印刷电路板或PCB是我们在日常生活中使用的几乎所有电子设备中存在的一个组件。它形成了任何电路的基础。PCB是所有电气/电子元件在没有任何导线的情况下保持在一起并互连。PCB上的连接不仅是永久性的,而且也很完美而容易理解。

如果您热衷于构建电子电路,您需要真正熟悉PCB设计的基础知识。

在本文中,我将分解一些常用的PCB术语,PCB设计过程,以及一些常用的PCB术语和一些热门PCB设计软​​件

但首先,让我解释一下PCB真的是什么!

什么是印刷电路板(PCB)?

你有没有开了一个像电视遥控器或手机这样的旧的电子设备?如果是,那么你必须看到一个绿色的表格(有时是红色,蓝色),有很多银线和组件。这张表只不过是PCB。

PCB设计的基础知识
PCB印刷电路板

起初,了解电路看起来像一个上坡任务。但是,一旦您熟悉其设计,这些并发症可能会嘲笑您的内电子书呆子。

PCB构成了各种复杂电路的基础,是您获得更苗条的电视,手机和笔记本电脑的主要原因之一。它们根据电路的复杂性以一个,两个或多层制造。

您可以想象PCB就像用不同材料的层制成的小薄片 - 全部层压在一起以形成单个PCB片材。

如果我们拍摄典型的双层PCB,它将具有这样的组成:

这里,基材是指上面提到的非导电介电部分。

由于其温度方差的稳定性,基板的流行选择是FR4玻璃。它在铜丝层(导电片)层之间也容易夹层。对于复杂电路,在可以允许最小损耗的情况下,使用PTFE衬底。

在上面的图案描绘中,两个铜板覆盖基板,并且被称为双层PCB。对于像音乐玩具中使用的简单电路,这个产品足以就足够的目的。层数的增加确保了高端电路的更多布线区域,例如SmartWatch或智能手机。

通过称为焊接掩模的层掩蔽铜股线,以防止与任何导电引线的意外接触。这层层使电路板成为绿色(在某些情况下红色)颜色。您在PCB曲面上看到的编号,刻字和其他标记(通常为白色)是通过SILKSCREENING过程完成的。

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PCB:术语

当我们潜入PCB的设计过程时,让我让您熟悉PCB词汇表中的几个常用单词。

  1. 焊条- 您在任何PCB的顶部看到的绿色/红色/蓝色(非导通)层。它可以从可能的短路屏蔽整个PCB。它还使整个焊接过程变得容易。
  2. 丝网屏- PCB上的白色标记,描绘了关于电路连接的字母,组件符号,制造商的徽标和其他重要符号信息。
  3. - 电路板上的铜表面,用于使用焊料在部件和铜轨道之间进行电连接。
  4. 层数- 每个绑定在一起形成PCB的表面。最外层是部件的安装/焊接发生的地方。内层用于在内部连接组件。
  5. 足迹 -焊盘和电路的所有信息都保存在PCB设计软​​件中作为脚印。
  6. 跳跃- 在电路要求的时间中的节省者,使铜轨道彼此重叠。它有助于在PCB上连接两个不同的点。
  7. 通过或通过通孔通过- 电流通过PCB外层(顶部和底部)获得路径。您可以通过彩色焊盘(通常是黄色)在PCB板上发现它们
  8. 盲录- 它们在外层(顶部或底部)和立即层之间连接,而不仅仅是外层。如果您的PCB允许光线,它有盲孔
  9. 埋头- 与盲人透视相同。它在多层PCB的情况下连接内层。
  10. 铜痕迹- 彩色导电轨道,可连接组件,通孔,焊盘。
  11. 环形戒指- 环绕镀孔的铜环。
  12. 设计规则检查(DRC)- 基于软件的检查,找到电路设计中的任何毛刺。
  13. 格柏档案- 电路软件设计期间生成的文件。它包含像在哪里制作孔,铜迹线,组件的名称等的重要信息。

现在您熟悉PCB的基本定义和设计,所需的下一件事是可用PCB的类型。基本知识将有助于您为电路选择合适的类型。

PCB:分类

一旦开始设计电路,不同类型的PCB可能会压倒您。

我拨出了一个简单的清单;根据不同方面的类型的崩溃。

首先,我们根据组件连接到PCB的方式分类PCB类型。

基于所使用的安装技术的分类

在典型的PCB中,组件使用两种技术在其表面上连接,基于它可以被归类为:

通孔PCB

顾名思义,在该PCB类型中,部件连接到穿过PCB孔的引线线。该方法可以在单层PCB中容易地实现。然而,随着层数的增加,实现它的难度也增加。

由于这个原因,这项技术现在很少使用,并且是濒临过时的。

表面安装PCB.

其中一个新技术,这里需要钻孔以将导线连接到SMD部件。这些组件直接安装在PCB上。无论PCB的层数如何,都易于实现。

基于层数的分类

单层PCB.

