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PCB基础知识1什么是印刷电路板？印刷电路板印刷电路板(PCB:Printed Circuit Board)除了固定各种元器件外，除了固定各种元器件外，PCB的主要作用是提供的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。各项元器件之间的连接电路。电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成，在表面可以看到的细小线路材料是质制作而成，在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。铜箔。在被加工之前，铜箔是覆盖在整个电路板上在被加工之前，铜箔是覆盖在整个电路板上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的，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。因这个加工生的部份就变成网状的细小线路了。因这个加工生产过程，多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓，产过程，多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓，故尔才得到印刷电路板的命名。故尔才得到印刷电路板的命名。这些线路被称作导线这些线路被称作导线(conductor pattern)或或称布线，并用来提供称布线，并用来提供PCB上元器件的电路连接。上元器件的电路连接。PCB中的导线中的导线(Conductor Pattern)2PCB上元器件的安装为了将元器件固定在为了将元器件固定在PCB上面，需要它们的上面，需要它们的接脚直接焊在布线上。接脚直接焊在布线上。在最基本的在最基本的PCB(单面板单面板)上，元器件都集中上，元器件都集中在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来在其中一面，导线则都集中在另一面。这么一来就需要在板子上打洞，以便接脚才能穿过板子到就需要在板子上打洞，以便接脚才能穿过板子到另一面，所以元器件的接脚是焊在另一面上的。另一面，所以元器件的接脚是焊在另一面上的。因为，因为，PCB的正反面分别被称为元器件面的正反面分别被称为元器件面(Component Side)与焊接面与焊接面(Solder Side)。对于部分需要频繁拔插的元器件，比如主板对于部分需要频繁拔插的元器件，比如主板上的上的CPU，需要给用户可以自行调整、升级的选，需要给用户可以自行调整、升级的选择，就不能直接将择，就不能直接将CPU焊在主板上，这时需要用焊在主板上，这时需要用插座插座(Socket)：插座直接焊在电路板上，但元器件可以随意地插座直接焊在电路板上，但元器件可以随意地拆装。如下方的拆装。如下方的Socket插座，即可以让元器件插座，即可以让元器件(这里指的是这里指的是CPU)轻松插进插座，也可以拆下来。轻松插进插座，也可以拆下来。插座旁的固定杆，可以在您插进元器件后将其固插座旁的固定杆，可以在您插进元器件后将其固定。定。而对于而对于Intel的的CPU而言，包括而言，包括Prescott和最和最新的新的Core 2 Duo CPU，则需要如下图右方的，则需要如下图右方的Socket T插座以供安装。插座以供安装。主板上的主板上的CPU插座插座(左为左为Socket，右为，右为Socket T)三、PCB的连接如果要将两块如果要将两块PCB相互连结，即在物理上将相互连结，即在物理上将两块两块PCB在电路上连接起来，则一般需用到俗称在电路上连接起来，则一般需用到俗称“金手指金手指”的边接头的边接头(edge connector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是事实上也是PCB布线的一部份。将其中一片布线的一部份。将其中一片PCB上的金手指插进另一片上的金手指插进另一片 PCB上合适的插槽上上合适的插槽上(一一般叫做扩充槽般叫做扩充槽Slot)。在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似的在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。边接头边接头(俗称金手指俗称金手指)四、PCB的颜色一般，一般，PCB的以的以绿色绿色或或棕色棕色居多，当然也有居多，当然也有部分产品采用更绚丽漂亮颜色的，不过，多是出部分产品采用更绚丽漂亮颜色的，不过，多是出于外观而非产品性能或生产要求方面的考虑，这于外观而非产品性能或生产要求方面的考虑，这是是防焊漆防焊漆(solder mask)的颜色。的颜色。对对PCB来说，防焊层是相当重要的，它是绝来说，防焊层是相当重要的，它是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止元器件缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止元器件被焊到不正确的地方。被焊到不正确的地方。在防焊层上另外会印刷上一层在防焊层上另外会印刷上一层丝印层丝印层(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号。