了解PCB設計中使用的術語至關重要。它能幫助你與工程師和製造商進行清晰有效的溝通。這種共識可以避免錯誤，並簡化團隊合作。 PCB術語也能幫助你更快地理解複雜的概念，進而提高工作效率和品質。無論你設計的是簡單的電路還是複雜的電路板，學習這些術語都至關重要。
學習這些術語是自信進行 PCB 設計的第一步。
關鍵要點
了解 PCB 術語有助於您與工程師和製造商進行清晰的溝通。
基底、銅層、阻焊層和網版印刷層是 PCB 的主要部分，它們使 PCB 堅固且運作良好。
選擇合適的元件，例如電阻器、電容器和晶片，是電路發揮最佳性能的關鍵。
不同的 PCB，例如單面、雙面和多層，適合不同的項目和需求。
物料清單 (BOM) 列出了建造 PCB 所需的所有零件，有助於避免錯誤並節省成本。
檢查連接和功能等測試方法可確保 PCB 在使用前正常運作。
良好的熱控制，例如使用散熱器和熱通孔，可以防止過熱並使設備保持良好的運作。
PCB結構和組件
印刷電路板的層
基材
基板是 PCB 的基礎。它將所有元件連接在一起，並保持電路板的堅固。大多數 PCB 使用 FR-4 板，這是一種由玻璃纖維和環氧樹脂製成的材料。這種材料堅固耐用且價格實惠，用途廣泛。
銅層
銅層有助於電流通過PCB。薄銅片附著在基板上。這些薄銅片形成用於連接元件的路徑和點。良好的銅層可以增強訊號並降低電氣雜訊。
性能改進 | 產品說明 |
|---|---|
更好的噪音控制 | 減少雜訊並改善訊號。 |
更小的設計 | 在更小的空間內容納更多的零件。 |
接線更簡單 | 保持快速電路中的路徑暢通。 |
熱控制 | 幫助冷卻主機板以獲得更好的性能。 |
阻焊膜
阻焊層可防止銅線生鏽，並防止焊錫在組裝過程中擴散。阻焊層是您在 PCB 上看到的彩色層，通常為綠色。此層可保護線路並使其正常運作。
絲印
網版印刷在 PCB 上添加標籤和標記。它顯示零件的位置，並有助於測試和維修。清晰的標籤使電路板的組裝和維修更加容易。
PCB設計中的關鍵組件
電阻器
電阻器會減緩電流流動，保持電壓穩定，並保護精密零件。
電容器
電容器儲存和釋放能量。它們有助於保持電壓穩定並降低噪音，從而實現平穩運行。
電感器
電感器利用磁鐵儲存能量。它們控制電流並降低電源和濾波器中的雜訊。
集成電路 (IC)
IC 是執行特定功能的微型電路。它們可以很簡單，也可以非常先進，例如微處理器。選擇合適的 IC 可以讓您的 PCB 更好地工作。
最佳實踐 | 產品說明 |
|---|---|
零件放置 | 保持零件正常運作。 |
電壓等級 | 匹配正確的電壓以實現強連接。 |
電源和接地 | 幫助熱量流動並延長電路板的使用壽命。 |
過孔佈局 | 保持層間訊號強。 |
屏蔽 | 保護敏感部件以獲得更好的性能。 |
資訊插座
連接器將 PCB 與其他設備或電路板連接起來。它們可實現系統間的順暢通訊和電源共用。
確保微控制器具有正確的速度和連接埠。
研究無線模組等新技術以獲得更好的設計。
檢查所有部件是否配合良好，以確保順利運作。
PCB類型
單面PCB
單面PCB僅在一面有元件和線路。這類PCB價格便宜，適合簡單的項目。
雙面PCB
雙面PCB的兩面都有路徑。它們提供了更多的佈線選擇，非常適合中等規模的設計。
多層PCB
多層PCB具有多層基板和銅箔。它們能夠處理複雜的電路並節省空間。這些電路板因其性能良好且靈活而廣受歡迎。
多層 PCB 因其體積小、性能強而非常出色。
它們處理先進系統所需的複雜電路。
它們可以更好地管理熱量，從而更加可靠且經濟高效。
剛性 PCB 與柔性 PCB
剛性 PCB 質地堅硬，不易變形。柔性 PCB 可以彎曲，並適應獨特的設計。柔性板非常適合穿戴式裝置和小型電子設備。
