什么是PCB？
PCB:印刷电路板(Printed circuit board)是指按照预定的设计，在公共基板上形成点与印刷元件之间的连接的印刷电路板。
02 PCB的开发过程
1925年，美国的查尔斯杜卡斯在绝缘衬底上印制了电路图案，然后通过电镀成功地建立了用于布线的导体。这时“PCB”这个名词就诞生了。这种方法使制造电器变得容易。
从50年代到90年代。这是PCB产业形成并快速成长的阶段，也就是PCB产业化初期，此时PCB已经成为一个产业。
1961年，美国哈泽泰公司生产出多层板。21世纪以来，高密度BGA和封装基板发展迅速。
03 PCB的功能
1)为电路中的各种元件提供机械支撑；
2)使各种电子元件形成预定电路的电气连接，起到接力传输的作用；
3)用符号标记已安装的部件，便于插入、检查和调试。
PCB可以实现电子元器件之间的互连，起到中继传输的作用，是电子元器件的支撑，因此被称为“电子产品之母”。
04 ** PCB过孔技术**
过孔一般分为三类：通孔、盲孔和埋孔。
通孔：这种孔贯穿整个电路板，可用于内部互连，也可作为元器件的安装定位孔。因为通孔在技术上更容易实现，成本更低，所以在印刷电路板中普遍使用。
盲孔：位于印刷电路板的顶面和底面，有一定深度。用来连接表面电路和下面的内部电路，孔的深度和孔径通常不超过一定的比例。
埋孔：指位于印刷电路板内层的连接孔，不延伸到电路板表面。
高速PCB中过孔的影响：
在高速PCB多层板中，从一层互连到另一层的信号传输需要通过过孔连接。当频率低于1GHz时，过孔可以起到很好的连接作用，其寄生电容和电感可以忽略。
当频率高于1 GHz时，过孔的寄生效应不可忽略。此时过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点，会造成信号反射、延迟、衰减等信号完整性问题。
当信号通过过孔传输到另一层时，信号线的参考层也作为过孔信号的返回路径，返回电流会通过电容耦合在参考层之间流动，产生接地弹性等问题。
05 * *订单* *
一阶板，可以一次压制而成，可以想象为最普通的板。
二阶板压两遍。以一个带盲孔的八层板为例。先做2-7层板，压好。此时已经埋好2-7个通孔，再加1层和8层进行层压，再打1-8个通孔，就成了整块板。
三阶板比上面更复杂。先按3-6层，再加2、7层，最后加1到8层。总共需要压三次，这是一般厂家做不到的，成本更高。
06 * *层的含义* *
1.信号层(信号层)
信号层主要用于电路板上的布线。AD提供32个信号层，包括顶层、底层和30个中间层。
2.内部平面层(内部电源/接地层)
AD提供16个内部电源/接地层。这种类型的层只用于多层板，主要用于布置电源线和接地线。我们称之为双板、四板和六板，一般指信号层和内部电源/接地层的数量。
3.机械层(机械层)
AD提供了16个机械层，一般用来设置电路板的外形尺寸、数据标记、对准标记、组装说明等机械信息。这些信息因设计公司或PCB制造商的要求而异。执行菜单命令Design | MechanicalLayer可以为电路板设置更多的机械层。此外，机械层可以附着到其他层，以一起输出显示。
4.焊料掩模层
在除焊盘以外的所有零件上涂一层油漆，如阻焊膜，以防止这些零件被镀锡。阻焊剂用于在设计过程中匹配焊盘，并且是自动生成的。AD提供了两个阻焊层：顶部焊料层和底部焊料层。
5.粘贴掩模层(SMD层)
它类似于阻焊膜，但不同之处在于机器焊接时表面贴装元件的相应焊盘。AD提供两种锡膏保护层：顶膏和底膏。
主要针对PCB上的SMD元件。如果所有板都放置Dip(通孔)元件，则该层不需要输出Gerber文件。在SMD元件贴在PCB上之前，每个SMD焊盘都必须涂上焊锡膏，而这种焊锡膏掩膜文件是镀锡钢网在加工薄膜之前所必需的。
粘贴掩膜层Gerber输出最重要的一点要明确，就是这一层主要是针对SMD元器件的，同时将这一层与上面介绍的阻焊层进行对比，找出两者的不同作用，因为从膜图来看两者非常相似。
6.遮挡层(无布线层)
用于定义电路板上可以有效放置元件和布线的区域。在这一层画一个封闭的区域作为布线的有效区域，在这个区域之外是无法自动布局布线的。
7.丝网层(丝网层)
丝网印刷层主要用于放置印刷信息，如元件的轮廓和标签，各种注释字符等。AD提供了两个丝网印刷层：顶部覆盖层和底部覆盖层。一般各种标签文字都在最上面的丝印层，最下面的丝印层可以关闭。
8.多层(多层)
电路板上的焊盘和过孔要穿透整个电路板，与不同的导电图形层建立电连接，所以系统专门设置了一个抽象层——多层。一般来说，焊盘和过孔应该设置在多个层上。如果该层关闭，则无法显示焊盘和过孔。
9.钻孔层(钻孔层)
钻孔层在电路板制造过程中提供钻孔信息(例如，焊盘和过孔需要钻孔)。AD提供了两个钻孔层：Drillgride和Drill drawing。
07 * *为什么PCB需要拼图玩具* *
电路板设计完成后，需要将元件安装到SMT装配线上。每个SMT加工厂都会根据流水线的加工要求，指定最合适的电路板尺寸。比如尺寸太小或太大，流水线上固定电路板的夹具就无法固定。那么问题来了，如果我们的电路板本身的尺寸小于工厂规定的尺寸怎么办？也就是我们需要把电路板拼在一起，把多个电路板拼在一起成为一个整体。拼版可以显著提高高速贴片机和波峰焊的效率。
08 * *的层压结构* *
一般来说，在堆栈设计中有两个主要规则要遵循：
1每个布线层必须有一个相邻的参考层(电源或地层)；2相邻的主电源层和地层应保持最小距离，以提供较大的耦合电容。
如何选择几层板，如何堆叠，取决于板上信号网络的数量、器件密度、管脚密度、信号频率、板的尺寸等诸多因素。我们应该综合考虑这些因素。对于信号网络更多、器件密度更高、引脚密度更高、信号频率更高的设计，应尽量采用多层板设计。为了获得良好的EMI性能，最好确保每个信号层都有自己的参考层。
09 * *走线的阻抗设计* *
电路板中的导体会传输各种信号，为了提高其传输速率，必须提高其频率。如果电路本身受到刻蚀、堆栈厚度、线宽等不同因素的影响，阻抗值会发生变化，信号会失真。所以高速电路板上导体的阻抗值要控制在一定的范围内，这就是所谓的“阻抗控制”。
导线的阻抗由其电感和电容电感、电阻和电导率决定。影响PCB布线的阻抗因素主要有：铜线的宽度、铜线的粗细、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、布线周围的布线等。
PCB传输线通常由导体、一个或多个参考层和绝缘材料组成。导体和电路板构成控制阻抗。PCB往往采用多层结构，控制阻抗也可以多种方式构造。然而，无论采用何种方法，阻抗值都将由其物理结构和绝缘材料的电子特性决定：
1.信号导体的宽度和厚度；
2.导体两侧的芯线或预填充材料的高度；
3.电线和电路板的配置；
4.铁芯和预填充材料的绝缘常数。
审计刘清
标签：层电路板PCB