# PCB电路板绘制

# PCB

# 1器件

# 1.1电阻

# 1.1.1电阻分类

--按照使用分类

固定电阻
电位器：滑动电阻器

--按照用途分类

通用型电阻
精密型电阻

特殊电流检测行业使用。
高压性电阻

特种行业使用。

--按照材料分类

插件电阻：水泥电阻（功率大）、碳膜电阻（精度低，价格便宜）
贴片电阻：薄膜电阻、厚膜电阻。区别：薄膜电阻贵而精度高；厚膜便宜而精度低，抗湿度好。

贴片电阻分两层膜，一层保护膜，一层电阻膜（主要）。薄厚膜都一样，中间是陶瓷芯。
参数：
- 封装（型号）：不同的封装对应着不同的功率。分英制（英尺为单位）和中制（毫米为单位）。例如1E型号，同时又叫做0402，英制0402相当于中制1005。薄膜电阻封装种类比较少，厚膜比较多（工艺好做）。
- 阻值：精度越高位数越多。
- 功率：需要根据实际环境确定，在行业使用中会查表，在不同温度下的功率。
- 耐压：根据公式$P=\frac{U^2}{R}$。

当交流频率逐渐大时，电感逐步成为主导，由于阻抗因素，电阻阻值会先减少再增加。

# 1.1.2电阻应用

电阻应用：①分压运算②与电容配合做滤波电路，低频过，高频不行（存在电容）③保护单片机的I/O口。

电阻损坏：①温度（热积累）②反复加热导致材料损坏（机械）③电压太大（参数未选择正确）

主要厂家：风华（国产），三星（韩国），KOA（日本）

# 1.2电容

# 1.2.1电容分类

按照导线：

轴向导线：纸质电容器
放射状导线：云母电容、薄膜电容、圆板陶瓷电容、铝电解电容
无导线（表面安装型）
- 陶瓷贴片电容（使用最广泛的电容）
- SMD型
  - 铝电解电容
  - 钽电解电容

按照功能

可变电容：通过旋转中轴改变面积。
固定电容
- 非极性
  - 陶瓷电容
- 极性（带正负极）
  - 铝电解电容
  - 钽电容
  - 聚合物

# 1.2.2等效电路图

ESR为内阻，$C_{EQ}$为电容。

# 1.2.3基本性质

储存电荷（施加电压存储电荷）
不使直流电流通过，而使交流电流通过
使交流电压平滑（变得更接近直流电压）
去耦：接地，使交流电入地，直流电正常，以此去噪

电流频率越高，越容易平滑通过；频率越低，越不容易。

# 1.2.4参数

容量：F，法拉
精度：相对电阻较低
耐压值：额定直流工作电压
封装：与电阻封装兼容
材料：NPO/C0G，X7R，X5R，Z5U，Y5V

关于贴片电容：体积越大，耐压值和容量就越大。

测量电容：使用万用表，把电容器取下来再测。

# 1.3电感

# 1.3.1介绍

电感器是线圈的别名，能够将电能转化为磁场能。线圈匝数越多，横截面积越大，加上铁芯，那么电感产生的磁感线就越多。

电感的作用：允许直流电通过，阻碍交流电通过。（与电容相反）交流电频率越大，阻碍作用越强。

利用电感和电容可制作滤波器和开关电源。

原理：经过电感的电流不能突变，经过电感的电压不能突变。

# 1.3.2分类

卷线型信号电感器（传统）
机层信号电感器（制片再结合）
薄膜型抗干扰电感器

# 1.3.3电感测量

万用表测量电感，如果阻值过大，则可能是断路。

# 1.4半导体/二极管

# 1.4.1半导体介绍

常温下导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。在半导体中掺入少量杂质元素，半导体特性就会发生改变，根据杂质元素的不同可以带正电或者负电，称为P型（positive）半导体或N型（negative）半导体。（N型就是把Si换成P，增加电子；P型就是把Si换成P，减少电子）

PN结（耗尽层）：p型半导体与N型半导体结合，中间部分产生PN结，如图。

当电流从P到N，PN结变窄，导电性能加强；
当电流从N到P，PN结边长，形成不导电的绝缘。

# 1.4.2二极管

本质上是一个带引线的PN结，具有单向导电性。

根据功能分类：

整流管
检波管
稳压管
发光二极管

# 1.4.3二极管的主要参数

正向导通电压：超过了正向导通电压，则电流呈指数上涨
反向击穿电压：正常情况下，反向电流比较小；当反向电压超过一定范围时，反向电流急剧增加
额定正向电流：正常工作时，允许通过的最大正向电流；
频率特性：频率超过一定范围时，二极管PN结接近短路，失去单向导电性。无法工作。