PCB設計中的設計和佈局詞彙
重要的設計部分
痕跡
走線是 PCB 上的細銅線，用於在各個部件之間傳輸訊號，就像連接城市的道路一樣。走線的設計必須能夠處理電流並避免問題。較寬的走線可以承載更多電流，而較細的走線則可以節省空間。良好的走線設計可以保持訊號順暢並防止過熱。
墊
焊盤是焊接零件的小銅點，用於將零件連接到電路板。焊盤主要有兩種：通孔焊盤和表面貼裝焊盤。通孔焊盤帶有用於零件引線的孔，而表面貼裝焊盤則是平坦的，用於安裝微小零件。請根據您的零件和組裝方法選擇合適的焊盤。
通孔
過孔是連接PCB各層的微小銅填充孔。它們允許訊號在各層之間傳輸，這對於複雜的電路板至關重要。過孔有三種類型：通孔、盲孔和埋孔。通孔貫穿整個電路板。盲孔和埋孔連接特定的層。合理佈置過孔可以改善訊號品質並降低雜訊。
地平面
接地層是 PCB 上的一大片覆銅區域。它為電流提供了一條公共回流路徑。它可以降低雜訊並改善訊號品質。良好的接地層也有助於電路板散熱。建議搭配電源層使用，以確保電路穩定。
PCB設計軟體和文件
CAD 工具
CAD 工具可協助您設計 PCB 佈局。它們可以讓您精準地放置元件並繪製線路。常用的工具包括 Altium Designer、KiCad 和 Eagle。 CAD 軟體可確保您的設計遵循規則並避免錯誤。
Gerber文件
Gerber 檔案用於製作 PCB。其中包含諸如銅層、阻焊層和絲網印刷等細節。設計完成後，匯出 Gerber 檔案與製造商共用。準確的 Gerber 文件可確保生產順利進行。
設計規則和限制
優惠促銷
間隙是 PCB 元件之間的最小空間。保持適當的間隙可以避免短路並確保電路板正常運作。 CAD 工具可以檢查您的設計是否符合間隙規則。
檢查設計規則是PCB設計中的關鍵步驟。它能確保電路板能夠正常運作、可製造且可靠。
阻抗控制
阻抗控制對於快速PCB設計至關重要。它能確保訊號在傳輸過程中保持清晰。您可以透過調整走線寬度、間距和材質來控制阻抗。這對於通訊和數據板至關重要。
信號完整性
訊號完整性是指保持 PCB 上的訊號清晰。訊號完整性差會導致資料遺失和錯誤。為了保持訊號強度，請降低雜訊、避免走線角度銳利，並採用良好的接地。
良好的 PCB 設計資料可避免建置和測試過程中出現問題。
錯誤的數據會導致昂貴的修復、延遲和額外的工作。
設定標準、檢查數據、使用自動化並仔細審查以確保成功。
PCB設計中的製造和組裝術語
PCB製造工藝
刻蝕
蝕刻製程透過去除多餘的銅來形成電路走線和焊盤。化學溶液溶解掉不需要的銅，從而留下電路設計。此製程確保PCB佈局的精確性，即使是複雜的電路板也不例外。良好的蝕刻製程可以減少錯誤，提高電路板的可靠性。
鑽孔
鑽孔是為過孔和通孔元件鑽孔。機器以極高的精度鑽出這些孔，以確保正確對準。孔的大小和位置對於訊號的強度和穩定性至關重要。先進的鑽孔方法可以加快生產速度並減少錯誤。
電鍍
電鍍會在孔洞和走線處添加一層薄薄的金屬層。這層金屬層可以提高導電性並增強連接強度。金或錫等材料通常用於防鏽。高品質的電鍍有助於 PCB 在各種條件下保持良好的性能。
組裝技術
表面貼裝技術（SMT）
表面貼裝技術將元件直接安裝在PCB表面。這種方法比傳統技術更快、更有效率。 SMT技術可以實現更小、更緊湊的設計，非常適合現代設備。
效率指標：
生產線效率：衡量放置零件所花費的時間。
每位員工的產出：每位工人每年組裝約 4.6 萬個零件。
每台機器組裝的零件：每台機器每小時放置 2,340 個零件。
這些數字顯示了 SMT 如何在保持高品質的同時加快生產速度。
通孔技術 (THT)
通孔技術將零件引線插入鑽孔並進行焊接。 THT 可實現牢固的鍵合，非常適合承受物理壓力的零件。雖然 THT 比 SMT 速度慢，但它仍然用於電源等耐用產品。
