PCB科技 - 初級PCB設計基礎知識

基本知識 PCB設計 Printed circuit board (PCB) will appear in almost every electronic device. 如果某個設備中有電子部件, 它們都安裝在不同尺寸的PCB上. 除了固定各種小部件, PCB的主要功能是在上部零件之間提供電力連接. 隨著電子設備變得越來越複雜, 需要越來越多的零件, PCB上的電路和部件變得越來越密集.

初級PCB設計基礎知識

裸板（上面沒有零件）通常也稱為“印刷線路板（PWB）”。 基板本身由隔熱材料製成，不易彎曲。 表面上可以看到的小電路資料是銅箔。 銅箔最初覆蓋在整個電路板上，但在製造過程中，部分銅箔被蝕刻掉，剩下的部分變成了一個由細線組成的網絡。

這些線路被稱為導體圖案或佈線，用於為PCB上的零件提供電路連接。 為了將零件固定在PCB上，我們將其引脚直接焊接在佈線上。 在最基本的PCB（單板）上，零件集中在一側，導線集中在另一側。 在這種情況下，我們需要在電路板上打孔，以便引脚可以穿過電路板到達另一側，囙此零件的引脚焊接到另一側。 囙此，PCB的正面和背面分別稱為元件側和焊接側。

如果PCB上有一些零件需要在生產完成後拆除或重新安裝，則在安裝零件時將使用插座。 由於插座直接焊接到電路板上，囙此可以隨意拆卸和組裝零件。 下麵是ZIF（零插入力）插座，它允許將部件（這裡指的是CPU）輕鬆插入插座或卸下。 插入零件後，可以固定插座旁邊的固定杆。

如果你想把兩塊PCB連接起來, 我們通常使用通常稱為“金手指”的邊緣連接器. 金手指上有許多裸露的銅墊, 這實際上是 PCB佈線. 通常地, 連接時, we insert the golden fingers on one PCB into the appropriate slot on the other PCB (generally called the expansion slot Slot).

在電腦中，顯示卡、聲卡或其他類似的介面卡通過金手指連接到主機板。 PCB上的綠色或棕色是焊接掩模的顏色。 該層為絕緣保護層，可以保護銅線，防止零件焊接到錯誤的位置。

將在焊接掩模上列印一層絲網。 通常在上面列印文字和符號（大部分為白色），以標記每個部件在電路板上的位置。 絲網印刷表面也稱為圖例表面。

我們剛才提到的單面電路板，在最基本的PCB上，零件集中在一側，導線集中在另一側。 因為導線只出現在一側，我們稱這種PCB為單面（單面）。 由於單面電路板對電路的設計有許多嚴格的限制（因為只有一側，佈線不能交叉，必須繞著單獨的路徑），囙此只有早期的電路才使用這種類型的電路板。 雙面板這種電路板兩側都有接線。 然而，要在兩側使用導線，兩側之間必須有適當的電路連接。 電路之間的這種“橋”稱為通孔。

通孔是PCB上填充或塗有金屬的小孔，可以連接到兩側的導線。 由於雙面板的面積是單面板的兩倍大，並且佈線可以交錯（可以纏繞到另一側），囙此更適合在比單面板更複雜的電路中使用。

多層板為了新增可佈線的面積，多層板使用更多的單面或雙面佈線板。 多層板使用多塊雙面板，在每塊板之間放置一層絕緣層，然後粘合（壓裝）。 電路板的層數意味著有幾個獨立的佈線層。 通常層數為偶數，包含最外層的兩層。 大多數主機板有4到8層結構，但從科技上講，可以實現近100層PCB板。 大多數大型超級電腦使用相當多層的主機板，但由於這些類型的電腦已經可以被許多普通電腦集羣所取代，囙此超級多層主機板已逐漸停止使用。 由於PCB中的各層緊密集成，通常不容易看到實際數位，但如果仔細觀察主機板，您可能會看到它。

我們剛才提到的via, 如果應用於雙面板, 它必須穿透整個電路板. 然而, 在多層板中, 如果你只想連接一些線路, 過孔可能會在其他層中浪費一些線路空間. 埋入過孔和盲過孔科技可以避免這一問題，因為它們只穿透幾層. 盲孔用於將幾層內部PCB連接到表面PCB, 無需穿透整個電路板. 埋入過孔僅連接到內部PCB, 所以從表面看不到. 在一個 多層PCB, 整個層直接連接到地線和電源. 囙此，我們將每一層分類為訊號層, 電源層或地面層.

表面安裝科技（表面安裝科技）零件使用表面安裝科技（SMT），引脚焊接在與零件相同的表面上。 這種技術不需要焊接每個引脚，而是在PCB上鑽孔。

表面安裝的零件甚至可以在兩側焊接。 SMT也比THT零件小。 與使用THT部件的PCB相比，使用SMT科技的PCB具有更密集的部件。 SMT封裝部件也比THT便宜。 囙此，今天大多數印刷電路板都是表面貼裝的就不足為奇了。 由於焊點和零件的引脚非常小，囙此很難手動焊接。 但是，如果您認為當前部件是全自動的，則大多數問題只會在修理零件時發生。

設計過程在PCB設計中，其實在正式佈線之前，要經歷一個漫長的過程。 主要設計過程如下：系統規範首先，我們必須規劃出電子設備的各種系統規範。 包括系統功能、成本約束、規模、運行條件等。

製造過程印刷電路板的製造過程從玻璃環氧樹脂（玻璃環氧樹脂）或類似資料（成型/線材製造）製成的“基板”開始。 製造過程的第一步是在零件之間建立接線。 我們使用減法轉移來表示金屬導體上的工作膜。 這項科技是在整個表面上塗一薄層銅箔，並消除多餘的銅箔。 加法模式轉換是另一種使用較少的方法。 這是一種只在需要的地方鋪設銅線的方法，但我們不會在這裡討論它。

自動焊接SMT零件的方法稱為過回流焊。 含有助焊劑和焊料的膏狀焊料在零件安裝到PCB上後處理一次，然後在PCB加熱後再次處理。 冷卻PCB後，焊接完成。 下一步是準備PCB的最終測試。 一種節省製造成本的方法。 為了使PCB的成本盡可能低，必須考慮許多因素。