PCB(Printed circuit board)是一個(gè)最存在廣泛的叫法,也可以叫做“printed wiring boards” 還是 “printed wiring cards”。在PCB顯露出來之前,電路是經(jīng)過點(diǎn)到點(diǎn)的接線組成的。這種辦法的靠得住性很低,由于隨著電路的老化,線路的出現(xiàn)裂縫會(huì)造成線路節(jié)點(diǎn)的斷路還是短路。
繞線技術(shù)是電路技術(shù)的一個(gè)重大進(jìn)步提高,這種辦法經(jīng)過將小口徑線材繞在連署點(diǎn)的柱子上,提高了線路的經(jīng)久性以及可改易性。
(1977年Z80計(jì)算機(jī)的繞線背板)
當(dāng)電子行業(yè)從電子管、替續(xù)器進(jìn)展到硅半導(dǎo)體以及集成電路的時(shí)刻,電子元部件的尺寸和價(jià)錢也在減退。電子產(chǎn)品越來越次數(shù)多的顯露出來在了消費(fèi)領(lǐng)域電路板,促推廠商去尋覓更小以及性價(jià)比更高的方案。于是,PCB誕生了。
PCB看中去像多層蛋糕還是千層面--制造中將不一樣的材料的層,經(jīng)過卡路里和黏合劑遏抑到一塊兒。
PCB的基材普通都是玻璃纖維。大部分?jǐn)?shù)事情狀況下,PCB的玻璃纖維基材普通就指"FR4"這種材料。"FR4"這種固體材料給與了PCB硬度和厚度。除開FR4這種基材外,還有柔性高溫分子化合物塑料(聚酰亞胺或大致相似)上出產(chǎn)的柔性電路板等等。
你有可能會(huì)發(fā)覺有不一樣厚度的PCB;不過 SparkFun的產(chǎn)品的厚度大多都是1.6mm(0.063'')。有一點(diǎn)產(chǎn)品也認(rèn)為合適而使用了其他厚度,譬如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards認(rèn)為合適而使用了0.8mm的板厚。
價(jià)格低廉的PCB和洞洞板(見上圖)是由環(huán)氧氣天然樹脂或酚這么的材料制成,匱缺 FR4那種不容易用壞性,不過卻便宜眾多。當(dāng)在這種扳手上燒焊物品時(shí),將會(huì)聞到非常大的異味。這品類型的基材,每常被用在很低端的消費(fèi)品里邊。酚類事物具備較低的熱分解溫度,燒焊時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)造成其分解碳化,況且散散發(fā)難聞的味道。
(露銅的PCB,沒有阻礙焊&絲印)
接下來紹介是很薄的銅箔層,出產(chǎn)中經(jīng)過卡路里以及膠黏劑將其遏抑倒基材上頭。在雙面板上,銅箔會(huì)遏抑到基材的正反兩面。在一點(diǎn)低成本的場(chǎng)合,有可能只會(huì)在基材的一面遏抑銅箔。當(dāng)我們提及到”雙面板“還是”兩層板“的時(shí)刻,指的是我們的千層面上有兩層銅箔。當(dāng)然,不一樣的PCB預(yù)設(shè)中,銅箔層的數(shù)目有可能是1層這樣少,還是比16層還多。
銅層的厚度品類比較多,并且是用重量做單位的,普通認(rèn)為合適而使用銅平均的遮蓋一平方英尺的重量(英兩oz)來表達(dá)。大多PCB的銅厚是1oz,不過有一點(diǎn)大功率的PCB有可能會(huì)用到2oz還是3oz的銅厚。將英兩(oz)每平方英尺換算一下子,約略是 35um還是1.4mil的銅厚。
在銅層上頭的是阻焊層。這一層讓PCB看起來是綠顏色的(還是是SparkFun的紅色)。阻焊層遮蓋住銅層上頭的走線,避免PCB上的走線和其它的金屬、焊錫還是其他的導(dǎo)電物體接觸造成短路。阻焊層的存在,使大家可以在準(zhǔn)確的地方施行燒焊 ,況且避免了焊錫建橋。
在上圖這個(gè)例子里,我們可以看見阻焊遮蓋了PCB的大多(涵蓋走線),不過露出了銀色的孔環(huán)以及SMD焊盤,以便捷燒焊。
普通來說,阻焊都是綠顏色的,但幾乎全部的顏色可以用來做阻焊。SparkFun的板卡大多是紅色的,不過IOIO板卡用了白的顏色,LilyPad板卡是紫色的。
在阻焊層上頭,是白的顏色的絲印層。在PCB的絲印層上印有字母、數(shù)碼以及符號(hào),這么可以便捷組裝以及引導(dǎo)大家更好地了解板卡的預(yù)設(shè)。我們常常會(huì)用絲印層的符號(hào)標(biāo)明某些管腳還是LED的功能等。
