PCB之焊盘、过孔、丝印层、阻焊层等

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PCB焊盘
元件通过PCB上的引线孔，用焊锡焊接固定在PCB上，印制导线把焊盘连接起来，实现元件在电路中的电气连接。引线孔及周围的铜箔称为焊盘。焊盘用于实现元件与PCB板的电气连接。焊盘的通孔用于焊接直插型元件的管脚。
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当一个焊盘结构设计不正确时，很难、有时甚至不可能达到预想的焊接点。焊盘的英文有两个词：Land 和 Pad ，经常可以交替使用；可是，在功能上，Land 是二维的表面特征，用于可表面贴装的元件，而 Pad 是三维特征，用于可插件的元件。作为一般规律，Land 不包括电镀通孔(PTH, plated through-hole)。一个焊盘Land内的PTH在焊接过程中将带走相当数量的焊锡，在许多情况中产生焊锡不足的焊点。
1 }, D, M, ?) k# h PCB过孔 过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。过孔用于布线过程中的层切换，以便实现所需的电气连通性。在工艺上，过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成圆形焊盘形状，过孔的参数主要有孔的外径和钻孔尺寸。
! r$ l  e- \# }; v * 导通孔（VIA）：一种用于内层连接的金属化孔，其中并不用于插入元件引线或其它增强材料。
4 @0 h' a) U( n( d/ ^ * 盲孔（BIIND　VIA）：从印制板内仅延展到一个表层的导通孔。
* 埋孔（BURIED　VIA）：未延伸到印制板表面的一种导通孔。
* 过孔（THROUGH　VIA）：从印制板的一个表层延展到另一个表层的导通孔。
: e0 C/ B% k. c! ?8 e# o1 |  \$ Y * 元件孔（COMPONENT　HOLE）：用于元件疯子固定于印制板及导电图形电气连接的孔。
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6 f# v; O2 w# A- V1 p! }2 x# u- Z 在PCB设计中，过孔VIA和焊盘PAD都可以实现相似的功能。它们都能插入元件管脚，特别是对于直插(DIP)封装的的器件来说，几乎是一样的。但是！在
PCB制造中，它们的处理方法是不一样的。
（1）**VIA的孔在设计中表明多少，钻孔就是多少。然后还要经历沉铜等工艺步骤，最后的实际孔径大概会比设计孔径小0.1mm。比如设定过孔0.5mm，实际完成后的孔径只有0.4mm。
（2）PAD的孔径在钻孔时会增加0.15mm，经历过沉铜工艺后，孔径比设计孔径稍大一点，约0.05mm。比如设计孔径0.5mm，钻孔会是0.65mm，完成后的孔径是
0.55mm。
( m0 |; L  ^/ E0 E （3）VIA在某些默认的PCB工艺中会覆盖绿油，它可能会被绿油堵住，无法进行焊接。测试点也做不了。
（4）VIA的焊环最小宽度为0.15mm（通用工艺情况下），以便保证可以可靠沉铜电镀。
! m$ T( h3 q( w0 X$ T2 b （5）PAD的焊环最小宽度为0.20mm（通用工艺情况下），以便保证焊盘的附着力量。**

