PCB設(shè)計(jì)是硬件工程師必備的技能，要修成優(yōu)秀的硬件工程師就要先了解與PCB相關(guān)的一些基本概念，以在具體的設(shè)計(jì)過程中把握住核心的要點(diǎn)。

印刷電路板的主要功能就是為了幫助各種形狀、封裝的元器件能夠方便地進(jìn)行電氣連接。因此PCB的設(shè)計(jì)目標(biāo)也就有以下幾點(diǎn)：

將各種封裝的元器件適當(dāng)?shù)毓潭ㄔ陔娐钒迳希⒛軌驅(qū)⑦@些器件的每個(gè)引腳的信號(hào)（通過焊盤）連接出來；

在將各個(gè)器件的引腳進(jìn)行連接的時(shí)候一定要滿足所需要的電氣性能，達(dá)到電路設(shè)計(jì)的初衷，電路板本身不能對(duì)各個(gè)信號(hào)帶來連接錯(cuò)誤、噪聲、失真等；

同時(shí)要滿足各種機(jī)械、加工、散熱、電磁干擾等方面的要求。

PCB和PCBA是兩個(gè)概念，也是兩道工序。PCB加工是基于工程師提供的Gerber文件將設(shè)計(jì)變成實(shí)際的電路板（沒有安裝元器件的裸板）的過程，國(guó)內(nèi)非常有名的PCB加工廠有金百澤、興森快捷等；PCBA是PCB Assembly的縮寫，也就是在已經(jīng)加工好的PCB板上將元器件焊接、安裝上去的過程，PCBA的廠商通過貼片機(jī)、手工焊接等方式將元器件焊接在PCB板上，像深圳的漢普、金百澤、蘇州的易德龍等都是PCBA領(lǐng)域比較專業(yè)而且有規(guī)模的企業(yè)。當(dāng)然也有不少企業(yè)既做PCB生產(chǎn)，又做PCBA的業(yè)務(wù)，比如金百澤。

參見上面的PCB圖片，印刷電路板（PCB）主要的幾個(gè)概念：

器件（Part）：焊接在PCB板上的元器件，這也是PCB的作用所在，在PCB光板上器件以焊盤+絲印的方式出現(xiàn)

焊盤（Pad）：通過電氣的方式將元器件的管腳連接在板子上，它與器件的管腳相對(duì)應(yīng)

走線（Track/Trace）：連接器件管腳之間的信號(hào)線，取決于信號(hào)的性質(zhì)，比如電流大小、速度等，走線的長(zhǎng)度、寬度等也有所不同

過孔（Via）：如果電路不能在一個(gè)層面上實(shí)現(xiàn)所有的信號(hào)走線，就要通過過孔的方式將信號(hào)線進(jìn)行跨層連接，過孔的形式以及孔徑取決于信號(hào)的特性以及加工廠工藝的要求

層（layer） - 電路板分很多層，除了走信號(hào)的層之外，還有其它用于定義加工用的層等

絲印（silk screen/overlay）： 也可以叫絲印層，用于對(duì)器件進(jìn)行各種相關(guān)的信息標(biāo)注

阻焊層（Solder mask）：從字面上也可以理解出來是為了防止沒有電氣連接的臨近的管腳被誤焊的保護(hù)層

定位孔（Mounting hole）：為了安裝或調(diào)試方便放置的孔

為了將器件有效地放置在電路板上，根據(jù)元器件的特性以及需要的信號(hào)管腳數(shù)量、性質(zhì)，每種器件都采有不同的封裝方式，但主要分為兩大類：

穿孔方式（Through hole）- 需要在電路板上打孔將管腳固定住，元器件的管腳跨越Top和bottom兩個(gè)層

表面貼裝方式（Surface mount）- 元器件只出現(xiàn)在一個(gè)Layer上

上面的頁(yè)面中講述了SMD器件在PCB上使用的主要特性

焊盤（PAD）是為了將元器件的管腳固定在PCB上并將信號(hào)連接在板上。它有不同的形狀和尺寸 - 在用CAD工具構(gòu)建封裝庫(kù)的時(shí)候，要根據(jù)該器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)中的定義來設(shè)定。

PCB是分層的，每一層的功能和定義是不同的，從該頁(yè)中可以看出除了連接信號(hào)的層之外，還有一些用于加工、安裝以及指示的層。在用CAD工具設(shè)計(jì)PCB的時(shí)候一定要清晰理解這些層的含義和作用，正確地進(jìn)行l(wèi)ayer的設(shè)置和使用。

此頁(yè)直觀地顯示了6個(gè)層的功能。

用于信號(hào)跨層的時(shí)候連通不同層的，根據(jù)連接的信號(hào)層的設(shè)置，可以分為三種：

通孔（through hole）- 連通了上下兩層，上下都可見

埋孔（Buried via）- 在電路板內(nèi)部，連接電路板內(nèi)部的兩個(gè)層，表面上看不到

盲孔（Blind via）- 只有一面能看到，另外一面看不到，該孔將一個(gè)表面層的信號(hào)連接到內(nèi)部的某個(gè)信號(hào)層

過孔的形狀和尺寸也不是隨便設(shè)置的，它取決于連接的信號(hào)的特性以及PCB加工廠的工藝要求。

此頁(yè)說明了絲印的作用及其關(guān)鍵注意事項(xiàng)。

阻焊 - 為了防止不該連接的信號(hào)線由于焊接導(dǎo)致短路，特意在PCB上有一個(gè)阻焊層進(jìn)行保護(hù)。

除了工程師針對(duì)項(xiàng)目自己設(shè)計(jì)的PCB之外，日常還會(huì)用到一些其它的板卡和附件用于測(cè)試、評(píng)估、前期開發(fā)等，這些都是工程師在實(shí)驗(yàn)室中常備的物料。

由于設(shè)計(jì)、加工、調(diào)試PCB的周期比較長(zhǎng)，成本也比較高，多數(shù)情況下在正式設(shè)計(jì)PCB之前，我們會(huì)用一些原型板比如面包板、多孔板、銅箔板對(duì)電路進(jìn)行初步的驗(yàn)證。注意：面包板比較常用，但是其高頻性能比較差，只能對(duì)低頻、低速的電路進(jìn)行驗(yàn)證，而且面包板只適合穿孔封裝的器件。

為方便工程師的設(shè)計(jì)，器件生產(chǎn)原廠以及他們的設(shè)計(jì)服務(wù)公司（一般稱為IDH）、民間的板卡開發(fā)公司等都會(huì)提供一些功能強(qiáng)大、使用靈活的評(píng)估板、開發(fā)板以及功能模塊。有效利用好這些板卡或模塊可以迅速驗(yàn)證自己的方案設(shè)計(jì)，降低不必要的前期風(fēng)險(xiǎn)，大大加速項(xiàng)目的開發(fā)進(jìn)度。