絲印層是最最常見的顏色是白的顏色,一樣,絲印層幾乎可以做成不論什么顏色。黑色,灰色,紅色甚至于是黃色的絲印層并不少見。不過,很少見到單個(gè)板卡上有多種絲印層顏色。
如今你曉得了PCB的結(jié)構(gòu)組成,下邊我們來看一下子PCB有關(guān)的專門用語(yǔ)吧。
孔環(huán) -- PCB上的金屬化孔上的銅環(huán)。
Examples of annular rings. 孔環(huán)的例子
DRC -- 預(yù)設(shè)規(guī)則查緝。一個(gè)查緝預(yù)設(shè)是否里面含有不正確的手續(xù),譬如,走線短路,走線太細(xì),還是鉆孔太小。
鉆孔打中目標(biāo) -- 用來表達(dá)預(yù)設(shè)中要求的鉆孔位置和實(shí)際的鉆孔位置的偏差。鈍鉆頭造成的錯(cuò)誤的鉆孔核心是PCB制作里的存在廣泛?jiǎn)栴}。
不是太正確的drill hit概況圖
(金)手指頭 -- 在板卡邊上顯露的金屬焊盤,普通用做連署兩個(gè)電路板。譬如計(jì)算機(jī)的擴(kuò)展板塊的邊緣、內(nèi)存條以及老的游戲卡。
郵花孔 -- 除開V-Cut外,另一種可挑選的分板預(yù)設(shè)辦法。用一點(diǎn)蟬聯(lián)的孔形成一個(gè)脆弱的連署點(diǎn),就可以容易將板卡從拼成版面上瓜分出來。SparkFun的Protosnap板卡是一個(gè)比較好的例子。
ProtoSnap上的郵花孔使PCB能簡(jiǎn)單的彎折下來。
焊盤 -- 在PCB外表顯露的一小批金屬,用來燒焊部件。
左面是插件焊盤,右面是貼片焊盤
拼板 -- 一個(gè)由眾多可瓜分的小電路板組成的大電路板。半自動(dòng)化的電路板出產(chǎn)設(shè)施在出產(chǎn)小板卡的時(shí)刻常常會(huì)出問題,將幾個(gè)小板卡組合到一塊兒,可以加快出產(chǎn)速度。
鋼網(wǎng) -- 一個(gè)薄金屬模型板(也可以是分子化合物塑料),在組裝的時(shí)刻,將其放在PCB上讓焊錫透過某些特別指定部位。
鋼網(wǎng)(原圖掛了,自個(gè)兒找的配圖)
Pick-and-place - 將元部件放到線路板上的機(jī)器還是流程。
最簡(jiǎn)單的面 -- 線路板上一段蟬聯(lián)的銅皮。普通是由邊界來定義,而不是 途徑。也稱作”覆銅“
圖示PCB上大多地方?jīng)]有走線,不過有地的覆銅
金屬化過孔 -- PCB上的一個(gè)孔,里面含有孔環(huán)以及電鍍的孔壁。金屬化過孔有可能是一個(gè)插件的連署點(diǎn),信號(hào)的換層處,還是是一個(gè)安裝孔。
FABFM PCB上的一個(gè)插件電阻。電阻的兩個(gè)腿已經(jīng)越過了PCB的過孔。電鍍的孔壁可以使PCB正反兩面的走線連署到一塊兒。
Pogo pin -- 一個(gè)彈簧支撐的臨時(shí)接觸點(diǎn),普通用作測(cè)試或燒錄手續(xù)。
有尖頭的pogo pin, 在測(cè)試針床中用的眾多。
回流焊 -- 將焊錫消融,使焊盤(SMD)和部件管腳連署到一塊兒。
絲印 -- 在PCB板上的字母、數(shù)碼、符號(hào)還是圖形等?;旧厦總€(gè)板卡上只有一種顏色,況且辯白率相相比較較低。
絲印指出了這個(gè)LED是電源指使燈。
開槽 -- 指的是PCB前一任官吏何不是圓形的洞。開槽可以電鍍也可以不電鍍。因?yàn)殚_槽需求另外的割切時(shí)間,有特殊情況增加板卡的成本。
在ProtoSnap - Pro Mini板卡上的復(fù)雜開槽。一樣有眾多郵花孔。注意: 因?yàn)殚_槽的刃具是圓形的,開槽的邊緣不可以絕對(duì)做成90度角。
錫膏層 -- 在往PCB上安放元部件之前,融會(huì)貫通過鋼網(wǎng)在表貼部件的焊盤上形成的一定厚度的錫膏層。在回流焊過程中,錫膏消融,在焊盤和部件管腳間樹立靠得住的電氣和機(jī)械連署。
在安放元部件之前,PCB上短暫的錫膏層,想的起來去理解一下子鋼網(wǎng)的定義。
焊錫爐 -- 燒焊插件的火爐。普通里邊有小量的熔化的焊錫,板卡在上頭迅疾的經(jīng)過,就可以將顯露的管腳上錫燒焊好。
