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(guò)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(guò)焊盤(pán)）連接出來(lái)；

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(lái)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(méi)有安裝元器件的裸板）的過(guò)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(xiě)，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(guò)程，PCBA的廠商通過(guò)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(jiàn)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(pán)+絲印的方式出現(xiàn)

焊盤(pán)（Pad）：通過(guò)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(guò)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(guò)過(guò)孔的方式將信號(hào)線進(jìn)行跨層連接，過(guò)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(lái)是為了防止沒(méi)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(pán)（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(lái)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(jiàn)

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(guò)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(shuō)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(kāi)發(fā)進(jìn)度。

與非網(wǎng)旗下的愛(ài)板網(wǎng)（eeboard）匯集了行業(yè)最新、最全的主流廠商的開(kāi)發(fā)板信息，并由資深的硬件工程師基于實(shí)際的使用體驗(yàn)撰寫(xiě)相應(yīng)的評(píng)測(cè)報(bào)告，硬件工程師可以充分利用好這個(gè)網(wǎng)站的信息幫助自己的設(shè)計(jì)工作。