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pcb2020十大正规网赌网址厂家 PCB基础常识

PCB基础常识(一)

在电子行业有一个关键的部件叫做PCB(printed circuit board,印刷十大赌博正规澳门平台)。这是一个太基础的部件,导致很多人都很难说明到底什么是PCB。这篇文章将会详细说明PCB的构成,以及在PCB的领域里面常用的一些术语。

 在接下来的几页里面,大家将讨论PCB的组成,包括一些术语,简要的组装方法,以及概况PCB的设计过程。

 

 

What's a PCB?
PCB(Printed circuit board)是一个最普遍的叫法,也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出现之前,电路是通过点到点的接线组成的。这种方法的可靠性很低,因为随着电路的老化,线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。

 

绕线技术是电路技术的一个重大进步,这种方法通过将小口径线材绕在连接点的柱子上,提升了线路的耐久性以及可更换性。

 

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(1977年Z80计算机的绕线背板)

 

当电子行业从真空管、继电器发展到硅半导体以及集成电路的时候,电子元器件的尺寸和价格也在下降。电子产品越来越频繁的出现在了消费领域,促使厂商去寻找更小以及性价比更高的方案。于是,PCB诞生了。

 

 

Composition(组成)
PCB看上去像多层蛋糕或者千层面--制作中将不同的材料的层,通过热量和粘合剂压制到一起。

 

 

从中间层开始吧。

 

FR4
PCB的基材一般都是玻璃纤维。大多数情况下,PCB的玻璃纤维基材一般就指"FR4"这种材料。"FR4"这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。除了FR4这种基材外,还有柔性高温塑料(聚酰亚胺或类似)上生产的柔性十大赌博正规澳门平台等等。

 

你可能会发现有不同厚度的PCB;然而 SparkFun的产品的厚度大部分都是1.6mm(0.063'')。有一些产品也采用了其它厚度,比如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards采用了0.8mm的板厚。

 

 

低价的PCB和洞洞板(见上图)是由环氧树脂或酚这样的材料制成,缺乏 FR4那种耐用性,但是却便宜很多。当在这种板子上焊接东西时,将会闻到很大的异味。这种类型的基材,常常被用在很低端的消费品里面。酚类物质具有较低的热分解温度,焊接时间过长会导致其分解碳化,并且散发出难闻的味道。

 

Copper
 

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(露铜的PCB,无阻焊&丝印)

 

接下来先容是很薄的铜箔层,生产中通过热量以及黏合剂将其压制倒基材上面。在双面板上,铜箔会压制到基材的正反两面。在一些低成本的场合,可能只会在基材的一面压制铜箔。当大家提及到”双面板“或者”两层板“的时候,指的是大家的千层面上有两层铜箔。当然,不同的PCB设计中,铜箔层的数量可能是1层这么少,或者比16层还多。

 

铜层的厚度种类比较多,而且是用重量做单位的,一般采用铜均匀的覆盖一平方英尺的重量(盎司oz)来表示。大部分PCB的铜厚是1oz,但是有一些大功率的PCB可能会用到2oz或者3oz的铜厚。将盎司(oz)每平方英尺换算一下,大概是 35um或者1.4mil的铜厚。

 

Soldermask(阻焊)
在铜层上面的是阻焊层。这一层让PCB看起来是绿色的(或者是SparkFun的红色)。阻焊层覆盖住铜层上面的走线,防止PCB上的走线和其他的金属、焊锡或者其它的导电物体接触导致短路。阻焊层的存在,使大家可以在正确的地方进行焊接 ,并且防止了焊锡搭桥。

 

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在上图这个例子里,大家可以看到阻焊覆盖了PCB的大部分(包括走线),但是露出了银色的孔环以及SMD焊盘,以方便焊接。

 

一般来说,阻焊都是绿色的,但几乎所有的颜色可以用来做阻焊。SparkFun的板卡大部分是红色的,但是IOIO板卡用了白色,LilyPad板卡是紫色的。

 

Silkscreen(丝印)

 

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在阻焊层上面,是白色的丝印层。在PCB的丝印层上印有字母、数字以及符号,这样可以方便组装以及引导大家更好地理解板卡的设计。大家经常会用丝印层的符号标示某些管脚或者LED的功能等。

 

丝印层是最最常见的颜色是白色,同样,丝印层几乎可以做成任何颜色。黑色,灰色,红色甚至是黄色的丝印层并不少见。然而,很少见到单个板卡上有多种丝印层颜色。

下一页会先容一些PCB方面的常用术语。

 

Terminology(术语)
现在你知道了PCB的结构组成,下面大家来看一下PCB相关的术语吧。

 

孔环 -- PCB上的金属化孔上的铜环。

 

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Examples of annular rings. 孔环的例子

 

DRC -- 设计规则检查。一个检查设计是否包含错误的程序,比如,走线短路,走线太细,或者钻孔太小。

 

钻孔命中 -- 用来表示设计中要求的钻孔位置和实际的钻孔位置的偏差。钝钻头导致的不正确的钻孔中心是PCB制造里的普遍问题。

 

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 不是太准确的drill hit示意图

 

(金)手指 -- 在板卡边上裸露的金属焊盘,一般用做连接两个十大赌博正规澳门平台。比如计算机的扩展模块的边缘、内存条以及老的游戏卡。

 