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) u* k' [& v& U, Y: i+ D PCB信号层 Signal Layers，信号层用于放置连接数字或模拟信号的铜膜走线。altium Designer电路板可以有32个信号层，其中Top是顶层，Mid1～30是中间层，Bottom是底层。习惯上Top层又称为元件层，Botton层又称为焊接层。
: L- Z. W% F8 r5 ?# a4 \# x+ c0 | PCB丝印层 Overlay, 用于标明元件标号或说明，如R1、C1等便于装配。通常PCB板有丝印层（top/bottom overlay），其作用是：为方便电路的安装和维修,在印制板的上下两表面印上需要的标志及图案及文字符号,如元件标号,版本号,日期等信息.
: k* d6 d9 `- H, {, t PCB阻焊层 solder mask，【（zhao_fsh）个人的理解按其英文直译则是焊料蒙版或焊料掩模，可理解为在整张膜上开洞（mask），便于焊料焊接；非mask区自然是不准焊接的部分了，是阻焊区。mask区是洞（或叫做开窗），非mask区反倒变成了膜，所以人们称之为负片输出。A）为什么非要负片输出，而不是正片呢？我想，整张板子大都是阻焊部分，并且这些是我们不关心的区域，而焊接区是我们关心，且要操作的部分。B）哪为什么不叫可焊层（或焊接层）呢？我想，这与PCB的制作有关，称它阻焊层是有绿油与之对应；称它可焊层没有什么实物与之对应，反而不是可焊区域涂绿油，所以如果称其为“可焊层”会更加别扭】。阻焊层solder mask是指板子上要上绿油的部分；因为它是负片输出，所以实际上有solder mask的部分实际效果并不上绿油，而是镀锡，呈银白色！
( q$ E) ^: w7 B2 {& }. v4 A PCB助焊层 Paste mask，【（zhao_fsh）个人理解，直译是涂锡模板，同样是负片输出，按阻焊层的译法，有人翻译成防涂锡层，锡膏防护层，SMD贴片层】是机器贴片时要用的，是对应所有贴片元件的焊盘的，大小与toplayer/bottomlayer层一样，是用来开钢网漏锡用的。paste mask业内俗称“钢网”或“钢板”。这一层并不存在于印制板上，而是单独的一张钢网，上面有SMD焊盘的位置上镂空。一般镂空的形状与SMD焊盘一样，尺寸略小。这张钢网是在SMD自动装配焊接工艺中，用来在SMD焊盘上涂锡浆膏的。
0 }% y% d* a% U6 I PCB多层 Multi layer，电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板，与不同的导电图形层建立电气连接关系，因此系统专门设置了一个抽象的层—多层。一般，焊盘与过孔都要设置在多层上，如果关闭此层，焊盘与过孔就无法显示出来。
, q; r! K& X- T" } PCB钻孔层
4 \& [' G+ I6 Q( p, E 钻有两类：金属化孔和非金属化孔，金属化孔是焊盘的一种，放在MultiLayer层；非金属化孔不在PCB走线中，可以放在机械层。Altium Designer提供两个2个钻孔位置层，分别是Drill guide和Drill drawing，这两层主要用于绘制钻孔图和钻孔的位置。[Drill Guide]主要是为了与手工钻孔以及老的电路板制作工艺保持兼容，而对于现代的制作工艺而言，更多的是采用[Drill Drawing] 来提供钻孔参考文件。
8 |# R2 B7 w8 | （1）DrillGuide是用于导引钻孔用的，主要是用于手工钻孔以定位（2）DrillDrawing是用于查看钻孔孔径的。在手工钻孔时，这两个文件要配合使用。
9 k* U0 A% @( }0 m' H2 ? NC Drill,是指用于输入到数控钻床所有需要钻孔的数据，包括坐标，孔的大小等信息，简单编辑一下，就可以直接输入到数控，用来加工，所以这个文件通常是给PCB加工厂的。这里的NC是指 (Numerical Control，数字控制，简称数控）指用离散的数字信息控制机械等装置的运行，只能由操作者自己编程 。
  L% ~% R9 u5 l3 B- e 另外提一句，CNC(数控机床)是计算机数字控制机床（Computer numerical control）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。
  v4 N  ], [2 G' [2 o7 w) I# l PCB机械层
Mechanical Layer，定义整个PCB板的外观的，其实我们在说机械层的时候就是指整个PCB 板的外形结构。
PCB禁止布线层 Keep-Out Layer, 定义我们在布电气特性的铜一时的边界，也就是说我们先定义了禁止布线层后，我们在以后的布过程中，所布的具有电气特性的线是不可能超出禁止布线层的边界。
! m# W' W- Y% J" ~6 K% ]8 Z9 R GERBER文件是一种国际标准的光绘格式文件,它包含RS-274-D和RS-274-X两种格式,其中RS-274-D称为基本gerber格式,并要同时附带D码文件才能完整描述一张图形;RS-274-X称为扩展GERBER格式,它本身包含有D码信息。常用的CAD软件都能生成此二种格式文件。
0 V* k# H2 B& Y& ~ Altium Designer所产生的gerber，都是统一规范的。
4 m' p* Z/ \" j6 F+ Y" E* l+ X （1）扩展名的第一位g一般指gerber的意思。
（2）扩展名的第二位代表层的面，b代表bottom面，t代表top面，g+数字代表中间线路层，g+p+数字代表电源层。
（3）扩展名的最后一位代表层的类别。l是线路层，o是丝印层，s是阻焊层，p代表锡膏，m代表外框、基准孔、机械孔，其它一般不重要
6 P, Z5 l0 t" Q3 O. L! J, T. T GTL【Top (copper) Layer）顶层
' U5 e" F9 O6 `" y GBL【Bottom (copper) Layer）底层
/ {/ B: c. f3 c G1 【Mid Layer 1, 2, … , 30 】中间信号层
GP1【Internal Plane Layer 1, 2, … , 16】内电层: ., .GP2, … , .GP16
8 m6 o" x( v9 w) k, b, j GTO【Top Overlay】顶丝网层
GBO【Bottom Overlay】底丝网层
' m+ t+ K( e2 f" f7 ?8 u$ X GTP【Top Paste Mask】顶锡膏层
" O- B" Y4 C* Z& k$ n. \9 Y GBP【Bottom Paste Mask】底锡膏层
3 H/ d, e6 c) l' S; ^$ m% A1 S' l GTS【Top Solder Mask】顶阻焊层
) E/ H- j$ D5 ]1 @ GBS【Bottom Solder Mask】底阻焊层
' A# T9 v& N* M* k/ U: C, \2 I GKO【Keep-Out Layer】禁止布线层
GM1【Mechanical Layer 1, 2, … , 16】机械层
GPT【Top Pad Master 】顶层主焊盘
3 \% Y2 @2 R0 C' ?+ s) J' s  G GPB【Bottom Pad Master】底层主焊盘
! ^$ ]" z' d+ z% ^2 z& W+ x; p GD1【Drill Drawing】钻孔图层，Top Layer - Bottom Layer (Through Hole)
GG1【Drill Guide】钻孔引导层，Top Layer - Bottom Layer (Through Hole)
: K. E8 V% i2 C% B 单面板：
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, R; y. k* R. V7 w; i. q 双面板：
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Dollche

非常详细，感谢作者