淺析PCB的構(gòu)成、組裝方法及設計過程

在電子行業(yè)有一個關鍵的部件叫做PCB（printed circuit board，印刷電路板）。這是一個太基礎的部件，導致很多人都很難解釋到底什么是PCB。這篇文章將會詳細解釋PCB的構(gòu)成，以及在PCB的領域里面常用的一些術語。

接下來我們將討論PCB的組成，包括一些術語，簡要的組裝方法，以及簡介PCB的設計過程。

What‘s a PCB？

PCB（Printed circuit board）是一個最普遍的叫法，也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出現(xiàn)之前，電路是通過點到點的接線組成的。這種方法的可靠性很低，因為隨著電路的老化，線路的破裂會導致線路節(jié)點的斷路或者短路。

繞線技術是電路技術的一個重大進步，這種方法通過將小口徑線材繞在連接點的柱子上，提升了線路的耐久性以及可更換性。

當電子行業(yè)從真空管、繼電器發(fā)展到硅半導體以及集成電路的時候，電子元器件的尺寸和價格也在下降。電子產(chǎn)品越來越頻繁的出現(xiàn)在了消費領域，促使廠商去尋找更小以及性價比更高的方案。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，通過熱量和粘合劑壓制到一起。

從中間層開始吧。

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。

廉價的PCB和洞洞板（見上圖）是由環(huán)氧樹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。當在這種板子上焊接東西時，將會聞到很大的異味。這種類型的基材，常常被用在很低端的消費品里面。酚類物質(zhì)具有較低的熱分解溫度，焊接時間過長會導致其分解碳化，并且散發(fā)出難聞的味道。

Copper

接下來介紹是很薄的銅箔層，生產(chǎn)中通過熱量以及黏合劑將其壓制倒基材上面。在雙面板上，銅箔會壓制到基材的正反兩面。在一些低成本的場合，可能只會在基材的一面壓制銅箔。當我們提及到”雙面板“或者”兩層板“的時候，指的是我們的千層面上有兩層銅箔。當然，不同的PCB設計中，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）來表示。大部分PCB的銅厚是1oz，但是有一些大功率的PCB可能會用到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、焊錫或者其它的導電物體接觸導致短路。阻焊層的存在，使大家可以在正確的地方進行焊接 ，并且防止了焊錫搭橋。

在上圖這個例子里，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。

一般來說，阻焊都是綠色的，但幾乎所有的顏色可以用來做阻焊。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（絲印）

在阻焊層上面，是白色的絲印層。在PCB的絲印層上印有字母、數(shù)字以及符號，這樣可以方便組裝以及指導大家更好地理解板卡的設計。我們經(jīng)常會用絲印層的符號標示某些管腳或者LED的功能等。

絲印層是最最常見的顏色是白色，同樣，絲印層幾乎可以做成任何顏色。黑色，灰色，紅色甚至是黃色的絲印層并不少見。然而，很少見到單個板卡上有多種絲印層顏色。