PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解
foundation-01 一块PCB在做什么:从裸板到装好器件的电路板
能在同一块板上区分支撑材料、铜连接与装配器件,说明裸板和装联板的关系。
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入门阶段已经见过 PCB(Printed Circuit Board,印制电路板)。从这一章开始,把软件里的线、孔、层逐一对应到真实电路板。第一步先问:拿掉所有器件,这块板还剩什么,又在做什么?
快速理解 · 一块板,同时承担支撑和连接
Bare PCB(裸板) 上已有铜连接和用于安装、焊接的位置;装上器件以后得到 PCBA(Printed Circuit Board Assembly,印制板装联体)。两者常被口语统称“电路板”,但制板和装配交付的东西不同。
切换下面三个状态。先找支撑材料,再找铜,最后观察器件如何接到铜上。图中铜裸露显示,是为了看清关系;实际成品还会有保护材料,后面逐层认识。
裸板已有制造好的铜连接与安装位置,尚未装上连接器、电阻和发光器件。板材负责支撑,铜负责导电。
试着复述:板材把安装位置保持住;铜把需要相连的位置组织起来;器件接上这些位置后,电路才有可能按设计工作。
为什么?深入理解 · 为什么不只用一把导线连接
连接需要被可靠地固定
导线可以组成电路,但一块产品还要放进外壳、承受插拔、按同一位置重复装配。板材提供稳定的几何关系,使连接器、器件和连接路径不必靠临时悬空接线维持。
支撑材料和导体各有职责
常见刚性板的绝缘基材将不同铜区域隔开并支撑它们;铜承担电气连接。板看起来是一整片,不表示所有铜都互相导通。铜的形状、分隔和连接必须由设计确定。
裸板不是一台完整设备
板自身能组织连接,却不能替代电阻、发光器件或控制芯片的功能。裸板制造、器件装配和整机工作验证是不同环节。即使器件都装上了,也仍可能存在错装、断接等问题,需要检查。
工程应用 · 设计对象会变成两类交付
做 Layout(布局布线) 时,同时在安排“装在哪里”和“怎么连”。只把器件塞进板边,可能导致接口装不到外壳;只把电气连接画对,也不能保证器件能焊接或维修。
- 向板厂描述板材、铜连接、孔和外形,让对方制造裸板。
- 向装配方说明器件型号、位置和方向,让对方把器件装到正确位置。
- 用同一版本的设计信息检查实物,确认支撑、连接与安装要求一致。
本课没有让你现在输出文件,只先认识交付的对象。基础技术后续会拆开铜、孔、层,再串起原理图到铜连接;原有入门0-07继续讲整体制造过程。
提示
分别想想支撑材料、铜和器件负责什么。
裸板制造已经实现板上的铜与几何结构;器件装配把板级电路进一步实现,两者不能混为一谈。
资料依据与示意边界
依据用户提供《印制电路板(PCB)设计基础》(Christopher T. Robertson著、刘雷波译)印刷第1~2、8~9页作原创解释。图示不按比例,不是软件截图;教材历史工艺数值不作为本课制造规则。