焊接方法
回流焊
回流焊接利用熱量熔化焊膏，並將元件連接到PCB。電路板被放入回流焊爐，受控的熱量確保焊接正確。此方法非常適合SMT元件和大規模生產。
波峰焊
波峰焊接將 PCB 置於熔融的焊料上，從而將元件連接起來。這種方法非常適合 THT 元件，能夠確保連接牢固且均勻。
品質結果：
不同類型的焊料，如 SAC+SAC 和 LT+LT，在測試中的表現相似。
更高的熱量可以形成更厚的層，從而提高接頭強度。
最佳效果發生在焊料接觸後的 3-4 秒內。
這兩種方法都有助於建立牢固的連接並減少組裝錯誤。
物料清單 (BOM)
什麼是 BOM 以及它為何重要
物料清單 (BOM)是製造印刷電路板所需所有零件的清單。它就像一份電路板組裝指南，確保不會遺漏任何零件。物料清單通常包含零件編號、數量、描述以及購買管道等詳細資訊。這份清單有助於您保持條理清晰，並確保在生產過程中不會遺漏任何重要零件。
可以將 BOM 視為 PCB 的採購清單。它告訴製造商確切需要哪些材料來製造電路板。如果沒有清晰的 BOM，可能會發生錯誤，例如使用錯誤的零件或耗材不足。一份清晰的 BOM 可以節省時間並避免錯誤，從而簡化生產流程。
提示：在將物料清單 (BOM) 發送給製造商之前，請務必仔細核對。這一步驟可以避免錯誤，並確保專案按時完成。
物料清單 (BOM) 還能幫助您控製成本。列出所有零件，您可以比較不同供應商的價格，並選擇最便宜的選項。這對於大型專案非常有幫助，因為即使每個零件只節省一點成本，也能節省一大筆錢。
除了省錢之外，BOM還能幫助您更好地與製造商合作。它提供了清晰的清單，方便您討論變更或解決問題。例如，如果需要特殊焊料，BOM可以確保不會遺漏。
BOM 的主要優點 | 產品說明 |
|---|---|
更少的錯誤 | 避免在組裝過程中遺失或錯誤零件。 |
節約成本 | 幫助找到更便宜的零件以節省金錢。 |
更快的生產 | 提供快速製造的清晰步驟。 |
更好的溝通 | 確保每個人都知道需要什麼。 |
製作 BOM 可能需要一些時間，但它在 PCB 設計中至關重要。它能確保專案按計畫進行，並確保最終電路板按計畫運作。無論您的設計簡單還是複雜，詳細的 BOM 都是成功的關鍵。
PCB設計中的電氣和測試概念
主要電氣性能
電容
電容表示裝置儲能能力。它有助於保持電壓穩定並降低電路雜訊。並聯電容器會增加電容，而串聯電容器則會降低電容。這對於確保電源平穩運作和訊號穩定至關重要。
關鍵公式:
電容器中的電流取決於電壓變化速度：I_cap = C * (dV/dt)
電感
電感是元件在磁場中儲存能量的方式。電感器可以阻止電流的突變，有助於電源和濾波器。它們可以降低雜訊並保持電流穩定。正確放置電感器可以提高性能並減少干擾。
抵抗力
電阻表示元件對電流的電阻值。電阻越高，相同電壓下的電流越小，保護精密元件。選擇合適的電阻值可確保安全的電流水平並防止過熱。
主要財產 | 對電路性能的影響 |
|---|---|
電容 | 並聯時上升，串聯時下降。 |
抵抗力 | 控制電流；電阻越大，電流越低。 |
耗散因數 | 顯示交流電的效率；越低越好。 |
測試技術
連續性測試
連續性測試用於檢查 PCB 上的路徑是否連通。它確保走線、焊盤和過孔正常工作。此測試可及早發現斷開的連接，避免日後出現更大的問題。
功能測試
功能測試用於檢查 PCB 是否正常運作。它會在實際條件下測試電路板，以確保所有零件都能正常運作。這一步驟是確保電路板性能良好的關鍵。
線上測驗 (ICT)
線上測試會檢查 PCB 上的每個元件。它可以發現諸如焊接不良、短路或元件故障等問題。 ICT 提供詳細的回饋，非常適合品質檢查。
測試技術 | 優點 | 限制 |
