文档介绍：印刷电路板(PCB)基础知识
对PC中的主板、显示卡来说,最基本的部分莫过于印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)了,它是各种板卡工作的基础。对具体产品而言,印刷电路板的设计与制造水平,也在很大程度上决定着产品的各项指标和最终性能。
什么是印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)
印刷电路板(PCB : Printed Circuit Board)几乎是任何电子产品的基础,出现在几乎每一种电子设备中,一般说来,如果在某样设备中有电子元器件,那么它们也都是被安装在大小各异的PCB上。
除了固定各种元器件外,PCB的主要作用是提供各项元器件之间的连接电路。随着电子设备越来越复杂,需要的元器件越来越多,PCB上头的线路与元器件也越来越密集了。
电路板本身是由绝缘隔热、并无法弯曲的材质制作而成,在表面可以看到的细小线路材料是铜箔。在被加工之前,铜箔是覆盖在整个电路板上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留下来的部份就变成网状的细小线路了。——因这个加工生产过程,多是通过印刷方式形成供蚀刻的轮廓,故尔才得到印刷电路板的命名。国。——这些线路被称作导线(conductor pattern)或称布线,并用来提供PCB上元器件的电路连接。
PCB中的导线(Conductor Pattern)
PCB上元器件的安装
为了将元器件固定在PCB上面,需要它们的接脚直接焊在布线上。在最基本的PCB(单面板)上,元器件都集中在其中一面,导线则都集中在另一面。这么一来就需要在板子上打洞,以便接脚才能穿过板子到另一面,所以元器件的接脚是焊在另一面上的。因为如此,PCB的正反面分别被称为元器件面(Component Side)与焊接面(Solder Side)。
对于部分可能需要频繁拔插的元器件,比如说主板上的CPU,需要给用户可以自行调整、升级的选择,就不能直接将CPU焊在主板上了,这时候便需要用到插座(Socket):虽然插座是直接焊在电路板上,但元器件可以随意地拆装。如下方的Socket插座,即可以让元器件(这里指的是CPU)轻松插进插座,也可以拆下来。插座旁的固定杆,可以在您插进元器件后将其固定。而对于Intel的CPU而言,包括Prescott和最新的Core 2 Duo CPU,则需要如下图右方的Socket T插座以供安装。
主板上的CPU插座(左为Socket,右为Socket T)
PCB的连接
如果要将两块PCB相互连结,即在物理上将两块PCB在电路上连接起来,则一般需用到俗称“金手指”的边接头(edge connector)。金手指上包含了许多裸露的铜垫,——这些铜垫事实上也是PCB布线的一部份。——将其中一片PCB上的金手指插进另一片 PCB上合适的插槽上(一般叫做扩充槽Slot)。在计算机中,像是显示卡,声卡或是其它类似的界面卡,都是借着金手指来与主机板连接的。
边接头(俗称金手指)
PCB的颜色
一般,PCB的以绿色或棕色居多,——当然也有部分产品采用更绚丽漂亮颜色的,不过,多是出于外观而非产品性能或生产要求方面的考虑——这是防焊漆(solder mask)的颜色。对PCB来说,防焊层是相当重要的,它是绝缘的防护层,可以保护铜线,也可以防止元器件被焊到不正确的地方。在防焊层上另外会印刷上一层网版印刷面(silk screen)。通常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出各元器件在板子上的位置。网版印刷面也被称作图标面(legend)。
左为有白***标面的绿色PCB,右为没有图标面的棕色PCB
PCB的分类
对印刷电路板而言,对其的分类有多种方法,其中根据层数分类最为常见。
单面板(Single-Sided Boards)
我们前面说到过,在最基本的PCB上,元器件集中在其中一面,导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面,所以我们就称这种PCB叫作单面板(Single-sided)。相对而言,单面板在设计方面存在很多限制(因为只有一面,布线间不能交叉而必须绕独自的路径),在处理复杂电路时往往力不从心,现在已经很少使用了,除非电路确实十分简单。
 
左为单面PCB表面,右为单面PCB底面
双面板(Double-Sided Boards)
这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线,必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔(via)。导孔是在 PCB上,充满或涂上金属的小洞,它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍,而且因为布线可以互相交错(可以绕到另一面),它更适合用在比单面板更复杂的电路上。
以互相交錯(可以繞到另一面),它更適合用在比單面板更