# 1.4.4二极管的实际应用

一般负极会带一根银线。

发光二极管长引脚为正极，短引脚为负极。贴片型二极管背面箭头所指的是负极。

测试：使用电阻档或者二极管挡，测量时要与电路隔开。

# 1.5三极管

# 1.5.1介绍

全称为半导体三极管，晶体三极管。基本作用是放大电信号。

# 1.5.2分类

NPN型
PNP型

封装形式： TO封装和SOT封装。分别如下图：

BCE为三种引脚。B为基级，C为集电极、E为发射极。

名称由来：发射级E电子浓度最大；集电极C体积最小，容易吸收电子；

# 2理论

# 2.1PCB板

# 2.1.1介绍

要素：导线-丝印-过孔-封装-焊盘

名词：阻焊、丝印、符号、封装、焊盘

PCB（printed Circuit Board），印制电路板、印刷线路板。实现诸多电子元器件电气连接的载体。功能性相当于一个导线，把元器件放在上面，连接

制造工艺：印刷。1936年出现，大大减小了元器件的体积，增加了连接效率。简单来说就是把一整张铜箔中不需要的部分腐蚀掉，剩下部分充作导线。

# 2.1.2PCB的层叠结构

基础***单层板***发展历史：

铜片>>腐蚀后的线路>>加上底面的基板>>覆盖上绿油（阻焊层）防止触电，也保护铜不被氧化

由于需要对元件安装位置进行标记：需要加上丝印层作为标记。
当表面一层的元器件或者导线太多，需要打孔，将正面导线牵引到反面，这种操作叫做过孔，这样的板子叫做双层板。

当双层板也满足不了元器件个数需求时，就需要四层板（相当于两层板加芯层加两层板，铜线之间的层都是绝缘体）。

以此类推，可以有六层板（两层加芯板加两层加芯板加两层）八层板等等。相同的项目：板子层数越少越好。

为什么没有单数层板？

没有必要。①做三层时不稳，有必要做成四层②成本差不多③偶数层较稳定

# 2.1.3通孔、盲孔、埋孔

盲孔：看不到底（起点是第一层）

通孔：从第一层到最后一层

埋孔：内层切换

# 2.1.4元器件的符号和封装

元器件的数据手册（以电阻为例）：

左图为符号（电路图原理），右边为封装（即元器件在PCB板上的实现方式）。

右图中，红色部分为焊盘，相当于“留下来的线头”，连接电阻的。焊盘不需要阻焊层，是裸露在外的，因此需要把这一部分的阻焊给去掉；黄色就是丝印。

# 2.2PCB的生产过程

画板子之前得明白PCB的生产过程，明白别人的基本生产步骤才能画出好用的板子。

# 2.2.1开料-钻孔-沉铜

一般是两层板一起生产，一层铜+基板+一层铜。将板子切割成固定的板子。然后根据不同的孔型在每层板子上打孔，然后合并起来。下一步在孔中加铜。

# 2.2.2压膜-曝光-显影

在板子的表面与底面压上蓝色薄膜。把自己画的图与之结合，区分出有铜部分和无铜部分。最终线路因为第一次曝光，裸露出来，非线路部分就没有裸露出来。于是把裸露的铜部分上加锡（保护）。最终去蓝膜，用液体腐蚀不需要的铜，保留电路铜。最后去掉锡。

# 2.2.3光学AOI扫描

比对封装图与成品，检验。

# 2.2.4涂阻焊-去除焊盘上的阻焊

# 2.2.5烤板（丝印）、对焊盘进行保护

表面对裸露出来的铜喷一层锡，进行保护。

# 2.2.6锣边成型

好几块板子拼一块。

# 2.2.7各种人工、机器检验

# 2.3PCB焊接

# 2.3.1焊接方法介绍

焊接方法为：

手工焊
浸焊：机器焊
回流焊：用网来焊
波峰焊：大规模生产用比较多，通过波峰来使锡来接触元器件

# 2.3.2PCB和PCBA

PCBA就是含有电子组件的电路板；PCB是没有元器件的电路板。

# 3EDA使用

# 3.1简单介绍

①有库就使用库，没有库就自己画。器件：符号+封装+实物+3D图

②新建工程，器件放在原理图上

③转化原理图为PCB

④导出BOM和Gerber下单

# 3.2第一步-原理图绘制

# 3.3第二步-DRC检测（检查连接、绑定封装）

# 3.4第三步-封装绘制

顶层是焊盘，另外还有丝印层与阻焊层（就是扣去绿油阻焊的那一部分）。

C0603封装参数
C0805封装参数
F1210封装参数
L0603、LED-0603、R0603封装参数

同C0603
排针封装参数

根据排针型号在立创商城中寻找