该feq(常见工程问题)为您提供了有关将理论电路转换为功能性物理设备的最重要且广泛使用的技术的基本信息。
我们通常使用称为原理图的图来学习,分析和设计电气或电子电路,该图由线连接的组件符号组成。这些符号代表从基本的无源元件(例如电阻器或电容器)到复杂的集成电路(例如微控制器)的所有内容,而线代表允许电流从电路的一部分自由流到另一部分的导电路径。
所有原理图的共同点是完全无法驱动电动机,无法使led闪烁,无法滤除噪声,或者无法执行我们希望电气系统执行的任何其他有用和有趣的事情。原理图毕竟只是一张图纸。为了用电路实际完成某件事,我们需要将其原理图转换为物理组件和物理互连。简单的原理图通常可以在试验板上实现,但是绝大多数电路设计都以印刷电路板(简称pcb)的形式进入物理领域。
pcb的结构
一种非常基本的印刷电路板是一种扁平的,刚性的绝缘材料,其一侧粘有薄的导电结构。这些导电结构产生例如由矩形,圆形和正方形组成的几何图案。长而细的矩形用作互连(即等效于导线),而各种形状用作部件的连接点。
这是一个非常基本的pcb的示例。该板实际上是自制的;有关更多信息,请参见aac的家用pcb制造指南。
诸如图像中的示例的印刷电路板仅具有一个导电层。单层pcb的限制非常严格。电路实现将无法有效利用可用面积,设计人员可能难以创建必要的互连。
结合额外的导电层可使pcb更加紧凑且更易于设计。两层板是对单层板的一项重大改进,大多数应用至少受益于四层。四层板由顶层,底层和两个内部层组成。(“顶部”和“底部”看似不是典型的科学术语,但它们仍然是pcb设计和制造领域的正式名称。)
pcb堆叠
该叠层是导电层和绝缘层的在多层印刷电路板的布置。下面的侧视图显示了四层板的堆叠。
选择的导电材料是铜。预浸料是一种绝缘材料,预先用树脂浸渍(因此得名),芯(也绝缘)的成分与预浸料相似。
我建议您尽可能使用四层结构。四层板使您可以将一个内部层专用于参考电势(即接地),将另一个内部层专用于电源电压。顶部(如有必要,底部)将是组件层。这种布置有助于pcb设计,还可以帮助您提高电路性能。
了解pcb功能和术语
有关印刷电路板的讨论中有很多专门的词汇。本节描述了pcb上的物理结构,并为您提供了用于识别它们的词语。
导电互连被称为走线,以及用于部件的连接点被称为衬垫(用于引脚其余部分的板的表面上)和通孔(对于被插入到孔中的销的板钻孔)。基本的pcb设计包括布置焊盘和通孔,以便可以正确安装组件,然后使用走线连接这些焊盘和通孔。
并非所有钻孔都用于通孔组件。我们经常需要将信号或电源电压从一个pcb层传输到另一层,这可以通过称为通孔的小导电孔来实现。
许多pcb还包括安装孔,这些安装孔具有机械而非电子功能,因此无需电镀。在本文中,术语“镀层”是指已经沉积到钻孔内部的导电材料。
甲的铜倒是填充有导电材料的印刷电路板层的相对大的部分。铜浇注可用于在组件之间提供极低电阻或低电感的连接并改善热性能。
完全由一个大的铜粉组成的pcb层称为平面层。我们经常将内部层用作接地层,并通过在组件引脚旁边放置过孔来建立接地连接。
通孔或过孔从铜的圆开始,然后在钻头穿过圆(理想情况下穿过圆的中心)时变成一个孔。术语“ 环形圈”是指在钻孔后剩余的铜的宽度。
印刷电路板包含各种“补充”信息,这些信息对设备的电气功能没有影响。例如,参考标号可唯一标识组件,点表示组件的正确方向,项目标题或序列号可帮助我们跟踪实验室中积聚的许多电路板。我们将此信息称为丝网印刷。
结论
我希望本文能对印刷电路板的结构和功能进行有趣的介绍(顺便说一下,有时也称为印刷电路板)。如果您希望我们在以后的文章中介绍任何与pcb相关的主题,请在下面的评论部分中告诉我们。
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