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云创硬见PCB基础知识(一)

  电子学中的关键概念之一是印刷电路板或PCB。它是如此基本,以至于人们经常忘记解释PCB 是什么。本教程将细分组成PCB的部分以及PCB世界中使用的一些常用术语。

  印刷电路板是最常用的名称,但也可以称为“印刷线路板”或“印刷线路卡”。在PCB出现之前,是通过费力的点对点布线过程构造电路的。当电线绝缘开始老化和破裂时,这会导致电线连接处频繁发生故障和短路。

  绕线的发展是一项重大进步,即将细规格的电线从字面上缠绕在每个连接点的柱子上,从而形成了高度耐用且易于更换的气密连接。

  随着电子产品从真空管和继电器转移到硅和集成电路,电子部件的尺寸和成本开始下降。电子产品在消费品中变得越来越普遍,减小电子产品尺寸和制造成本的压力促使制造商寻求更好的解决方案。这样就诞生了PCB。

  PCB是印刷电路板的首字母缩写。它是具有将各个点连接在一起的线和焊盘的电路板。在上图中,有迹线将各种连接器和组件相互电连接。PCB允许信号和电源在物理设备之间路由。焊料是在PCB表面和电子组件之间建立电连接的金属。焊料是金属,也可以用作牢固的机械粘合剂。

  PCB有点像蛋糕或千层面-有交替交替的不同材料层,这些层通过加热和粘接剂层压在一起,从而得到一个单一的物体。

  基材或基材通常是玻璃纤维。历史上,这种玻璃纤维最常见的代号是“ FR4”。该实心芯使PCB具有刚性和厚度。也有在柔性高温塑料(Kapton或同等产品)上构建的柔性PCB。

  较便宜的PCB和穿孔板(如上所示)将由其他材料制成,例如环氧树脂或酚醛树脂,它们缺乏FR4的耐用性,但价格却便宜得多。当您焊接到这种类型的PCB上时,您会知道您正在使用它-它们具有非常明显的难闻气味。这些类型的基板通常也出现在低端消费电子产品中。酚醛树脂的热分解温度低,当烙铁在板上停留时间过长时,它们会分层,冒烟和烧焦。

  下一层是薄铜箔,其通过加热和粘合剂层压到板上。在常见的双面PCB上,将铜施加到基板的两面。在成本较低的电子产品中,PCB的一侧可能只有铜。当我们指的是双面或2层板时,我们指的是千层面中的铜层数(2)。可以少至1层,最多16层或更多。

  铜的厚度可以变化,并以重量为单位指定,以每平方英尺盎司为单位。绝大多数PCB每平方英尺具有1盎司铜,但是一些处理非常高功率的PCB可能使用2或3盎司铜。每盎司每盎司可转化为约35微米或1.4英寸的铜厚度。

  铜箔顶部的层称为阻焊层。该层使PCB呈绿色(或在SparkFun时为红色)。它覆盖在铜层上,以使铜走线与意外接触的其他金属,焊料或导电钻头绝缘。该层可帮助用户将焊料焊接到正确的位置,并防止焊料跳线。

  在下面的示例中,绿色阻焊层应用于大部分PCB,覆盖了细小走线,但使银环和SMD焊盘暴露在外,以便可以将其焊接。

  阻焊层通常是绿色的,但几乎可以是任何颜色。红色几乎用于所有SparkFun板,白色用于IOIO板,紫色用于LilyPad板。

  白色丝网印刷层被施加在阻焊层的顶部。丝网印刷将字母,数字和符号添加到PCB上,从而使组装和指示器变得更容易,从而使人们可以更好地理解电路板。我们经常使用丝网印刷标签来指示每个引脚或LED的功能。

  丝网印刷通常是白色的,但可以使用任何墨水颜色。黑色,灰色,红色,甚至黄色的丝印颜色都可以广泛使用。但是,很少会在一块板上看到一种以上的颜色。

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