阻焊 -- 為了避免短路、腐蝕以及其他問題,銅上頭會(huì)遮蓋一層盡力照顧膜。盡力照顧膜普通是綠顏色,也有可能是其他顏色(SparkFun紅色,Arduino藍(lán)色,還是Apple黑色)。普通稱作“阻焊”。
Solder mask covers up the signal traces but leaves the pads to solder to.阻焊遮蓋了信號(hào)線,不過露出了焊盤以易于燒焊。
連錫 -- 部件上的兩個(gè)銜接的管腳,被一小滴焊錫不正確的連署到達(dá)一塊兒。
外表貼裝 -- 一種組裝的辦法,部件只消簡(jiǎn)單的放在板卡上,不必將部件管腳越過板卡上的過孔。
熱焊盤 -- 指的是連署焊盤到最簡(jiǎn)單的面間的一段短走線。假如焊盤沒有做妥當(dāng)?shù)纳犷A(yù)設(shè),燒焊時(shí)很難將焊盤加熱到足夠的燒焊溫度。不妥當(dāng)?shù)纳岷副P預(yù)設(shè),會(huì)感受焊盤比較黏,況且回流焊的時(shí)間相相比較較長(zhǎng)。(譯者注,普通熱焊盤做在插件與波峰燒焊觸的一面。不曉得這個(gè)文章里邊為何會(huì)提到reflow,reflow主要要思索問題的是熱均衡,避免立碑。)
在左面,焊盤經(jīng)過兩個(gè)短走線(熱焊盤)連署到地最簡(jiǎn)單的面。在右面,過孔直鄰接署到地最簡(jiǎn)單的面,沒有認(rèn)為合適而使用熱焊盤。
走線 -- 在電路板上,普通蟬聯(lián)的銅的途徑。
一段連署復(fù)位點(diǎn)和板卡上其他地方的細(xì)走線。一個(gè)相對(duì)粗一點(diǎn)兒的走線連署了5V電源點(diǎn)。
V-score -- 將板卡施行一條不絕對(duì)的割切,可以將板卡經(jīng)過這條直線攀折。(譯者注:國(guó)內(nèi)常叫做“V-CUT”)
過孔 -- 在板卡上的一個(gè)洞,普通用來將信號(hào)從一層切換到額外一層。塞孔指的是在過孔上遮蓋阻焊,以防被燒焊。連署器還是部件管腳過孔,由于需求燒焊,普通不會(huì)施行塞孔。
同一個(gè)PCB上塞孔的正反兩面。這個(gè)過孔將正面的信號(hào),經(jīng)過在板卡上的鉆孔,傳道輸送到達(dá)背面。
波峰焊 -- 一個(gè)燒焊插件部件的辦法。將板卡勻速的經(jīng)過一個(gè)萌生牢穩(wěn)波峰的熔化焊錫爐,焊錫的波峰會(huì)將部件管腳和顯露的焊盤燒焊到一塊兒。
Designing your own! 預(yù)設(shè)自個(gè)兒的!
你期望著手預(yù)設(shè)自個(gè)兒的PCB嗎。在PCB預(yù)設(shè)中的彎彎曲曲在這邊說太復(fù)雜了。然而,假如你實(shí)在想著手,下邊有幾個(gè)要領(lǐng)。
找到一個(gè)CAD的工具:在PCB預(yù)設(shè)的市場(chǎng)里,有眾多低廉還是不收費(fèi)的挑選。當(dāng)找一個(gè)工具的時(shí)刻,可以思索問題以下幾點(diǎn)。
論壇支持:有沒有眾多人運(yùn)用這個(gè)工具越多的人運(yùn)用,你越容易找到你需求的部件的已經(jīng)預(yù)設(shè)好的封裝庫(kù)。
很容易用。假如非常不好用的話,你也不會(huì)用。
性能:眾多手續(xù)對(duì)預(yù)設(shè)有限止,譬如層數(shù),部件數(shù),以及板游標(biāo)卡尺寸等。大多需求你去購(gòu)買權(quán)力委托去升班性能。
可制約性:一點(diǎn)不收費(fèi)的手續(xù)不準(zhǔn)許導(dǎo)出還是搬遷到其他軟件,將你限止在惟一的供應(yīng)商上。有可能軟件的低廉以及方便性值當(dāng)這么的支付,但有時(shí)不太值當(dāng)。
去看看別人的布板預(yù)設(shè)。開源硬件讓這個(gè)事物越來越容易。
練習(xí),練習(xí),仍然練習(xí)。
維持低的希望值。你預(yù)設(shè)的第1個(gè)板卡有可能有眾多問題,不過第20個(gè)有可能就少眾多,不過還會(huì)有一點(diǎn)問題。不過你很難將全部問題掃除凈盡。
原理圖相當(dāng)關(guān)緊。試驗(yàn)去預(yù)設(shè)一個(gè)沒有好的原理圖支持的PCB板卡是徒勞的。