TA的每日心情 | 开心 2023-12-7 15:59 |
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简单的了解下PCB及简单的组成
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在电子行业有一个关键的部件叫做PCB(printed circuit board,印刷电路板)。这是一个太基础的部件,导致很多人都很难解释到底什么是PCB。这篇文章将会详细解释PCB的构成,以及在PCB的领域里面常用的一些术语。+ F* q4 t" x' V+ @
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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。
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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。
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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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/ s: ~; z: }4 d/ _- t3 QComposiTIon(组成)
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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。" ]4 \: S" y3 F
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& S0 |4 @3 r( T$ g8 N从中间层开始吧。
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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。: P6 K: [ b z' Y/ K: M- G. e% j
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$ b; E9 W' c+ A+ p+ G5 |2 |9 ]你可能会发现有不同厚度的PCB;然而 pcb厚度大部分都是1.6mm(0.063’‘)。有一些产品也采用了其它厚度,比如采用了0.8mm的板厚。
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, z3 E N% G) H4 `6 U& F1 A" y+ K廉价的PCB和洞洞板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。
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4 z7 W: J4 c9 N: yCopper(铜箔)
* P, M# e- m' }0 f. @: K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。
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# a+ @# Q, O8 q1 p, ` Y0 ]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。
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# V3 v# K+ {& m: O! O) w' ESoldermask(阻焊)! Y2 c# c- d0 F* }
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9 V' S. s: L. {+ S4 j/ l& A' _1 _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。阻焊覆盖了PCB的大部分(包括走线),但是露出了孔环以及SMD焊盘,以方便焊接。但几乎所有的颜色可以用来做阻焊。* r4 R; x$ w6 W: O
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5 W# k8 C4 [) x- dSilkscreen(丝印)( S! S2 U' s4 [$ M0 X
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6 z/ J0 u" H; S, G/ C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。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。& o0 [* g* n2 T
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