嵌入式软件--PCB DAY 1

news2024/11/15 17:20:19

一、入门

1.什么是PCB

随着技术的进步，我们已经可以将一个电子设备的主要功能全部集成在一块单独的电路板上。这种电路板可以由相关的机械设备像印刷一样生产出来。因此我们现在的电路板可以被称为印刷电路板(Printed Circuit Board）。

2.什么是PCBA

将电子元件安装到PCB上的这个过程我们称为PCBA(印刷电路板组装）。元件和电路板之间一般是使用锡焊进行连接。

二、 PCB的结构与制作工艺

1.PCB的典型结构（双层板为例）

介电层：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材，最常见的材料是玻璃纤维。
孔：导通孔可以使两层次以上的线路彼此导通，
防焊油墨：对于整个电路板来说，并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质（通常是环氧树脂），避免
丝印：丝印的主要功能是是在电路板上标注个零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。
线路：基材上的铜面，经过曝光和化学腐蚀形成特定的线路，用来对元件起到连接作用。

2.PCB的加工工艺

PCB通常是由覆铜板加工而来。覆铜板也称为铜箔层压板，它是一种由一层或多层铜皮，粘着一块绝缘基材所组成的板子。这种绝缘材料通常以玻璃纤维居多。

PCB设计：在生产前，工程师需要在EDA（Electronic Design Automation 电子设计自动化）软件上设计出整个电路板的布线。这个布线也就是我们后续的“施工图”。

钻孔：根据工程师的PCB设计图纸，我们需要先在覆铜板上留下必要的过孔。

显影：在此步骤中，我们将按照先前设计的PCB线路图，将一种防腐材料精确地印刷在覆铜板上。

蚀刻：接下来的步骤涉及将覆铜板浸入特定化学溶剂中，这样未被抗腐蚀材料保护的铜便会被溶解去除。通过这一过程，我们能够精确地留下设计图案中预期的PCB导电铜路径。

阻焊涂层：

板子上的铜线如果长时间地裸露在空气中，这些铜线就会老化。并且铜线暴露在空气里也有短路的风险。因此，我们会在电路板上加一层绝缘涂层（这个涂层我们称为阻焊层）

根据不同的材料，这个涂层可能是绿的、黑的、蓝的、紫的。对应的材料也被称为绿油、黑油、蓝油等。不同的颜色并不会存在性能差异。

保留焊盘：如果整个铜板被防焊绿油所覆盖，那么电子元件将无法通过焊接与其固定连接。因此，对于预定于安装电子元件的位置，我们必须移除相应区域的绿油，以便重新暴露出铜面，从而便于我们通过焊接来安装电子元件。

印制丝印：最终，为了简化焊接和后续维修工作，我们将在电路板上添加一系列标识符号，这一过程称为丝网印刷（丝印）。这些标记有助于识别各种电子元件的放置位置和方向，从而确保焊接过程的准确性和便捷性。

三、电子元器件的封装

电子元件的封装其实就是把像半导体芯片、集成电路或者晶体管这样的电子部件用一种保护性的材料包起来，然后提供一种方式，让这些部件能够轻松地连接到电路板上。这个过程既保护了电子部件，又让它们能够在电路中发挥作用。

几种常见的IC封装：

DIP（Dual In-line Package）双列直插封装

SOIC（Dual In-line Package）小型轮廓封装

QFP（Quad Flat Package）四边扁平封装

BGA（Ball Grid Array）球栅阵列封装

四、PCB设计

1.EDA软件

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