|---|---|---|
視力檢查 | 快速且便宜的基本檢查 | 錯過隱藏的問題 |
電氣測試 | 很好地發現功能問題 | 需要特殊設定 |
X射線偵測 | 無需拆開電路板即可發現隱藏的缺陷 | 成本更高 |
功能測試 | 在實際使用中測試全部效能 | 需要更多時間 |
訊號和電源完整性
相聲
串擾是指相鄰走線的訊號相互影響。在高速 PCB 上，這種情況更為嚴重。為了避免串擾，請保持走線之間的距離，並使用堅固的接地層。
電磁干擾（EMI）
EMI 是指幹擾電路的干擾訊號。接地不良和走線過密會加劇 EMI。請謹慎佈線並屏蔽敏感元件，以降低 EMI。
配電網路 (PDN)
PDN 為整個 PCB 提供穩定的電源。良好的 PDN 可以降低壓降和噪聲，從而提高電路板的可靠性。使用去耦電容和堅固的接地層可以改善 PDN 的性能。
影響訊號完整性的因素：
快速訊號會增加串擾風險。
接地不良會使 EMI 問題更加嚴重。
訊號延遲不均勻會導致錯誤。
提示：儘早注意訊號和電源完整性，以避免日後進行代價高昂的維修。
進階PCB術語
高速PCB設計
差分對
差分對是兩條傳輸相反訊號的走線。這些走線有助於降低雜訊並保持訊號清晰。將它們靠近可以抵消外部幹擾。這種方法在 USB 和 HDMI 等系統中用於保持訊號強度。
為了使差分對正常工作，請保持其長度一致。如果一條走線較長，可能會導致延遲和錯誤。此外，請保持走線之間的間距均勻。使用受控阻抗走線有助於避免訊號問題，並保持訊號平滑。
控制阻抗
受控阻抗可確保訊號傳輸無失真。這對於快速PCB設計至關重要。您可以透過調整走線寬度、間距和層間材料來控制阻抗。
例如，在快速訊號層附近放置接地層可以屏蔽幹擾。較短的走線和精心的佈線也能減少不必要的干擾。這些措施可以提高訊號品質，使電路板能夠可靠地用於智慧型手機和物聯網設備等設備。
PCB設計中的熱管理
散熱片
散熱器是金屬部件，用於將熱量從組件中帶走。它們可以防止組件過熱，避免電路板損壞。安裝散熱器有助於保持組件冷卻並確保其安全。
為了獲得更好的散熱效果，請使用具有導熱墊或導熱過孔的散熱器。這種設定可以均勻散熱，改善散熱效果。良好的熱管理可以使您的 PCB 保持良好的工作狀態並延長使用壽命。
熱過孔
散熱孔是填充銅的小孔，用於在各層之間傳遞熱量。它們對於溫度較高的部件非常有用。透過將這些部件連接到更大的銅面積或散熱器，散熱孔可以更好地散熱。
在正確的位置放置散熱孔可以顯著改善散熱效果。不良的散熱管理會導致零件過早失效。使用散熱孔可以確保 PCB 即使在惡劣條件下也能保持可靠性。
可製造性設計 (DFM)
拼板化
拼板技術將多塊PCB板排列在一塊面板上，以便於生產。這可以節省成本並加快組裝速度。採用拼板設計可以減少浪費並簡化製造流程。
它在焊接和測試過程中也很有用。例如，分離片可以在生產後輕鬆分離電路板。這種方法可以降低設計成本，簡化生產。
公差
公差是指製造過程中允許的微小尺寸差異。嚴格的公差可以使零件更精確，但成本也更高。平衡公差可以使設計更經濟實惠且易於製造。
DFM 檢查在生產開始前就能發現問題。例如，在銅線之間留出足夠的空間可以避免短路。儘早解決這些問題可以減少錯誤並節省成本。這也能讓生產過程更加順暢快速。
提示：與製造商溝通，了解他們的生產限制。這可以確保您的設計符合他們的生產流程。
PCB設計中的常用縮寫
了解 PCB 設計中的縮寫詞，有助於團隊合作。這些縮寫形式不僅節省時間，還能幫助大家互相理解。以下是一些在設計、製作和測試中常用的縮寫。
設計的縮寫
PCB（印刷電路板）
PCB 指的是印刷電路板，是電子產品的基礎。它透過銅線連接並固定元件。了解這一點有助於您與工程師討論設計方案。 PCB 封裝圖顯示了元件的正確放置位置。電路板上的網版印刷標籤用於指導組裝和固定。
