PCB设计与布线基础技术 · 基础技术 · 重点理解

foundation-04 铜怎样连接器件:Trace、Pad与Via各做什么

沿器件端子到另一铜层的路径,区分焊盘、走线、过孔与逻辑网络。

学习本课前,你需要知道

如果还不熟悉,可以先回看对应基础课。

现在知道铜是很薄的一层。把铜留成一条线、一块连接面和一个导电孔结构,分别解决什么问题?本课只沿一段连接观察,后面再看完整电路。

快速理解 · 给器件落脚,沿层延伸,再连接另一层

器件的 Pin(引脚/器件连接端子) 接到板上的 Pad(焊盘);Trace(走线) 再从这里沿某一铜层延伸。焊盘不是整个器件,走线也不是软件中随便画的装饰线。

需要连接另一层时,可以使用 Via(过孔)。这些铜对象可能共同实现同一个 Net(网络):网络规定“谁应该连通”,铜对象负责“实体怎样连接”。不是每个焊盘都要接一颗过孔。

先看三种铜对象,再加上器件端子,最后切开过孔。蓝色虚线仅用于显示被板挡住的底层铜投影。

同一段连接:焊盘、走线、过孔分别在哪里
焊盘走线过孔橙色:顶面铜;蓝虚线:底面铜的投影。焊盘走线过孔橙色:顶面铜;蓝虚线:底面铜的投影。端子接到焊盘铜面器件端子 → 焊盘 → 顶面走线绝缘体孔壁铜底面走线孔里的空隙不导电;铜孔壁连接上下两面。

焊盘提供器件端子的连接面;走线沿某铜层延伸;过孔把这段铜连接到另一层。底面铜以蓝虚线投影显示,不是飞线。

为什么?深入理解 · 同样是铜,为什么还分三种对象

焊盘要兼顾连接和安装

焊盘的形状、尺寸与位置要适合器件端子及装焊方式。它可能是没有孔的表面铜面,也可能围绕器件孔分布;不能看到铜圆环就认定它一定是换层过孔。下一课区分孔的用途。

走线把连接延伸到需要的位置

走线有宽度、厚度、长度和所在铜层。顶视图显示线的走向和宽度,上一课剖面显示它的厚度。同一个网络可以分叉连接多个端点,不要求一定是一条连续无分叉的屏幕线。

过孔连接的是铜层,不是“孔里的空气”

图示使用穿过板厚的导电孔壁,把顶面和底面铜连起来。需要隔离的其他铜应与它留开;如果同一孔不应连接某内层网络,就不能让孔壁和那片铜碰在一起。更多过孔类型留到后续层间连接课。

逻辑网络不等于一段铜

一个网络可以用多段走线、过孔和焊盘实现;没有画出铜时,设计仍可有“应当连接”的网络关系。反过来,把不同网络的铜误接在一起会造成不该有的连通。稍后原理图课程会正式追踪这些关系。

工程应用 · 在软件中选中对象时,先知道选到了什么

在设计工具中,你通常能分别查看走线的层与宽度、焊盘的位置与编号、过孔连接哪些层以及它们属于哪个网络。这里讲检查对象,不宣称任何未经验证的具体菜单位置。

  1. 遇到一个铜形状,先说出它负责安装连接、同层延伸还是层间互连。
  2. 再核对它属于哪个网络,并沿着实体导体追踪到下一对象。
  3. 若端子没有落在正确焊盘上,或孔壁没有接到目标层,即使屏幕形状靠得很近也不代表连接正确。

第2阶段分别深入焊盘、走线与过孔,第6阶段说明怎样定义器件安装数据,第8阶段再真正画出铜连接。

图中的信号怎样从顶面走线到达底面走线?
提示

看剖面中橙色孔壁与白色空隙。

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5~7、89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。

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  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
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11项目实战待开放

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