 m! m% X1 |9 L1 v8 f/ D. S0 }' W
% L; [. k- \5 J0 t* @3 K. XWhat's a PCB?1 N9 m @: W: ?% Y/ s1 l& o$ W
) c* l& b8 j% E6 G6 @PCB(Printed circuit board)是一个最普遍的叫法,也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出现之前,电路是通过点到点的接线组成的。这种方法的可靠性很低,因为随着电路的老化,线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。
' O" b* y6 z1 O/ l0 ]绕线技术是电路技术的一个重大进步,这种方法通过将小口径线材绕在连接点的柱子上,提升了线路的耐久性以及可更换性。 3 |5 L& v& ?3 `3 T
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: K5 T) h3 P) i8 V当电子行业从真空管、继电器发展到硅半导体以及集成电路的时候,电子元器件的尺寸和价格也在下降。电子产品越来越频繁的出现在了消费领域,促使厂商去寻找更小以及性价比更高的方案。于是,PCB诞生了
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Composition(组成)# V, W0 l5 `' p4 ^
1 C: z7 J3 H5 [PCB看上去像多层蛋糕或者千层面--制作中将不同的材料的层,通过热量和粘合剂压制到一起6 J. U, ?) V) o" R# i4 O0 W" n/ p
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PCB的基材一般都是玻璃纤维。大多数情况下,PCB的玻璃纤维基材一般就指"FR4"这种材料。"FR4"这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。除了FR4这种基材外,还有柔性高温塑料(聚酰亚胺或类似)上生产的柔性电路板等等。
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$ e* B% R" G9 S# k( Y+ E8 f+ D你可能会发现有不同厚度的PCB;然而 SparkFun的产品的厚度大部分都是1.6mm(0.063'')。有一些产品也采用了其它厚度,比如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards采用了0.8mm的板厚。! l/ p- ?: u! m) c
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廉价的PCB和洞洞板(见上图)是由环氧树脂或酚这样的材料制成,缺乏 FR4那种耐用性,但是却便宜很多。当在这种板子上焊接东西时,将会闻到很大的异味。这种类型的基材,常常被用在很低端的消费品里面。酚类物质具有较低的热分解温度,焊接时间过长会导致其分解碳化,并且散发出难闻的味道。. ]+ m2 F6 q+ f
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接下来介绍是很薄的铜箔层,生产中通过热量以及黏合剂将其压制倒基材上面。在双面板上,铜箔会压制到基材的正反两面。在一些低成本的场合,可能只会在基材的一面压制铜箔。当我们提及到”双面板“或者”两层板“的时候,指的是我们的千层面上有两层铜箔。当然,不同的PCB设计中,铜箔层的数量可能是1层这么少,或者比16层还多。% Z0 K+ }: a# t2 N% N
2 E+ V. r% o" g6 ?6 v3 }9 r* ]铜层的厚度种类比较多,而且是用重量做单位的,一般采用铜均匀的覆盖一平方英尺的重量(盎司oz)来表示。大部分PCB的铜厚是1oz,但是有一些大功率的PCB可能会用到2oz或者3oz的铜厚。将盎司(oz)每平方英尺换算一下,大概是 35um或者1.4mil的铜厚。+ a' q4 G, k4 P. n6 J) I; b; E4 a
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Soldermask(阻焊)
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在铜层上面的是阻焊层。这一层让PCB看起来是绿色的(或者是SparkFun的红色)。阻焊层覆盖住铜层上面的走线,防止PCB上的走线和其他的金属、焊锡或者其它的导电物体接触导致短路。阻焊层的存在,使大家可以在正确的地方进行焊接 ,并且防止了焊锡搭桥。# o0 v4 }; d/ v" C8 f+ O/ @
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在上图这个例子里,我们可以看到阻焊覆盖了PCB的大部分(包括走线),但是露出了银色的孔环以及SMD焊盘,以方便焊接。
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一般来说,阻焊都是绿色的,但几乎所有的颜色可以用来做阻焊。SparkFun的板卡大部分是红色的,但是IOIO板卡用了白色,LilyPad板卡是紫色的。/ N4 p. x! m O
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Silkscreen(丝印)) w4 Z5 c% A1 K4 v5 H9 z
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在阻焊层上面,是白色的丝印层。在PCB的丝印层上印有字母、数字以及符号,这样可以方便组装以及指导大家更好地理解板卡的设计。我们经常会用丝印层的符号标示某些管脚或者LED的功能等。+ I. ~" |2 S; Y/ ]$ A2 Y6 H
丝印层是最最常见的颜色是白色,同样,丝印层几乎可以做成任何颜色。黑色,灰色,红色甚至是黄色的丝印层并不少见。然而,很少见到单个板卡上有多种丝印层颜色。
# F# E+ K( K& H& G* e3 @Terminology(术语)
, c- |0 i- x F! h$ a1 ~4 k平面 -- 线路板上一段连续的铜皮。一般是由边界来定义,而不是 路径。也称作”覆铜“
) `) J' m3 t8 F/ p( c! u# Z( O4 j: q金属化过孔 -- PCB上的一个孔,包含孔环以及电镀的孔壁。金属化过孔可能是一个插件的连接点,信号的换层处,或者是一个安装孔。
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