1.4 印制电路板的识别

电路原理图对于电子产品来说终究是“纸上谈兵”，不能靠电路原理图来满足各项生活和工作需要，因此还需要借助一定的技术将电路原理图转换成印制电路板图，然后在电路板上按照印制电路板图将线条（导线）、过孔（元器件的安装孔）制作出来，最后把相应的元器件按照规定的位置安装上去，并安装好相应的附属配件（外壳、连接线等），就可以构成一件实用的电子产品了。

接触一个电路或许是通过电路原理图也或许是通过电路板实物图，电路原理图和电路板实物图之间的连接关系是一一对应的，它们之间可以互相转换。因此，若要熟练地把一个电路的工作原理弄明白，最好能够熟练地进行电路原理图和电路板实物图的转换工作。

在实际工作中，通常需要通过印制电路板绘制出电路原理图以用于分析电路，因此要想熟练地分析电子电路的工作原理，还需要了解印制电路板图的相关知识。

1.4.1 印制电路板的构成

印制电路板的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质制成的。早期的印制电路板多以电木为板材，现在则改为玻璃纤维或者环氧树脂板。在印制电路板表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，在实际使用时需根据电路结构在印制电路板上合理安排电路元器件的位置（布局），再将不需要的导电铜层腐蚀掉，留下来的部分就变成网状的细小线路。这种网状的细小线路被称为导线（Conductor Pattern）或布线，为印制电路板上的元器件提供电路连接，再经钻孔等处理，裁剪成具有一定外形尺寸供装配元器件用的印制电路板，如图1-34所示。

在实际应用中，印制电路板除了可为各种元器件提供电气连接需要的铜导线之外，还可以用来固定各种元器件（把钻孔镀锡后作为元器件的连接焊盘）。

在通常情况下，为方便元器件安装，印制电路板上除了有起支撑作用的绝缘板和用来作为连接导线的铜线条外，还有元器件属性说明、辅助说明文字、焊盘、过孔（只对双面板或者多层板而言）等，如图1-35所示。

可以根据电路原理图找到印制电路板上相对应的元器件，印制电路板上那些连接元器件的细小铜箔就代表图纸上的连接线。

1.4.2 印制电路板的种类

根据电路的复杂程度，在实际应用中通常可采用单层电路板（单面电路板）、双层电路板（双面电路板）及多层电路板来满足实际需要。

若一片铜膜和一片绝缘板贴在一起，就是单面电路板；若在一片绝缘板两侧都贴有铜膜，就是双面电路板；若要将多片绝缘板和多片铜膜按照一片铜膜一片绝缘板、再一片铜膜一片绝缘板不断地叠下去，就形成了多层板。目前的电器产品普遍使用2～4层的印制电路板，较复杂的则用到6层，甚至到8层以上。

单层电路板的制造成本比其他类型的电路板低，但是所有的走线都必须放置在一面，布线难度大，只适用于比较简单的电路。

双层电路板可以在电路板的两个面上进行布线：一个是顶层（TopLayer）；另一个是底层（BottomLayer）。上下两层间的电气连接通过焊盘和过孔完成。由于焊接工艺的原因，故一般在顶层上放置元器件，底层尽量少放置元器件。

双面印制电路板有顶层和底层之分：顶层通常用来放置元器件、印制丝印层内容、辅助说明文字、元器件属性说明等内容；底层通常用来放置焊盘、导线等，如图1-36所示。

1.4.3 焊盘/过孔

焊盘主要是用来焊接元器件引脚的一个圆形铜箔（也可以是其他形状），为了保证焊接牢固，焊盘的面积通常比连接的导线横截面积大。在双面板和多层板中，焊盘兼具有过孔的作用，通常是在这个孔中镀铜，或者通过插在孔中元器件的引脚将印制电路板两面的导线连接起来，将上下（或者其他层面）在电气意义上连接起来。

双面印制电路板和多层印制电路板不同层之间通过过孔来实现电气连接。过孔就是在层与层之间需要连通的导线上打通一个公共的孔，在制板时通过沉铜技术将孔壁圆柱面上镀上一层金属，以连通各层需要连通的铜箔。过孔的上下两面大多做成焊盘的形状，可以连在上下两面的线路上，也可以不连。过孔有通孔（穿透式过孔）、隐藏式过孔、半隐藏式过孔，如图1-37所示。

