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印制板基础知识时间：2010-3-16 浏览：150•广告IC信息• HG-106AF• BC639-16ZL1• RC0603FR-071 :• MT28F008B5VG• 042R5R15• LT1731ES8-8. :• M2V40092LS-A •• MC74AC259DR2• HA42O1IB• 5962-9300201印刷电路板(Printed circuit board, PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中如果在某样设 备中有电了零件，那么它们也都是镶在大小各杲的PCB上除了固定各种小零件外，PCB的主要 功能是提供上头各项零件的相互电气连接随着电子设备越來越复杂，需要的零件越來越多，PCB 上头的线路与零件也越来越密集了标准的PCB长得就像这样裸板(上头没有零件)也常被 称为「印刷线路板 Printed Wiring Board (PWB)」板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成在表面可以看到的细小线路 材料是铜箔，原木铜箔是覆盖在整个板了上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部 份就变成网状的细小线路了这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线，并川來提 供PCB上零件的电路连接。

为了将零件固定在PCB上面，我们将它们的接脚宜接焊在布线上在最基本的PCB (单面 板)上，零件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面这么一來我们就需要在板子上打洞, 这样接脚才能穿过板子到另一面，所以零件的接脚是焊在另一面上的因为如此，PCB的正反面 分别被称为零件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)如果PCB上头有某些零件，需耍在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会 用到插座(Socket ) o由丁•插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装下面看到的是ZIF (Zero Insertion Force,零拨插力式)插座，它可以让零件(这里指的是CPU)可以轻松插进 插座，也可以拆下來插座旁的固能杆，可以在您插进零件后将其固能如果要将两块PCB相互连结，一般我们都会用到俗称「金于-指」的边接头(edge connector). 金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份通常连接时，我们将 其中一片PCB上的金手指插进另一片PCB上合适的插梢上(一般叫做扩充梢Slot)在计算机 中，像是显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借着金手拆來与主机板连接的。

PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆(solder mask)的颜色这层是绝缘的防护层，可以保 护铜线，也可以防I上零件被焊到不正确的地方在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面(SILk screen)通常在这上面会印上文字与符号(人笋是口色的)，以标示出各零件在板子上的位登 丝网印刷面也被称作图标面(legend)单面板(Single-Sided Boards)我们刚刚提到过，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上因 为导线只出现在其中一面，所以我们就称这利iPCB叫作单面板(Single-sided) o因为单面板在 设计线路上冇许多严格的限制(因为只冇一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径)，所以只 有早期的电路才使用这类的板子双面板(Double-Sided Boards)这种电路板的两而都有布线不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接 才行这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它 可以与两面的导线相连接因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错(可 以绕到另一而)，它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

多层板(Multi-Layer Boards)为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板多层板使用数片双血板， 并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢(压合)板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常 层数都是偶数，并口包含最外侧的两层大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上可以 做到近100层的PCB板大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机己 经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了因为PCB中的各层都紧密 的结合，一般不太容易看出实际数H,不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出來我们刚刚提到的导孔(Via),如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个板子不过在 多层板当中，如果您只想连接其中一些线路，那么导孔可能会浪费一些英它层的线路空间埋孔 (Buried vias)和盲孔(Blind vias)技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层盲 孔是将儿层内部PCB与表面PCB连接，不须穿透整个板子埋孔则只连接内部的PCB,所以光是 从表面是看不岀來的在多层板PCB中，整层都直接连接上地线与电源所以我们将齐层分类为信号层(Signal), 电源层(Power)或是地线层(Ground) 0如來PCB上的零件需耍不同的电源供应，通常这类PCB 会有两层以上的电源与电线层。

零件封装技术插入式封装技术(Through Hole Technology)将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一而上，这种技术称为「插入式(Through Hole Technology, THT) J封装这种零件会需要占用大量的空间，并且要为每只接脚钻一个洞所 以它们的接脚其实占掉两面的空间，而口焊点也比较大但另一方面，THT零件和SMT (Surface Mounted Technology,表而黏着式)零件比起來，与PCB连接的构造比较好，关于这点我们稍后 再谈像是排线的插座，和类似的界而都需要能耐压力，所以通常它们都是THT封装表而黏式封装技术(Surface Mounted Technology)使用表面黏贴式封装(Surface Mounted Technology, SMT)的零件，接脚是焊在与零件同 -ifllo这种技术不用为每个接脚的焊接，而都在PCB上钻洞表而黏贴式的零件，甚至还能在两而都焊上SMT也比THT的零件要小和使用TIIT零件的PCB比起來，使用SMT技术的PCB板上零件 要密集很多SMT封装零件也比TIIT的要便宜所以现今的PCB上大部分都是SMT,自然不足为 奇。

