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什么是印刷電路板 (PCB)?

發(fā)布日期:2024-02-20

我們通常使用稱(chēng)為原理圖的圖表來(lái)學(xué)習(xí)、分析和設(shè)計(jì)電氣或電子電路,該圖表由通過(guò)線(xiàn)連接的元件符號(hào)組成。這些符號(hào)代表從基本的無(wú)源元件(如電阻器或電容器)到復(fù)雜的集成電路(如微控制器)的所有內(nèi)容,線(xiàn)代表允許電流從電路的一部分自由流向另一部分的導(dǎo)電路徑。


所有原理圖都有一個(gè)共同點(diǎn),那就是完全無(wú)法驅(qū)動(dòng)電機(jī),無(wú)法閃爍LED,無(wú)法過(guò)濾噪聲,也無(wú)法執(zhí)行我們期望電氣系統(tǒng)執(zhí)行的任何其他有用且有趣的事情。畢竟,原理圖只是一張圖紙。為了真正用電路完成一些事情,我們需要將其原理圖轉(zhuǎn)換為物理組件和物理互連。簡(jiǎn)單的原理圖通??梢栽谠囼?yàn)板上實(shí)現(xiàn),但絕大多數(shù)電路設(shè)計(jì)都是以印刷電路板(簡(jiǎn)稱(chēng)PCB)的形式進(jìn)入物理領(lǐng)域的。

PCB的結(jié)構(gòu)

非非?;镜挠∷㈦娐钒迨且环N扁平、剛性、絕緣材料,其一側(cè)粘附著薄的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。這些導(dǎo)電結(jié)構(gòu)可創(chuàng)建由矩形、圓形和正方形等組成的幾何圖案。長(zhǎng)而細(xì)的矩形用作互連(即相當(dāng)于電線(xiàn)),各種形狀用作組件的連接點(diǎn)。

這是一個(gè)非?;镜腜CB的例子。

如圖中所示的印刷電路板只有一個(gè)導(dǎo)電層。單層PCB的限制性很強(qiáng);電路實(shí)現(xiàn)不會(huì)有效利用可用面積,設(shè)計(jì)人員可能難以創(chuàng)建必要的互連。


加入額外的導(dǎo)電層使 PCB 更緊湊、更易于設(shè)計(jì)。兩層板是對(duì)單層板的重大改進(jìn),大多數(shù)應(yīng)用都受益于至少四層。四層板由頂層、底層和兩層內(nèi)層組成。(“頂部”和“底部”可能看起來(lái)不像典型的科學(xué)術(shù)語(yǔ),但它們?nèi)匀皇?PCB 設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域的官方名稱(chēng)。

PCB疊層

疊層是導(dǎo)電層和絕緣層在多層 PCB 中的排列.下面的側(cè)視圖圖顯示了四層板的堆疊。

PCB疊層

選擇的導(dǎo)電材料是銅。預(yù)浸料是一種用樹(shù)脂

選擇的導(dǎo)電材料是銅。預(yù)浸料是一種用樹(shù)脂預(yù)浸漬(因此得名)的絕緣材料,芯材(也是絕緣的)在成分上與預(yù)浸料相似。


我建議您盡可能使用四層結(jié)構(gòu)。四層板允許您將一個(gè)內(nèi)部層用于參考電位(即接地),另一個(gè)內(nèi)部層用于電源電壓。頂部(如有必要)底部將是一個(gè)組件層。這種布置有助于 PCB 設(shè)計(jì),還可以幫助您實(shí)現(xiàn)更高的電路性能。

了解 PCB 特性和術(shù)語(yǔ)

在關(guān)于印刷電路板的討論中出現(xiàn)了相當(dāng)多的專(zhuān)業(yè)詞匯。本節(jié)介紹在 PCB 上發(fā)現(xiàn)的物理結(jié)構(gòu),并為您提供我們用來(lái)識(shí)別它們的詞語(yǔ)。

  • 導(dǎo)電互連稱(chēng)為走線(xiàn),元件的連接點(diǎn)稱(chēng)為焊盤(pán)(用于位于電路板表面的引腳)和通孔(用于插入電路板上鉆孔的引腳)。基本的 PCB 設(shè)計(jì)包括布置焊盤(pán)和通孔,以便可以正確安裝組件,然后使用走線(xiàn)連接這些焊盤(pán)和通孔。

  • 并非所有鉆孔都用于通孔組件。我們經(jīng)常需要將信號(hào)或電源電壓從一個(gè)PCB層傳輸?shù)搅硪粋€(gè)PCB層,這是使用稱(chēng)為過(guò)孔的小導(dǎo)電孔來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

  • 許多 PCB 還包括安裝孔, 這些安裝孔具有機(jī)械功能而不是電氣功能, 因此不需要電鍍.在這種情況下,術(shù)語(yǔ)“鍍層”是指沉積在鉆孔內(nèi)部的導(dǎo)電材料。

  • 銅澆注是 PCB 層中填充有導(dǎo)電材料的相對(duì)較大的部分.銅澆注可用于在組件之間提供非常低的電阻或低電感連接,并提高熱性能。

  • 完全由一個(gè)大銅澆注組成的 PCB 層稱(chēng)為平面層。我們經(jīng)常使用內(nèi)層作為接地層,并通過(guò)在元件引腳旁邊放置過(guò)孔來(lái)創(chuàng)建接地連接。

  • 通孔或通孔開(kāi)始時(shí)是一個(gè)銅圓,然后在鉆頭穿過(guò)圓圈(理想情況下穿過(guò)圓)時(shí)變成一個(gè)孔。術(shù)語(yǔ)環(huán)形環(huán)是指鉆孔后剩余的銅的寬度。

  • 印刷電路板包括各種“補(bǔ)充”信息,這些信息對(duì)設(shè)備的電氣功能沒(méi)有作用。例如,參考指示符唯一標(biāo)識(shí)組件,點(diǎn)表示正確的組件方向,項(xiàng)目標(biāo)題或序列號(hào)幫助我們跟蹤實(shí)驗(yàn)室中積累的許多電路板。我們將此信息稱(chēng)為絲網(wǎng)印刷。

結(jié)論

我我希望本文對(duì)印刷電路板的結(jié)構(gòu)和功能(順便說(shuō)一句,有時(shí)稱(chēng)為印刷線(xiàn)路板)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行了有趣的介紹。

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