插件式元器件所需的钻孔被称为穿透式过孔（Through），贯通顶层至底层间所有板层；半隐藏过孔（Blind）又称半隐藏式过孔，只从多层板顶层或底层贯通至内部某一层；隐藏式过孔（Buried）也称埋孔，只贯穿多层板内部某几层，因此无法从顶层或底层看见。

穿透式过孔在电路设计中又可称为焊点或者焊盘，连接两个焊点之间的电路线可称为铜膜走线，当铜膜走线与其他线路无法避开而发生干涉时，势必需要连接至下一层，这时可以通过过孔连接。

1.4.4 导线

印制电路板中的导线是用来将元器件引脚连接起来的各种形式的铜箔。由于导线层是用来为电气信号提供通路的层面，故导线层又称为信号层。

在通常情况下，印制电路板上除了需要锡焊的焊盘等部分外，其余部分（包括导线）的表面都有一层耐高温的绝缘漆（通常为绿色，也有黄色、红色、蓝色等颜色）。这种绝缘漆有两种作用：一是用来保护导线不至于氧化；二是作为阻焊膜，可防止波峰焊时产生桥接现象，提高焊接质量，节约焊料。

有些电子产品会在铜箔线上故意留个缺口，然后又把它焊起来，这是留给调试和维修时测量电路某点的工作电流时用的，即调试和维修时可用烙铁熔开这些焊点，即可串入电流表测试。

有时高频电路中一些小的电感线圈利用铜箔条直接做在印制电路板上，这就是有些电路原理图上有某一个元器件而在实物电路板上找不到实物的原因。

有的线条故意与接地线之间做蛇形扭曲，那是为了把电路中的一些分布电容对地释放，使电路工作更稳定。我们知道，很多电子元器件紧紧挨在一起时，相互间的电磁干扰和带电导体表面的趋肤效应会产生一些静电和电容，这都对电路的正常工作有影响，所以要把它们对地释放掉。

1.4.5 元器件属性信息

元器件属性信息主要包括元器件的参数（注释文字）和元器件图形符号。这些内容通常采用白色漆印刷在印制电路板上安装有元器件的表面。印刷这些内容的层面通常被称为丝印层（Silk Screen）。

元器件图形符号是元器件在印制电路板上可以看到的图形，在一般情况下，元器件图形符号印刷在顶层丝印层（Top Overlay），也有一些印刷在底层丝印层（Bottom Overlay），颜色通常为白色。元器件封装图形只是一个可视图形，无任何电气意义，它的存在和形状不影响布线和元器件之间的电气连接。

电路原理图中的元器件仅仅是一个符号，只要图形符号符合一定的标准即可理解。而印制电路板中的元器件图形符号却要求外形尺寸必须与实际元器件相同，否则，在布线和安装元器件时可能会不能安装进去，如图1-38所示。

印制电路板中的元器件是以不同的元器件封装存在的。元器件封装是指元器件焊接到电路板上时的外观和焊盘位置尺寸。不同的元器件可以共用同一个封装，只要大小尺寸合适就可以。印制电路板中的元器件封装主要由元器件图形符号（即封装外形）、焊盘、元器件属性三部分组成。常用元器件的实物图及封装图形如图1-39所示。

其他常用元器件的实物图及在电路板上丝印层信息见表1-3。

有些印制电路板还有辅助说明文字用来说明该印制电路板的设计者信息、设计日期、设计版本号等内容。辅助说明文字可以放置在丝印层（通常为白色的文字），也可以放置在信号层（文字由铜箔腐蚀而成），或者两种层面均有。

1.4.6 元器件连接方式

印制电路板除了电路之外，还要放置各种电子元器件。电子元器件与印制电路板的接合方式有插件式（Pin Through Hole，PTH）和表面贴装式（Surface Mount Devices，SMD）。

放置插件式元器件（如SIP、DIP封装）需要在印制电路板上钻孔，并在印制电路板的底层用焊锡固定；表面贴装式元器件（如QFP封装）则直接在顶层焊接固定。表面贴装式的体积较小，且不必在印制电路板上钻孔，大量用于新型电器产品中。

插件式电路板如图1-41所示。表面贴装式电路板如图1-42所示。混和式电路板如图1-43所示。

在印制电路板中，元器件通常都放置在顶层，因此印制电路板的顶层又称为元器件面，通常采用“Top Layer”表示；底层则用来焊接插件式的元器件，因此也可称为焊锡面，通常采用“Bottom Layer”表示。