快速了解线路板（PCB）基础知识
线路板
线路板（又称为电路板，PCB板），是印制了导线的一块版。它的主要作用是减少导线占用空间，并将导线按照清晰的布局组织起来。
图 1：导线与线路板
线路板是覆铜板加工的结果，覆铜板是在绝缘基材的表面上覆盖一片铜箔做成的。
通常使用蚀刻[1]加工覆铜板。做法是在覆铜板上要保留的线路上涂上抗腐蚀的材料，然后用化学试剂将其余部分腐蚀掉，剩下的就是作为导线的铜箔。以下视频展示了蚀刻过程：
【自制PCB电路板腐蚀全过程】
https://www.bilibili.com/video/BV1yk4y127B5
在看实际的电路板（如图 1）时，会发现有些地方导线比较宽，甚至是一大块（通常是地线）。这是根据公式 电流=电压/电阻 ，减少导线的电阻对电流大小的影响[2]。通常线宽的关系为：地线 > 电源线 > 信号线[3]。
如何在成本可接受的条件下快速地制作线路板
想要获取一块线路板，有两个步骤：
- 设计
- 生产
在电脑上使用软件进行设计并输出 PCB 文件，然后到某宝找“PCB 打样”，下单后把 PCB 文件发给店家就行了。
打样就是打印样品，毕竟线路板通常都是大批量生产，而大批量生产之前需要先打印一些样品用于调试。如果只是自己做一些玩具，到打样这一步就行了。
不要以为打样很贵，PCB 版的长宽如果不超过 10cm ，20 块钱 10 片。
如果别人已经设计好我们想要的版，可以直接下载他的 PCB 文件，更加简便。
如何得到 PCB 图
通常不是一步到位直接画 PCB 图的，而是先把电路图画出来，再转换成 PCB 图。
这里使用的绘制工具是立创EDA[4]，下载安装后不用注册也能免费使用。
以下是一个用 micro usb 点亮 LED 灯的 PCB 的示例。
第一步：电路图
图 2：电路图
第二部：PCB 图
图 3：PCB 图
接下来可以看看线路板 2D 的预览：
图 4：线路板 2D
还可以预览 3D：
图 5：线路板 3D
通常会让元器件紧紧贴住线路板以减小体积，都是在板的另一面焊接，因此背面也会有焊盘。在打孔之后，由于板的中间是绝缘层，所以需要在孔壁涂上金属层连接到背面的焊盘用来导电。
这个示例来自于 B 站 UP 主 BenBlue 的分享：
【E03、从原理图到PCB只需3步】
https://www.bilibili.com/video/BV1SA411b7L5?p=3
双面布线
前面演示的是仅在一面布线。当线路复杂时，由于不相连的线路不能交叉，只能绕道或者打孔绕到另一面。
这里用到的板都是双面板，双面板的两面都有铜箔。在双面板上钻孔并在孔壁涂上金属层，用于连接两面的导线。这个孔称为“过孔”。
单面板是只有一面有铜箔。有铜箔的一面用于布线和放焊盘，元器件放到另一面，并在布线一面焊接。
在画 PCB 图的时候，如果在同一面有导线会出现交叉，则软件会控制不让线穿过去，如下图所示：
图 6：不同线路不能交叉
尽管鼠标点到 R1 的右孔，但线穿不过去。
可以选择从外围绕过去，也可以如下图所示选择打孔：
图 7：过孔
注：使用 45 度折线布线而不是 90 度，以减小高频信号的辐射[3]。
蓝色线表示这条线在线路板的背面，下面的 2D 实物图比较直观：
图 8：双面板过孔 2D 图
以及 3D 图：
图 9：双面板过孔 3D 图
PCB 板的组成部分
图 10：PCB 板的组成部分
- 器件：元器件。在PCB光板上器件以焊盘+丝印的方式出现[5]。
- 焊盘：焊盘包含了引线孔及周围的铜箔[6]。
- 走线：导线。
- 过孔：跨层连接导线的孔。
- 印丝：用数字或者字母等在板上标注信息。
- 阻焊层：避免焊接时误焊临近但不相连的管脚。
参考
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