图文详解PCB术语，FR4是什么？什么是邮票孔？回流焊波峰焊又是什么？ / 四六文摘

文章将会详细解释PCB的构成，以及在PCB的领域里面常用的一些术语，简要的组装方法，以及简介PCB的设计过程。

What's a PCB?

PCB(Printed circuit board)是一个最普遍的叫法，也可以叫做“printed wiring boards” 或者 “printed wiring cards”。在PCB出现之前，电路是通过点到点的接线组成的。这种方法的可靠性很低，因为随着电路的老化，线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。

绕线技术是电路技术的一个重大进步，这种方法通过将小口径线材绕在连接点的柱子上，提升了线路的耐久性以及可更换性。

(1977年Z80计算机的绕线背板)

当电子行业从真空管、继电器发展到硅半导体以及集成电路的时候，电子元器件的尺寸和价格也在下降。电子产品越来越频繁的出现在了消费领域，促使厂商去寻找更小以及性价比更高的方案。于是，PCB诞生了。

Composition(组成)

PCB看上去像多层蛋糕或者千层面--制作中将不同的材料的层，通过热量和粘合剂压制到一起。

从中间层开始吧。

FR4

PCB的基材一般都是玻璃纤维。大多数情况下，PCB的玻璃纤维基材一般就指'FR4'这种材料。'FR4'这种固体材料给予了PCB硬度和厚度。除了FR4这种基材外，还有柔性高温塑料(聚酰亚胺或类似)上生产的柔性电路板等等。

你可能会发现有不同厚度的PCB;然而 SparkFun的产品的厚度大部分都是1.6mm(0.063'')。有一些产品也采用了其它厚度，比如 LilyPad、Arudino Pro Micro boards采用了0.8mm的板厚。

廉价的PCB和洞洞板(见上图)是由环氧树脂或酚这样的材料制成，缺乏 FR4那种耐用性，但是却便宜很多。当在这种板子上焊接东西时，将会闻到很大的异味。这种类型的基材，常常被用在很低端的消费品里面。酚类物质具有较低的热分解温度，焊接时间过长会导致其分解碳化，并且散发出难闻的味道。

Copper

(露铜的PCB，无阻焊&丝印)

接下来介绍是很薄的铜箔层，生产中通过热量以及黏合剂将其压制倒基材上面。在双面板上，铜箔会压制到基材的正反两面。在一些低成本的场合，可能只会在基材的一面压制铜箔。当我们提及到”双面板“或者”两层板“的时候，指的是我们的千层面上有两层铜箔。当然，不同的PCB设计中，铜箔层的数量可能是1层这么少，或者比16层还多。

铜层的厚度种类比较多，而且是用重量做单位的，一般采用铜均匀的覆盖一平方英尺的重量(盎司oz)来表示。大部分PCB的铜厚是1oz，但是有一些大功率的PCB可能会用到2oz或者3oz的铜厚。将盎司(oz)每平方英尺换算一下，大概是 35um或者1.4mil的铜厚。

Soldermask(阻焊)

在铜层上面的是阻焊层。这一层让PCB看起来是绿色的(或者是SparkFun的红色)。阻焊层覆盖住铜层上面的走线，防止PCB上的走线和其他的金属、焊锡或者其它的导电物体接触导致短路。阻焊层的存在，使大家可以在正确的地方进行焊接，并且防止了焊锡搭桥。

在上图这个例子里，我们可以看到阻焊覆盖了PCB的大部分(包括走线)，但是露出了银色的孔环以及SMD焊盘，以方便焊接。

一般来说，阻焊都是绿色的，但几乎所有的颜色可以用来做阻焊。SparkFun的板卡大部分是红色的，但是IOIO板卡用了白色，LilyPad板卡是紫色的。

Silkscreen(丝印)

在阻焊层上面，是白色的丝印层。在PCB的丝印层上印有字母、数字以及符号，这样可以方便组装以及指导大家更好地理解板卡的设计。我们经常会用丝印层的符号标示某些管脚或者LED的功能等。

丝印层是最最常见的颜色是白色，同样，丝印层几乎可以做成任何颜色。黑色，灰色，红色甚至是黄色的丝印层并不少见。然而，很少见到单个板卡上有多种丝印层颜色。

Terminology(术语)

