第 0 阶段 · 零基础概念课 · 必须掌握

0-01 PCB 到底是什么,为什么需要它

认识电路板怎样承载、连接零件,以及布局布线在做什么。

学习本课前:不需要电子或软件基础。

快速理解 · 给电子零件一个有连接的“家”

PCB(Printed Circuit Board,印制电路板) 是用来固定电子零件、并把指定位置连接起来的板。

这些承担具体功能的零件,叫 元器件(电子零件)。例如,指示灯负责发光;电路板让它和其他零件保持合适的位置与连接。

为什么需要这块板

几个零件做小实验时,普通导线当然可以连接。零件变多后,散线容易交错,连接点容易松动;每次装配还要重新整理大量导线。

把需要的连接做成板上的铜路径,零件的位置和连接就更容易固定、检查和重复装配。 电子产品仍会使用导线和电缆,电路板不是要取代所有导线。

看图 · 板上最基本有什么

板材像底座,主要负责支撑,并把不应相连的地方隔开。元器件的连接脚焊在 焊盘 上,再由 铜走线 连到需要连接的位置。

零件怎样接到板上的铜路径
元器件、焊盘、铜走线与板材板材承载焊盘和铜走线。装上零件后,零件的连接脚接到焊盘,再通过铜走线连到另一个焊盘。 元器件(电子零件) 焊盘铜走线板材(支撑、绝缘)
原创局部示意,不是完整工作电路。绿色表示板材;浅黄色焊盘与橙色走线都是铜。

先看裸板:零件还没装上,铜连接已经做好。

沿图观察:元器件的连接脚 → 焊盘 → 铜走线 → 另一个焊盘。板材承载这些连接。

先看裸板,再点击“装上电子零件”。板不是只把零件托起来;它还把连接关系做成了实际的铜路径。

为什么?深入理解 · 板材、铜和零件怎样配合

为什么不能只用一整片铜

需要相连的位置,由铜路径连接;不需要相连的位置,要保持分开。若把所有连接都混在一整片铜上,原来不同的连接就被合并了,电路可能无法正常工作。

焊盘与铜走线的分工

焊盘提供适合焊接的连接区域,铜走线把指定的焊盘连起来。图中为了看清关系,将它们画成不同颜色;它们都属于板上的铜结构,不是两种互不相干的材料。

电路板在产品中起什么作用

例如,一块带指示灯的小电路板,既固定指示灯和其他零件,也提供它们之间需要的连接。发光等具体功能由相应零件承担,板负责让这些零件按设计配合工作。

刚制造好的裸板还没有装零件。装好零件后,仍需要正确的设计和供电才能工作;不是有一块板就自然成为完整产品。

从认识板,到认识布局布线

Layout(布局布线) 就是把“零件放在哪里、铜连接怎样走”安排在板上的工作。

布局安排零件的位置;布线设计需要的铜连接路径。电路板是最终承载这些设计的实物,布局布线是把连接要求落实到板上的设计过程。

工程应用 · 把这张图带到真实产品里

看一张电路板照片时,先辨认零件、焊接位置和可见的铜连接。有些铜被表面保护层遮住,看不见不代表没有连接;本课图示只是为了帮助辨认。

布局布线时,不能只把零件排得整齐,还要按已经确定的电路连接要求安排铜路径。排列漂亮但连接错误,产品仍可能不工作。

本课先认识这份工作的目的。具体软件操作和更细的结构,留到对应课程学习。

把电子零件整齐地固定在一块普通塑料板上,却没有做需要的电连接,就能代替电路板吗?
提示

想一想:这块板只完成了承载,还是也完成了连接?

本课记住三件事

  • 电路板承载电子零件,并把指定位置连接起来。
  • 零件的连接脚焊在焊盘上,铜走线连接需要相连的位置。
  • 布局布线把零件位置与铜连接路径安排到板上。
来源与补充说明

【基础补充】基于已确认的教材电路板结构与设计主题,重新组织的零基础解释。参考:黄智伟《印制电路板 PCB 设计技术与实践》第 3 版。正文与图示为原创教学表达,没有复制教材正文或图片。

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基础PCB设计与布线基础技术未学习
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02PCB 连接未学习
03层叠未学习
04阻抗未学习
05Allegro未学习
06封装未学习
07布局未学习
08布线未学习
09高速未学习
  • 9-15Allegro 17.4高速实操:从约束到布线、调整与检查待开放
  • 9-16Stage 9综合练习:为一版高速Layout作出有依据的判断待开放
10DFM待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

11项目实战待开放

课程准备中,开放后会显示在这里。

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