符合其名称,这种类型仅具有一层导电材料,例如铜板。然后通过焊接掩模进行导电片,然后用硅烷圈保护以标记所有部件。

您可以轻松识别单层PCB,因为它只在一侧具有标记和迹线。

它用于相对简单的电路,如数码相机电路,玩具电路,无线电和立体套等。

双层PCB.

双层PCB具有两层导电材料。

诸如纤维或玻璃的非导电材料夹在两片铜之间。这是媒体到复杂电路的流行类型的PCB之一。它是因为它允许关闭路由跟踪与单面PCB不同。

多层PCB

多层PCB是指具有超过2层导电材料的PCB。它可以被视为批次的双层PCB,其中2个导电箔被胶合并用放置在它们之间的介电片层叠。

制造过程非常乏味。随着层数的增加,铜板的厚度保持在检查,使整个电路板看起来不庞大。

随着PCB中的越来越多的层,它导致强大的高密度组装。这是多层PCB的高容量和速度背后的原因。

这里通过“通孔”实现层之间的电连接。由于该层更多,多人PCB对于智能手机,GPS电路等的高端应用是高度可靠的和耐用的。

基于其灵活性的PCB类型

接下来,PCB可以根据其灵活性分为三类。它仅仅取决于所用的基材。

刚性PCB.

这里,使用的基板或电介质是非常刚性的,并且从任何类型的扭曲和转动中避免了PCB。用于刚性PCB的常用基板之一是FR4(用加强件)。

顾名思义,一旦该PCB制造,它就不能折叠以适合任何形状。它具有良好的力量和生命,因此适用于计算机主板。

灵活的PCB

柔性PCB或Flex PCB通常被引用是可以轻松弯曲的PCB。与刚性PCB相比,它节省了空间,并且在重量时也较轻。这里,非导电部分由聚酰胺,PEEK(聚醚醚酮)或透明导电聚酯薄膜等材料制成。由于这些易于制造,因此可用作单层,双层PCB

其应用包括:LCD制造,Flex太阳能电池板,Smartwatches

刚性柔性PCB

该PCB型具有刚性和柔性层的组合。由于柔性PCB缺乏强度,因此将其与刚性层组合,使PCB在其结构中具有灵活性和刚性。这些可以制造为单层,双层和多层PCB。

由于其空间和重量优化设计,它是医疗电子电路如起搏器的理想选择,可以使用与航空航天,手机等相关的电路。

PCB设计过程

设计PCB的第一步是在PCB设计软​​件上绘制示意图。有许多软件可用。其中一些我在本文的下一部分列出。

使用组件库并在计算机屏幕上准备一个电路图。在这里,您可以以最佳的方式更改电路布局以适合PCB板。

接下来,一旦完成电路图,就可以在塑料表上生成它。格柏文件将被发送到印刷为掩模或塑料表上的负图像。

这有助于您拿起最适合电路目的的正确基板表。您可以选择巧氟玻璃,纤维表等。下一个任务是通过通过PCB钻取来创建通过。这可以手动或使用计算机数控(CNC)机器进行。

对其进行排序后,您可以使用铜板上使用激光打印机打印电路。

现在你已经通过了这个过程到达了。接下来,一旦电路在铜纸上,就准备将其带到蚀刻和条带的下一步。董事会经过严格的化学洗涤,以去除无价值的铜痕迹。在此过程结束时,您将获得具有不同铜轮廓的PCB。

PCB现在准备好进行测试过程。如今,您拥有像ATG测试套件一样的自动测试套件,以确保PCB将良好工作并提供其目的。

PCB设计软​​件

在最后一节中,我列出了5个流行的PCB设计软​​件,您可以尝试。我们发表了一个PCB设计和布局工具的大列表- 您可以在那里了解所有流行的软件。

吉拉德

PCB布局基础 - 绘图工具

吉拉德是自由软件和跨平台,开源电子设计自动化套房。它配备了3D示意图和PCB编辑器,可以生产最多32个铜板的PCB布局。

Altium Designer.

PICEER直接从PCB编辑器的3D可视化,Altium还提供FPGA,原理图捕获和发布数据管理等功能。它可用于开发媒体的示意图到复杂电路。

Autodesk Eagle.

最受欢迎的原理图平台之一是Autodesk Eagle,以前称为Cadsoft Eagle提高了几种有用的功能。其中一些包括原理图编辑器PCB.用于设计PCB,组件放置和PCB路由的布局编辑器。它与Linux,Windows和Mac等大多数操作系统兼容。

雨镜

雨镜,是由于其开源硬件设计格式,是基于Web的协作电子设计自动化(EDA)平台之一。它拥有3D视图等功能,易于出口到硬件,PCB编辑器,原理图捕获到名称。

奥斯蒙德PCB.

奥斯蒙德PCB.纯粹为Macintosh用户量身定制并提供高分辨率为10纳米,以提供高精度输出。它为您提供了灵活的功能,如支持公制和英制单元系统,提供修改迹线的工具,在任何点,无限制的电路板尺寸和更多的位置重新构建电路。

有了这个,我们来到了文章的尽头,希望它能够简要了解PCB及其设计过程。

谢谢阅读。

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