现在你知道了PCB的结构组成，下面我们来看一下PCB相关的术语吧。

孔环 -- PCB上的金属化孔上的铜环。

Examples of annular rings. 孔环的例子

DRC -- 设计规则检查。一个检查设计是否包含错误的程序，比如，走线短路，走线太细，或者钻孔太小。

钻孔命中 -- 用来表示设计中要求的钻孔位置和实际的钻孔位置的偏差。钝钻头导致的不正确的钻孔中心是PCB制造里的普遍问题。

不是太准确的drill hit示意图

(金)手指 -- 在板卡边上裸露的金属焊盘，一般用做连接两个电路板。比如计算机的扩展模块的边缘、内存条以及老的游戏卡。

邮票孔 -- 除了V-Cut外，另一种可选择的分板设计方法。用一些连续的孔形成一个薄弱的连接点，就可以容易将板卡从拼版上分割出来。SparkFun的Protosnap板卡是一个比较好的例子。

ProtoSnap上的邮票孔使PCB能简单的弯折下来。

焊盘 -- 在PCB表面裸露的一部分金属，用来焊接器件。

左边是插件焊盘，右边是贴片焊盘

拼板 -- 一个由很多可分割的小电路板组成的大电路板。自动化的电路板生产设备在生产小板卡的时候经常会出问题，将几个小板卡组合到一起，可以加快生产速度。

钢网 -- 一个薄金属模板(也可以是塑料)，在组装的时候，将其放在PCB上让焊锡透过某些特定部位。

钢网(原图挂了，自己找的配图)

Pick-and-place - 将元器件放到线路板上的机器或者流程。

平面 -- 线路板上一段连续的铜皮。一般是由边界来定义，而不是路径。也称作”覆铜“

图示PCB上大部分地方没有走线，但是有地的覆铜

金属化过孔 -- PCB上的一个孔，包含孔环以及电镀的孔壁。金属化过孔可能是一个插件的连接点，信号的换层处，或者是一个安装孔。

FABFM PCB上的一个插件电阻。电阻的两个腿已经穿过了PCB的过孔。电镀的孔壁可以使PCB正反两面的走线连接到一起。

Pogo pin -- 一个弹簧支撑的临时接触点，一般用作测试或烧录程序。

有尖头的pogo pin, 在测试针床中用的很多。

回流焊 -- 将焊锡融化，使焊盘(SMD)和器件管脚连接到一起。

丝印 -- 在PCB板上的字母、数字、符号或者图形等。基本上每个板卡上只有一种颜色，并且分辨率相对比较低。

丝印指出了这个LED是电源指示灯。

开槽 -- 指的是PCB上任何不是圆形的洞。开槽可以电镀也可以不电镀。由于开槽需要额外的切割时间，有时会增加板卡的成本。

在ProtoSnap - Pro Mini板卡上的复杂开槽。同样有很多邮票孔。注意: 由于开槽的刀具是圆形的，开槽的边缘不能完全做成直角。

锡膏层 -- 在往PCB上放置元器件之前，会通过钢网在表贴器件的焊盘上形成的一定厚度的锡膏层。在回流焊过程中，锡膏融化，在焊盘和器件管脚间建立可靠的电气和机械连接。

在放置元器件之前，PCB上短暂的锡膏层，记得去了解一下钢网的定义。

焊锡炉 -- 焊接插件的炉子。一般里面有少量的熔融的焊锡，板卡在上面迅速的通过，就可以将暴露的管脚上锡焊接好。

阻焊 -- 为了防止短路、腐蚀以及其它问题，铜上面会覆盖一层保护膜。保护膜一般是绿色，也可能是其它颜色(SparkFun红色，Arduino蓝色，或者Apple黑色)。一般称作“阻焊”。

Solder mask covers up the signal traces but leaves the pads to solder to.阻焊覆盖了信号线，但是露出了焊盘以便于焊接。

连锡 -- 器件上的两个相连的管脚，被一小滴焊锡错误的连接到了一起。

表面贴装 -- 一种组装的方法，器件只需要简单的放在板卡上，不需要将器件管脚穿过板卡上的过孔。

热焊盘 -- 指的是连接焊盘到平面间的一段短走线。如果焊盘没有做恰当的散热设计，焊接时很难将焊盘加热到足够的焊接温度。不恰当的散热焊盘设计，会感觉焊盘比较黏，并且回流焊的时间相对比较长。(译者注，一般热焊盘做在插件与波峰焊接触的一面。不知道这个文章里面为什么会提到reflow，reflow主要要考虑的是热平衡，防止立碑。)