PCB结构及其元素：焊锡流、阻焊层和走线

1.4节简单介绍了PCB的材料，下面来了解PCB的基本结构。一个普通的PCB由镀铜的树脂玻璃材料或一层铜箔与树脂材料粘接在一起构成，如图1-11所示。

图1-11 PCB的结构示例

对于一个多层板（具有两铜层以上的板），在铜核心层之间有一层介电绝缘填充材料，如图1-12所示，和多个铜层一起形成实体的PCB，如图1-12所示。介电绝缘填充材料可以和铜层粘接在一起。板的铜层和介电填充材料可以参考1.4节的介绍。

图1-12 PCB介电材料层

1.铜箔

铜箔是一薄层的铜，如图1-13所示，放置在介电填充材料之间，并且和介电填充材料粘接在一起。这些材料的厚度如下，对应其铜重标准：

1）0.5oz（0.0007in[0.01778mm]）。

2）1oz（0.0014in[0.03556mm]）。

3）2oz（0.0028in[0.07112mm]）。

图1-13 铜箔层

2.铜镀层

铜镀层主要用于PCB的外层，并且当对PCB上的钻孔的孔壁进行镀铜层时，也为PCB上的铜提供了额外的铜层。钻孔的孔壁镀层是铜镀层的主要目的，但是这样仍然会增加PCB的总厚度。镀层的平均厚度大约为0.0014in（0.0356mm）。

通常，在钻孔后进行PCB外层的镀层，然后进行铜蚀刻工艺操作，从而留下信号传输用的走线，如图1-14所示。

图1-14 铜镀层和蚀刻

3.焊锡流

焊锡流是将焊锡铺在PCB上的裸露铜表面的工艺，如图1-15所示。这样有助于后面装配元件时的焊接，并保护铜放置被氧化。在整个PCB表面的裸露铜上都可以进行焊锡流处理，或进行名为SMOBC（Solder Mask Over Bare Copper，裸露铜上的阻焊镀层）的工艺处理。SMOBC工艺就是在PCB表面上的裸露铜（通常为焊盘或要焊接的区域）铺上焊锡流，而在其他区域则铺上一层阻焊层。

图1-15 具有焊锡流的PCB铜层结构

4.阻焊层

阻焊层可以防止焊锡附着在上面，如图1-16所示，但是可以保护铜层，以防止被氧化。阻焊层可以起绝缘作用，即铺了阻焊层的走线与外界可以实现绝缘。另外，阻焊层还可以防止焊接时出现焊锡桥的情况，以便防止短路。阻焊层还可以保护PCB不会被其上面的元件产生的热量所破坏。不过有些标准并不把阻焊层看作足够有效的绝缘体。

图1-16 具有阻焊层的PCB结构(www.xing528.com)

5.走线

PCB上的走线实际上就是信号导线，它提供了相同的传输电信号的功能，它的两端一般与PCB上的元件的引脚相连接。PCB上的走线是通过对铜层进行蚀刻，去掉不需要的部分，而留下的部分就是走线或者焊盘。走线的宽度是PCB设计中的重要参数，它与走线所能承受的电流大小相关。

6.焊盘

一个焊盘可以有几种不同的形状和类型，最常用的两种焊盘类型为表贴元件安装的镀锡焊盘和通孔镀锡焊盘，图1-17所示即为通孔镀锡焊盘。

表贴元件安装的镀锡焊盘一般为正方形或长方形铜焊接区域，用于安装表贴元件。尺寸和形状依赖于将要安装在焊盘上的元件。大部分元件制造商会为他们的元件提供焊盘的推荐尺寸。

对于通孔镀锡焊盘，元件的引脚通过通孔，并且焊接在焊盘上。通孔镀锡焊盘的形状一般为圆形或方形。

7.镀锡的通孔

镀锡的通孔结构如图1-18所示，通孔结构包含一个焊盘，孔通过焊盘而成为一个通孔。孔壁可以为光面或镀铜，在某些情况下，可以为镀焊锡或其他保护镀层。孔的镀层从外层直到孔的内表面，对整个孔壁实现镀层。使用镀锡通孔主要有如下几个作用：

1）增强外层焊盘的强度，从而可以使用较小尺寸的焊盘。

2）焊接时可以散热，从而焊盘可以较小。

3）连接顶层和底层的信号。

4）从顶层到底层铺上焊锡流，从而不用在两侧进行焊接。

5）多层板实现内部焊盘的连接。

8.不镀层的通孔

不镀层的通孔也就是指在孔中没有镀锡，如图1-19所示（没有绝缘距离）。

图1-17 通孔镀锡焊盘

图1-18 镀锡的通孔结构

图1-19 不镀层的通孔结构

不镀层的通孔可以具有与内部铜层之间绝缘的距离（类似于板边），也可以没有这样的绝缘距离。对于具有绝缘距离的不镀层通孔，可以防止任何穿过通孔的元件发生与PCB内层的短路。

9.板边

PCB的板边也有一些特殊的要求。板边是PCB的裸露的界面，那么它必须可以和外界有绝缘安全距离。