為什麼設計首字母縮寫有幫助：
PCB 封裝確保零件正確放置。
網版印刷標籤使零件易於找到。
清晰的標籤可防止組裝過程中出現錯誤。
CAD（電腦輔助設計）
CAD 工具有助於建立 PCB 佈局。這些程式可讓您繪製電路、放置元件並連接路徑。 CAD 軟體可確保您的設計遵循規則並避免錯誤。它還可以透過將符號轉換為封裝來幫助團隊協同工作。這使得解決問題更快、更輕鬆。
CAD 工具的優勢：
清晰的示意圖，易於理解。
透過共享設計實現更好的團隊合作。
透過清晰的零件位置實現更快的修復。
製造業的縮寫
SMT（表面貼裝技術）
SMT 是一種將零件直接貼裝在 PCB 上的方法。這種方法可以實現更小的設計和更快的生產速度。 SMT 機器可以快速貼裝大量零件，非常適合現代設備。諸如 TEEP 和 OEE 之類的指標可以衡量 SMT 在工廠中的工作效率。
縮寫 | 意思 |
|---|---|
TEEP | 整體有效設備性能顯示了設備潛力。 |
能源效率 | 整體設備效率檢查工廠效率。 |
BOM（物料清單）
BOM 列出了建造 PCB 所需的所有零件，包括零件編號和數量等詳細資訊。清晰的 BOM 可確保不會遺漏任何零件。它還有助於比較價格，從而節省大型專案的成本。詳細的 BOM 可以避免延誤，並幫助製造商。
測試的縮寫
ICT（線上測驗）
ICT 會測試 PCB 上的每個零件，檢查是否正常運作。它可以發現諸如焊接不良或部件損壞等問題。 ICT 能夠提供詳細的結果，非常適合品質檢查。使用 ICT 可以確保電路板在繼續生產之前能夠正常運作。
EMI（電磁幹擾）
EMI 指的是乾擾電路的干擾訊號。接地不良或走線過近都可能導致 EMI。為了降低 EMI，請謹慎佈線並屏蔽敏感元件。儘早修復 EMI 問題可以提高 PCB 的可靠性。
提示：學習這些縮寫詞可以更好地工作並加快您的 PCB 專案。
了解 PCB 術語有助於您更好地進行設計並與他人有效協作。它能讓您更輕鬆地與工程師和製造商溝通，避免錯誤和延誤。例如，在飛機領域，先進的 PCB 可以提高系統可靠性。在醫療設備領域，多層 PCB 有助於加快訊號傳輸速度。
為什麼這很重要：
及早發現訊號問題可以使快速設計更好地發揮作用。
使用自動化工具可以節省時間並改善佈局。
了解更多物聯網設備、智慧感測器和汽車電子產品，提升你的技能。了解 PCB 術語，幫助你打造創意設計，成就成功專案。
常見問題
PCB 起什麼作用？
印刷電路板將電子元件連接並固定在一起。它整齊地排列電路，使手機、電腦和家用電器等設備正常運作。
阻焊層為何有用？
阻焊層可防止銅生鏽，並阻止焊料擴散。它有助於電路板正常工作，並保持外觀整潔。
如何選擇合適的 PCB？
考慮一下你的專案需求。簡單的設計可以使用單面PCB，而複雜或小型專案則需要多層或柔性PCB。
Gerber 文件的用途是什麼？
Gerber 文件包含製造商製作PCB所需的所有詳細信息，包括銅層、阻焊層和絲網印刷設計等資訊。
PCB設計中如何降低EMI？
保持走線短且間隔開。使用堅固的接地層並屏蔽重要零件。這些措施可以降低幹擾並改善訊號。
SMT 和 THT 有何不同？
SMT（表面貼裝技術）將元件直接貼在電路板表面，適用於小型化設計。 THT （熱通孔技術）則使用鑽孔連接，以便在嚴苛環境下實現更牢固的連接。
為什麼阻抗控制很重要？
阻抗控制可保持訊號清晰，尤其是在快速設計中。它有助於通訊系統等設備更好地工作。
什麼是物料清單 (BOM)？
物料清單 (BOM)列出了製造PCB所需的所有零件。它包括零件編號、數量和詳細信息，以確保順利組裝並節省成本。
提示：務必仔細檢查您的物料清單，以避免出錯或延誤。
