詳細(xì)解釋PCB的構(gòu)成及設(shè)計(jì)過(guò)程

在電子行業(yè)有一個(gè)關(guān)鍵的部件叫做PCB（printed circuit board，印刷電路板）。這是一個(gè)太基礎(chǔ)的部件，導(dǎo)致很多人都很難解釋到底PCB是什么。這篇文章將會(huì)詳細(xì)解釋PCB的構(gòu)成，以及在PCB的領(lǐng)域里面常用的一些術(shù)語(yǔ)。

在接下來(lái)的幾頁(yè)里面，我們將討論P(yáng)CB的組成，包括一些術(shù)語(yǔ)，簡(jiǎn)要的組裝方法，以及簡(jiǎn)介PCB的設(shè)計(jì)過(guò)程。

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(xiàn)之前，電路是通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的接線組成的。這種方法的可靠性很低，因?yàn)殡S著電路的老化，線路的破裂會(huì)導(dǎo)致線路節(jié)點(diǎn)的斷路或者短路。

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

當(dāng)電子行業(yè)從真空管、繼電器發(fā)展到硅半導(dǎo)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(xiàn)在了消費(fèi)領(lǐng)域，促使廠商去尋找更小以及性價(jià)比更高的方案。于是，PCB誕生了。

ComposiTIon（組成）

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。

FR4

PCB的基材一般都是玻璃纖維。大多數(shù)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（聚酰亞胺或類似）上生產(chǎn)的柔性電路板等等。

你可能會(huì)發(fā)現(xiàn)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(dāng)在這種板子上焊接?xùn)|西時(shí)，將會(huì)聞到很大的異味。這種類型的基材，常常被用在很低端的消費(fèi)品里面。酚類物質(zhì)具有較低的熱分解溫度，焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致其分解碳化，并且散發(fā)出難聞的味道。

Copper

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(dāng)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(dāng)然，不同的PCB設(shè)計(jì)中，銅箔層的數(shù)量可能是1層這么少，或者比16層還多。

銅層的厚度種類比較多，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。

Soldermask（阻焊）

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，防止PCB上的走線和其他的金屬、焊錫或者其它的導(dǎo)電物體接觸導(dǎo)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），但是露出了銀色的孔環(huán)以及SMD焊盤，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?。?/strong>