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我们要制作一件电子产品,通常是先设计电路原理图。在电路原理图上,用各种特定的符号代表不同的电子元器件,并把它们用线连接起来。一个电子工程师可以通过这些符号和连线清楚地看出电路工作原理和各个各部分的功能。如果电路设计无误的话,你只需要准备好所需的电子元器件,然后用导线把它们连接起来就能工作了。早期的电子产品大都如此,如果你家里还有一台六七十年代的电子管收音机的话,你就可以看到那些凌乱的元器件和纵横交错的导线。
好在电子管收音机的电路还算简单,但如果想做一个比较复杂的产品,比如说一块
电脑主板,你可以想想看,如果还用上面的方法来做会是什么样的结果。那可能需要几万根电线,然后一根一根地进行焊接,恐怕最熟练的工人也要累趴下。另外,用这样的方法是无法进行批量生产的。因此我们需要PCB。

PCB是什么
PCB是英文“Printed Circuit Board”的缩写,直译就是印制电路板的意思。其含义是:以绝缘材料为基板加工成一定尺寸的板,上面至少有一个导电图形及所设计好的孔,以实现电子元器件之间的电气连接,这样的板称为印制电路板。
一般来说,PCB是敷铜板经过蚀刻处理得到的。敷铜板有板基和铜箔组成,板基通常采用玻璃纤维等绝缘材料,上面覆盖一层铜箔(通常采用无氧铜)。铜箔经过蚀刻后就剩下一段一段曲曲折折的铜箔,这些铜箔称为走线(trace)。这些走线的功能就相当于电路原理图中的那些连线,它们负责把元器件的引脚连接到一起。铜箔上钻有一些孔,用来安装电子元件,称为钻孔。而用于与元件引脚焊接的铜箔则称为焊盘(Pad)。
显然,PCB能为电子元器件提供固定、装配的机械支撑,可实现电子元器件之间的电气连接或绝缘。另外,我们还可以看到许多PCB上都印有元件的编号和一些图形,这为元件插装、检查、维修提供了方便。
元件可通过哪些方式装在PCB上
既然我们在前面已经谈到了PCB能为电子元器件提供机械支撑和电气连接,那么这些电子元件又是如何安装在PCB上的呢?其实,电子元件有很多种封装形式,不同封装形式的元件在PCB上的安装方式也是不同的。传统的电子元件大都是插针式的,体积较大,对于这种元件,需要在PCB上钻孔后才能安装。元件引脚从钻孔穿过焊接在PCB另一面的焊盘上,焊接完成后还要剪除多余的引脚。但是现在电脑板卡更多采用的是成本低、体积小的SMD表面贴装元件,因而无需在PCB上钻孔,只要粘在设计好的位置上,把元件焊接在焊盘上即可。可元件除了可以直接焊接在PCB上之外,还可以通过插座安装。例如大家熟知的BIOS芯片大多就是用插座安装在主板上的。
在一些资料中常提到元件面和焊接面的概念。所谓元件面,就是电子元器件所在的那个面,焊接面就是元件的引脚通过焊锡与PCB上的焊盘连接的那个面,它是我们焊接用的。对于插针式元件,焊点和元件分别处于PCB的两个面上,元件只能处于元件面,否则将给焊接带来巨大的麻烦。对于SMD元件来说,焊点和元件都在一个面上,所以元件可以在PCB的任意一个面甚至两个面上。
为什么PCB要做成多层
对于最基本的PCB,元件集中在一面,导线则集中在另一面,因为只能在其中一面布线,所以我们就称这种PCB为单面板。双面板的两面都可以布线,因此布线面积比单面板大一倍,适合用在更复杂的电路上。
对于收音机这种简单电路来说,使