一文带你了解PCB设计中的常用基本概念
内容提要
优秀工程师设计的产品需满足设计和生产工艺需求，规范电路、工艺和PCB设计参数可确保产品符合技术规范。常用概念包括FR4板材、阻抗匹配、表面处理、芯板、差分线、信号完整性、信号反射、串扰、内电层、盲埋孔、测试点和Mark点。
延伸解读
FR4板材的TG值选择
FR4板材的TG值（玻璃转化温度）影响PCB的尺寸稳定性和耐热性。一般Tg板材为130°C以上，中等Tg大于150°C，高Tg大于170°C。高Tg板材在耐热性、耐潮湿性、耐化学性等方面更优，尤其在无铅制程中应用较多。选择时需根据产品的工作环境和工艺要求决定。
阻抗匹配与常见阻抗值
阻抗匹配用于传输线，使高频信号有效传递至负载，减少反射。当信号源内阻与传输线特性阻抗相等且相位相同，或传输线特性阻抗与负载阻抗匹配时，称为阻抗匹配。PCB中常见阻抗控制值有100欧姆差分阻抗、90欧姆差分阻抗和单端50欧姆阻抗。设计时需根据信号要求控制阻抗。
表面处理工艺对比
PCB表面处理工艺各有优缺点：喷锡成本低、可焊接性好，但平整度差；沉锡平整度好但易氧化；沉金平整度好、接触电阻小，适用于金手指和按键板；镀金硬度高但焊接性差；OSP生产快、成本低，但可焊接性差、易氧化。选择时需综合考虑平整度、焊接性、成本及工艺要求。
盲埋孔与测试点设计
盲孔从中间层延伸到表面层，埋孔连接中间层而不延伸至表面。它们用于高密度互连，但增加工艺复杂度。测试点包括PTH孔、SMT PAD等，用于电路板测试。Mark点用于自动贴片机识别，影响贴片效率，通常设计为直径1mm圆形，并留出无阻焊区。设计时需确保Mark点与背景对比明显。
Q&A
PCB设计中常用的基本概念有哪些？
PCB设计中常用的基本概念包括：FR4板材、阻抗匹配、表面处理、芯板/PP片、差分线、信号完整性、信号反射、串扰、内电层、盲埋孔、测试点、Mark点、金属化孔/非金属化孔等。
FR4板材的TG值对PCB有什么影响？
TG值表示玻璃转化温度，即材料从玻璃态转变为高弹态的温度。TG值影响PCB板的尺寸稳定性。一般Tg的板材为130度以上，高Tg一般大于170度，中等Tg约大于150度。通常Tg≥170℃的PCB印制板称作高Tg印制板。基板的Tg提高了，印制板的耐热性、耐潮湿性、耐化学性、耐稳定性等特征都会提高和改善。TG值越高，板材的耐温度性能越好，尤其在无铅制程中，高Tg应用比较多。
PCB中常见的阻抗控制值有哪些？
PCB中常见的阻抗控制值有：100欧姆差分阻抗，90欧姆差分阻抗以及单端50欧姆阻抗。
PCB表面处理工艺有哪些？各有什么优缺点？
PCB表面处理工艺主要有：1）喷锡：成本低、可焊接性好，但平整度不如沉金，大面积开窗时易出现锡不平整。2）沉锡：平整度好，但极容易氧化发黑。3）沉金：平整度好，无铅，用于金手指、按键板，金的电阻小，接触性好，是软金，主要沉镍金。4）镀金：硬度比沉金好，但焊接性差，MID和VR设计中一般不用。5）OSP：生产快、成本低，但可焊接性差、容易氧化，行内用得比较少。
差分线在布线时需要注意什么？
差分线用于传输差分信号，即驱动器端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态。为了保证两根信号完全一致，在布线时要保持并行，线宽、线间距保持不变。
信号反射产生的原因是什么？会造成哪些影响？
信号反射是由于源端与负载端阻抗不匹配引起的。如果源端与负载端具有相同的阻抗，反射就不会发生。负载将一部分电压反射回源端。如果负载阻抗小于源阻抗，反射电压为负，反之，如果负载阻抗大于源阻抗，反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素均会导致反射。反射会造成信号过冲、下冲、振铃、边沿迟缓（阶梯电压波）。
盲孔和埋孔有什么区别？
盲孔是从中间层延伸到PCB一个表面层的过孔，常见有一阶、二阶之称，比如一阶盲孔是指第二层到TOP层的过孔或者倒数第二层到Bottom的过孔。埋孔是从一个中间层到另一个中间层之间的过孔，不会延伸到PCB表面层。
Mark点在PCB设计中有什么作用？设计时有哪些要求？
Mark点是电路板设计中PCB应用于自动贴片机上的位置识别点，又称光学点位点。Mark点的选用直接影响到自动贴片机的贴片效率。一般Mark点的选用与自动贴片机的机型有关。Mark点一般设计成Ф1 mm（40 mil）的圆形图形。考虑到材料颜色与环境的反差，留出比光学定位基准符号大0.5 mm（19.7 mil）的无阻焊区，也不允许有任何字符。同一板上的光学定位基准符号与其相邻内层背景要相同，即三个基准符号下有无铜箔应一致。周围10mm无布线的孤立光学定位符号应设计一个内径为2mm环宽1mm的保护圈，且周围有上下边直径为2.8mm的8边形隔离铜环。
