什么是印刷电路板 (PCB)?
发布日期:2024-02-20
我们通常使用称为原理图的图表来学习、分析和设计电气或电子电路,该图表由通过线连接的元件符号组成。这些符号代表从基本的无源元件(如电阻器或电容器)到复杂的集成电路(如微控制器)的所有内容,线代表允许电流从电路的一部分自由流向另一部分的导电路径。
所有原理图都有一个共同点,那就是完全无法驱动电机,无法闪烁LED,无法过滤噪声,也无法执行我们期望电气系统执行的任何其他有用且有趣的事情。毕竟,原理图只是一张图纸。为了真正用电路完成一些事情,我们需要将其原理图转换为物理组件和物理互连。简单的原理图通常可以在试验板上实现,但绝大多数电路设计都是以印刷电路板(简称PCB)的形式进入物理领域的。
PCB的结构
非非常基本的印刷电路板是一种扁平、刚性、绝缘材料,其一侧粘附着薄的导电结构。这些导电结构可创建由矩形、圆形和正方形等组成的几何图案。长而细的矩形用作互连(即相当于电线),各种形状用作组件的连接点。
如图中所示的印刷电路板只有一个导电层。单层PCB的限制性很强;电路实现不会有效利用可用面积,设计人员可能难以创建必要的互连。
加入额外的导电层使 PCB 更紧凑、更易于设计。两层板是对单层板的重大改进,大多数应用都受益于至少四层。四层板由顶层、底层和两层内层组成。(“顶部”和“底部”可能看起来不像典型的科学术语,但它们仍然是 PCB 设计和制造领域的官方名称。
PCB叠层
叠层是导电层和绝缘层在多层 PCB 中的排列.下面的侧视图图显示了四层板的堆叠。
选择的导电材料是铜。预浸料是一种用树脂
选择的导电材料是铜。预浸料是一种用树脂预浸渍(因此得名)的绝缘材料,芯材(也是绝缘的)在成分上与预浸料相似。
我建议您尽可能使用四层结构。四层板允许您将一个内部层用于参考电位(即接地),另一个内部层用于电源电压。顶部(如有必要)底部将是一个组件层。这种布置有助于 PCB 设计,还可以帮助您实现更高的电路性能。
了解 PCB 特性和术语
在关于印刷电路板的讨论中出现了相当多的专业词汇。本节介绍在 PCB 上发现的物理结构,并为您提供我们用来识别它们的词语。
导电互连称为走线,元件的连接点称为焊盘(用于位于电路板表面的引脚)和通孔(用于插入电路板上钻孔的引脚)。基本的 PCB 设计包括布置焊盘和通孔,以便可以正确安装组件,然后使用走线连接这些焊盘和通孔。
并非所有钻孔都用于通孔组件。我们经常需要将信号或电源电压从一个PCB层传输到另一个PCB层,这是使用称为过孔的小导电孔来实现的。
许多 PCB 还包括安装孔, 这些安装孔具有机械功能而不是电气功能, 因此不需要电镀.在这种情况下,术语“镀层”是指沉积在钻孔内部的导电材料。
铜浇注是 PCB 层中填充有导电材料的相对较大的部分.铜浇注可用于在组件之间提供非常低的电阻或低电感连接,并提高热性能。
完全由一个大铜浇注组成的 PCB 层称为平面层。我们经常使用内层作为接地层,并通过在元件引脚旁边放置过孔来创建接地连接。
通孔或通孔开始时是一个铜圆,然后在钻头穿过圆圈(理想情况下穿过圆心)时变成一个孔。术语环形环是指钻孔后剩余的铜的宽度。
印刷电路板包括各种“补充”信息,这些信息对设备的电气功能没有作用。例如,参考指示符唯一标识组件,点表示正确的组件方向,项目标题或序列号帮助我们跟踪实验室中积累的许多电路板。我们将此信息称为丝网印刷。
结论
我我希望本文对印刷电路板的结构和功能(顺便说一句,有时称为印刷线路板)的结构和功能进行了有趣的介绍。
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