通常在这上面会印上文字与符号(大多大多是白色的是白色的)，以标示出各元器件在板子上的位置。，以标示出各元器件在板子上的位置。左为有白色图标面的绿色左为有白色图标面的绿色PCB，右为没有图标面的棕色，右为没有图标面的棕色PCB 五、PCB的分类对印刷电路板而言，对其的分类有多种方法，对印刷电路板而言，对其的分类有多种方法，其中根据层数分类最为常见。其中根据层数分类最为常见。1.单面板单面板(Single-Sided Boards)在最基本的在最基本的PCB上，元器件集中在其中一面，上，元器件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，这种一面，这种PCB为称单面板为称单面板(Single-sided)。相对而言，单面板在设计方面存在很多限制相对而言，单面板在设计方面存在很多限制(因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径路径)，在处理复杂电路时往往力不从心，现在已，在处理复杂电路时往往力不从心，现在已经很少使用了，除非电路确实十分简单。经很少使用了，除非电路确实十分简单。左为单面左为单面PCB表面，右为单面表面，右为单面PCB底面底面2.双面板双面板(Double-Sided Boards)这种电路板的两面都有布线。不过要用上两这种电路板的两面都有布线。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行。这种电路间的桥梁叫做过孔过孔(via)。过孔是在过孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，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(可以绕到另一面可以绕到另一面)，它更适合用在比单面板更复，它更适合用在比单面板更复杂的电路上。杂的电路上。左为双面左为双面PCB表面，右为双面表面，右为双面PCB底面底面 3.多层板多层板(Multi-Layer Boards)多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢层绝缘层后黏牢(压合压合)。板子的层数就代表了有几。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，并且包含层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。最外侧的两层。大部分的主机板都是大部分的主机板都是4到到8层的结构，不过技术层的结构，不过技术上可以做到近上可以做到近100层的层的PCB板。板。对多层板而言，因为对多层板而言，因为PCB中的各层都紧密的结中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目。合，一般不太容易看出实际数目。埋孔埋孔(Buried vias)和盲孔和盲孔(Blind vias)六、PCB上的元器件安装技术1.插入安装技术插入安装技术(THT)将元器件安置在板子的一面，并将接脚焊在另将元器件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上，这种技术称为一面上，这种技术称为“插入式插入式(Through Hole Technology，THT)”安装。安装。这种安装方式，元器件需要占用大量的空间，这种安装方式，元器件需要占用大量的空间，并且要为每只接脚钻一个洞，它们的接脚也要占并且要为每只接脚钻一个洞，它们的接脚也要占掉两面的空间，而且焊点也比较大。掉两面的空间，而且焊点也比较大。但另一方面，但另一方面，THT元器件和元器件和SMT(表面安装技表面安装技术术)元器件比起来，与元器件比起来，与PCB连接的构造比较好，像连接的构造比较好，像是排线的插座，需要能耐压力，所以通常它们都是排线的插座，需要能耐压力，所以通常它们都是是THT封装。封装。THT元器件元器件(焊接在底部焊接在底部)2.表面安装技术表面安装技术(SMT)使用表面安装技术使用表面安装技术(SMT:Surface Mounted Technology)的元器件，接脚是焊在与元器件同的元器件，接脚是焊在与元器件同一面。一面。这种安装技术避免了像这种安装技术避免了像THT那样需要用为每个那样需要用为每个接脚的焊接都要接脚的焊接都要PCB上钻洞的麻烦。另一方面，上钻洞的麻烦。另一方面，表面安装的元器件，还可以在表面安装的元器件，还可以在PCB的两面上同时的两面上同时安装，这也大大提高了安装，这也大大提高了PCB面积的利用率。面积的利用率。表面安装的元器件焊在表面安装的元器件焊在PCB上的同一面。上的同一面。SMT比比THT的元器件要小，和使用的元器件要小，和使用THT元器件元器件的的PCB比起来，使用比起来，使用SMT技术的技术的PCB板上元器件板上元器件要密集很多。相比较而言，要密集很多。相比较而言，SMT封装元器件也比封装元器件也比THT的要便宜，因此的要便宜，因此如今的如今的PCB上大部分都是上大部分都是SMT。因为目前因为目前PCB的生产过程中均采用全自动技的生产过程中均采用全自动技术，尽管术，尽管SMT元器件的安装焊点和元器件的接脚元器件的安装焊点和元器件的接脚非常小，倒不会增加生产中的难度，不过，当出非常小，倒不会增加生产中的难度，不过，当出现故障维修时如果需要更换元器件，则对焊接技现故障维修时如果需要更换元器件，则对焊接技术提出了更高的要求。术提出了更高的要求。