邮票孔 -- 除了V-Cut外,另一种可选择的分板设计方法。用一些连续的孔形成一个薄弱的连接点,就可以容易将板卡从拼版上分割出来。SparkFun的Protosnap板卡是一个比较好的例子。

 

ProtoSnap上的邮票孔使PCB能简单的弯折下来。

 

焊盘 -- 在PCB表面裸露的一部分金属,用来焊接器件。

 

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 左边是 插件焊盘,右边是贴片焊盘

 

拼板 -- 一个由很多可分割的小十大赌博正规澳门平台组成的大十大赌博正规澳门平台。自动化的十大赌博正规澳门平台生产设备在生产小板卡的时候经常会出问题,将几个小板卡组合到一起,可以加快生产速度。

 

钢网 -- 一个薄金属模板(也可以是塑料),在组装的时候,将其放在PCB上让焊锡透过某些特定部位。

 

钢网(原图挂了,自己找的配图)

 

Pick-and-place - 将元器件放到2020十大正规网赌网址上的机器或者流程。

平面 -- 2020十大正规网赌网址上一段连续的铜皮。一般是由边界来定义,而不是 路径。也称作”覆铜“

 

图示PCB上大部分地方没有走线,但是有地的覆铜

金属化过孔 -- PCB上的一个孔,包含孔环以及电镀的孔壁。金属化过孔可能是一个插件的连接点,信号的换层处,或者是一个安装孔。

 FABFM PCB上的一个插件电阻。电阻的两个腿已经穿过了PCB的过孔。电镀的孔壁可以使PCB正反两面的走线连接到一起。

 

Pogo pin -- 一个弹簧支撑的临时接触点,一般用作测试或烧录程序。

 

有尖头的pogo pin, 在测试针床中用的很多。

 

回流焊 -- 将焊锡融化,使焊盘(SMD)和器件管脚连接到一起。

丝印 -- 在PCB板上的字母、数字、符号或者图形等。基本上每个板卡上只有一种颜色,并且分辨率相对比较低。

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 丝印指出了这个LED是电源指示灯。

 

开槽 -- 指的是PCB上任何不是圆形的洞。开槽可以电镀也可以不电镀。由于开槽需要额外的切割时间,有时会增加板卡的成本。

 

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在ProtoSnap - Pro Mini板卡上的复杂开槽。同样有很多邮票孔。注意: 由于开槽的刀具是圆形的,开槽的边缘不能完全做成直角。

 

锡膏层 -- 在往PCB上放置元器件之前,会通过钢网在表贴器件的焊盘上形成的一定厚度的锡膏层。在回流焊过程中,锡膏融化,在焊盘和器件管脚间建立可靠的电气和机械连接。

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在放置元器件之前,PCB上短暂的锡膏层,记得去了解一下钢网的定义。

 

焊锡炉 -- 焊接插件的炉子。一般里面有少量的熔融的焊锡,板卡在上面迅速的通过,就可以将暴露的管脚上锡焊接好。

 

阻焊 -- 为了防止短路、腐蚀以及其它问题,铜上面会覆盖一层保护膜。保护膜一般是绿色,也可能是其它颜色(SparkFun红色,Arduino蓝色,或者Apple黑色)。一般称作“阻焊”。

 

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Solder mask covers up the signal traces but leaves the pads to solder to.阻焊覆盖了信号线,但是露出了焊盘以便于焊接。

 

连锡 -- 器件上的两个相连的管脚,被一小滴焊锡错误的连接到了一起。

 

表面贴装 -- 一种组装的方法,器件只需要简单的放在板卡上,不需要将器件管脚穿过板卡上的过孔。

 

热焊盘 -- 指的是连接焊盘到平面间的一段短走线。如果焊盘没有做恰当的散热设计,焊接时很难将焊盘加热到足够的焊接温度。不恰当的散热焊盘设计,会感觉焊盘比较黏,并且回流焊的时间相对比较长。(译者注,一般热焊盘做在插件与波峰焊接触的一面。不知道这个文章里面为什么会提到reflow,reflow主要要考虑的是热平衡,防止立碑。)

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在左边,焊盘通过两个短走线(热焊盘)连接到地平面。在右边,过孔直接连接到地平面,没有采用热焊盘。

 

走线 -- 在十大赌博正规澳门平台上,一般连续的铜的路径。

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 一段连接复位点和板卡上其它地方的细走线。一个相对粗一点的走线连接了5V电源点。

 

V-score -- 将板卡进行一条不完全的切割,可以将板卡通过这条直线折断。(译者注:国内常叫做“V-CUT”)

过孔 -- 在板卡上的一个洞,一般用来将信号从一层切换到另外一层。塞孔指的是在过孔上覆盖阻焊,以防被焊接。连接器或者器件管脚过孔,因为需要焊接,一般不会进行塞孔。

 

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同一个PCB上塞孔的正反两面。这个过孔将正面的信号,通过在板卡上的钻孔,传输到了背面。

 

波峰焊 -- 一个焊接插件器件的方法。将板卡匀速的通过一个产生稳定波峰的熔融焊锡炉,焊锡的波峰会将器件管脚和暴露的焊盘焊接到一起。



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