因为焊点和零件的接脚非常的小，耍用人工焊接实在非常难不过如果考虑到日前的组装 都是全H动的话，这个问题只会出现在修复冬件的时候吧设计流程在PCB的设计中，其实在正式布线前，还要经过很漫长的步骤，以下就是主要设计的流程：系统规格首先要先规划出该电子设备的各项系统规格包含了系统功能，成本限制，人小，运作情 形等等系统功能区块图接下来必须要制作出系统的功能方块图方块间的关系也必须要标示出来将系统分割儿个PCB将系统分割数个PCB的话，不仅在尺寸上可以缩小，也可以让系统具有升级与交换零件的 能力系统功能方块图就提供了我们分割的依据像是计算机就可以分成主机板、显示卡、声卡、 软盘驱动器和电源等等决定使川封装方法，和各PCB的大小当各PCB使用的技术和电路数量都决定好了，接下來就是决定板子的大小了如果设计的 过大，那么封装技术就要改变，或是重新作分割的动作在选择技术时，也要将线路图的品质与 速度都考量进去绘出所有PCB的电路概图概图中要衣示出各零件间的相互连接细节所有系统中的PCB都必须要描出來，现今大多 采用CAD （计算机辅助设计,Computer Aided Design）的方式下面就是使用CircuitMakerTM 设计的范例。

PCB的电路概图初步设计的仿真运作为了确保设计出來的电路图可以止常运作，这必须先川计算机软件來仿真一次这类软件 可以读取设计图，并且用许多方式显示电路运作的情况这比起实际做出一块样本PCB,然后川 手动测量要來的有效率多了将零件放上PCB零件放置的方式，是根据它们Z间如何和连來决定的它们必须以最冇效率的方式与路径 相连接所谓冇效率的布线，就是牵线越短并且通过层数越少(这也同时减少导孔的数目)越好， 不过在真止布线时，我们会再提到这个问题下面是总线在PCB上布线的样子为了让各零件都 能够拥有完美的配线，放置的位置是很重要的测试布线对能性，与高速下的正确运作现今的部份计算机软件，可以检查各零件摆设的位置是否可以正确连接，或是检查在髙速 运作下，这样是否可以正确运作这项步骤称为安排零件，不过我们不会太深入研究这些如果 电路设计有问题，在实地导出线路前，还可以重新安排零件的位置导出PCB上线路在概图中的连接，现在将会实地作成布线的样子这项步骤通常都是全自动的，不过一般 來说述是需要手动更改某些部份下面是2层板的导线模板红色和蓝色的线条，分別代表PCB 的零件层与焊接层白色的文字与四方形代表的是网版印刷面的各项标示。

红色的点和恻圈代表 钻洞与导孔最右方我们可以看到PCB上的焊接而有金手指这个PCB的戢终构图通常称为工作 底片(Artwork)每一次的设计，都必须要符介一套规定，像是线路间的最小保留空隙，最小线路宽度，和 其它类似的实际限制筹这些规定依照电路的速度，传送信号的强弱，电路对耗电与噪声的敏感 度，以及材质品质与制造设备等因素而有不同如果电流强度上升，那导线的粗细也必须要增加 为了减少PCB的成木，在减少层数的同时，也必须要注意这些规定是否仍III符合如果需要超过 2层的构造的话，那么通常会使用到电源层以及地线层，來避免信号层上的传送倍号受到影响, 并且对以当作信号层的防护罩导线后电路测试为了确定线路在导线后能够正常运作，它必须要通过最厉检测这项检测也可以检查是否 有不正确的连接，并且所右联机都照着概图走建立制作档案因为H前有许多设计PCB的CAD工具，制造厂商必须有符合标准的档案，才能制造板子 标准规格有好几种,不过最常用的是Gerber files规格一组Gerber files tiffi各信号、电源 以及地线层的平面图，阻焊层与网板印刷面的平面图，以及钻孔与取放等指定档案电磁兼容问题没有照EMC (电磁兼容)规格设计的电子设备，很可能会散发出电磁能量，并11干扰附近 的电器。

EMC对电磁干扰(EM1),电磁场(E\IF)和射频干扰(RFI)等都规定了最人的限制 这项规定可以确保该电器与附近其它电器的止常运作EMC对一项设备，散射或传导到另一设备 的能量有严格的限制，并H设计时耍减少对外來EMF、EMI、RF1等的磁化率换言乙这项规定 的H的就是耍防止电磁能量进入或由装登散发出这其实是一项很难解决的问题，一般人多会使 用电源和地线层，或是将PCB放进金属盒子当中以解决这些问题电源和地线层可以防止信号层 受干扰，金属盒的效用也差不多对这些问题我们就不过于深入了电路的最大速度得看如何照EMC规定做了内部的E\1I,像是导体间的电流耗损，会随着 频率上升而增强如果两者Z间的的电流差距过大，那么一定要拉长两者间的距离这也告诉我 们如何避免高压，以及让电路的电流消耗降到最低布线的延迟率也很重要，所以长度自然越短 越好所以布线良好的小PCB,会比大PCB更适合在高速下运作制造流程PCB的制造过程山玻璃环氧树脂(Glass Epoxy)或类似材质制成的「基板」开始影像(成形/导线制作)制作的第一步是建立出零件间联机的布线我们采用负片转印(Subtractive transfer) 方式将工作底片表现在金属导体上。

这项技巧是将整个衣面铺上一层薄薄的铜箔，并且把多。