SI学习资料整理：说一说PCB和PCBA

最近在学习一些SI的东西，从网上整理了一些资料，在这边汇总一下，不一定对，欢迎大家提出建议和意见。

PCB（printed circuit board），印制电路板，是整个电子产品的载体。上边布满了大大小小的焊盘和复杂的走线，让所有的器件通过电路连通在一起，PCB只是单纯指的板子本身。如果成为产品，贴上器件，就是经过了贴片后，就变成了PCBA（printed circuit board+Assembly）。

从定义上来说，PCB是印刷电路板的简称，是一种用于支持电子组件的机械支撑和导电连接的板，具有导电性的路径和特殊的电子元器件。

而PCBA则是电路板组装，是将已经制造好的PCB添加上各种元器件，例如电阻、电容、集成电路等，完成电子产品的主要部件。

从制造流程上来看，PCB的制造过程主要包括板材切割、印刷电路图、铜箔腐蚀、钻孔和覆铜等步骤，是制造电子设备的基础；

而PCBA则需要在已经制造好的PCB上焊接各种电子元器件，进行烘烤、测试等步骤，最终形成一个完整的电子产品。

PCB上有哪些线？

PCB板上布线的类型主要包括信号线和电源、地线。其中， 信号线为最常见的布线，类型比较多，根据布线的物理结构可以分为带状线、微带线。微带线(Microstrip Line)，带状线(Strip Line)。从最直观的解释就是走在表层的就是微带线，走在内层的就是带状线，当然这两种线计算阻抗的方式是不一样的。其实微带和带状线叫法都是来自射频电路理论，和特性阻抗之类的概念都是用于高频电路的。

当然低频电路比如电源线，一些高精度模拟信号线，我们走线完全不需要控制阻抗，况且电源我们要过大的电流也没有办法控制阻抗，因为一般控阻抗的线走的都比较细，比如4mil~8mil的样子。

也就是说PCB板上不都是信号线，更不都是阻抗线，非高速传输不需要用阻抗线。

如何区分PCB上的各种线

PCB板上的地线GND，电源线，信号线线路怎么区分呢？不过这个也不是说100%绝对是正确的哦，可以用万用表或者示波器去测量，这样就准确的。但是也会看PCB板layout也是准确的。

地线：铜皮宽的就是地线

电源线：铜皮略宽的是电源线

信号线：信号线铜皮相对是最窄的

在 PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）上，通常有一些规则可用于区分电源线和信号线。以下是一些可能使用的方法：

1. 线宽和线距：电源线通常需要承载较大的电流，因此需要更宽的线宽和更大的线距，相对而言，信号线则可以使用更窄的线宽和更小的线距。

2. 颜色编码：PCB 软件通常支持给不同类型的线段着色。例如，可以为所有电源线段赋予红色，为所有信号线段赋予绿色，这样在设计时可以更容易地区分它们。

3. 布局：在 PCB 的布局中，可以将电源线和信号线分开。通常情况下，在进入芯片引脚之前，电源线需要走一条短的直线，然后连接到芯片的电源引脚。信号线则可以内部连接到芯片的引脚。

4. 标签：在 PCB 的设计中可以添加标签来描述信号线和电源线。例如，可以在信号线附近的标签中写“Signal”，在电源线附近的标签中写“VCC”或“GND”。

以上是一些常用的方法，但并不是所有 PCB 设计都是这样的。实际应用中，设计者可能会根据特定的需求进行判断和选择。

PCB布线规则

这儿为了更好地理解PCB上不只有阻抗线，所以就捡几条说一下PCB的布线规则：

（1） PCB板上预划分数字、模拟、DAA信号布线区域。

（2）数字、模拟元器件及相应走线尽量分开并放置于各自的布线区域内。

（3） 高速数字信号走线尽量短。

（4） 敏感模拟信号走线尽量短。

（5） 电源及临界信号走线使用宽线。

带状线、微带线

在说高速信号前，先了解一下两种基本的信号线，对后面的阻抗、叠层都有帮助。

带状线(Stripline)

带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线，埋在PCB内部。 

蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。

因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个包它的导体（平面）之间，不会辐射出去能量，也不会受到外部的辐射干扰。但是由于它的周围全是电介质（介电常数比1大），所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢！

带状线可以较好的防止RF辐射，但只能用于较低的传输速度，因为信号层介于两个参考平面之间，两个平面会存在电容耦合，导致高速信号的边沿变化率降低。带状线的电容耦合效应在边沿变化率快于1ns的情况下更为显著。

微带线(Microstrip)

微带线是一根带状导（信号线），与地平面之间用一种电介质隔离开。

蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是microstrip line。

黄色部分是环氧有机材料。

由于microstrip line（微带线）的一面裸露在空气里面（可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰），而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline（带状线）中的信号传输速度快，这是其突出的优点！

微带线为PCB提供了对RF的抑制作用，同时也可以容许比带状线更快的时钟或逻辑信号。微带线的缺点是PCB外部信号层会辐射RF能量进入环境中，除非此层上下具有金属屏蔽。 

审核编辑 黄宇