嵌入式测试学习第 7 天：PCB电路板基础、走线、焊盘、贴片/直插

PCB电路板基础、走线、焊盘、贴片/直插

一、PCB电路板基础
[二、PCB 走线（Trace）：电路板的"电线"](#二、PCB 走线（Trace）：电路板的“电线”)
[三、PCB 焊盘（Pad）：元件的"焊接底座"](#三、PCB 焊盘（Pad）：元件的“焊接底座”)
- [① 贴片焊盘（SMT Pad）](#① 贴片焊盘（SMT Pad）)
- [② 直插焊盘（THT Pad）](#② 直插焊盘（THT Pad）)
- - 4、焊盘参数
  - 5、嵌入式软件测试焊盘常见故障
[四、贴片工艺 SMT（Surface Mount Technology）：现代主流](#四、贴片工艺 SMT（Surface Mount Technology）：现代主流)
[五、直插工艺 DIP（Through Hole）：经典、耐用、易修](#五、直插工艺 DIP（Through Hole）：经典、耐用、易修)
[六、贴片 vs 直插：终极对比表](#六、贴片 vs 直插：终极对比表)
七、总结

一、PCB电路板基础

1、什么是PCB

PCB = Printed Circuit Board 印刷电路板

作用：承载所有电子元件 + 用铜箔走线代替杂乱导线 + 实现电气连接 + 机械固定元件 。

嵌入式设备（单片机、开发板、传感器、工控板）100% 都基于 PCB。

2、PCB真实实拍图（多层板，最常见）

结构拆解（从上到下）：

绿色阻焊层（Solder Mask）：绝缘、防氧化、只露焊盘。
铜箔层（走线/焊盘）：导电，真正传信号/电流。
玻纤基材（FR-4）：绝缘、支撑整个板子。
过孔（Via）：打通顶层→底层→内层，实现层间连接。
丝印层（Silk）：白色文字/框，标元件号（R1/C2/U1）、极性、定位框。

3、PCB层数

单层板（1层）：只有一面铜箔 → 便宜、简单、小家电。
双层板（2层） ：顶层+底层铜箔 → 最常用，嵌入式开发板90%是双层。
多层板（4/6/8层） ：内层走电源/地，外层走信号 → 手机、路由器、电脑主板。

二、PCB 走线（Trace）：电路板的"电线"

1、真实走线实拍图（双层板）

2、什么是走线

走线 = 铜箔蚀刻出来的导电线路 ，相当于把一堆导线"印刷"在板子上。

作用：连接焊盘、传递信号、传送电源/地。

3、走线分类

信号线（细） ：传数据、时钟、I2C、SPI、UART → 线宽 0.1--0.2mm。
电源线（粗） ：5V/3.3V/12V → 线宽 0.5--2mm（越粗电流越大）。
地线（最粗/大面积覆铜）：GND、参考地、屏蔽 → 面积最大、抗干扰最强。

4、走线黄金规则

禁止90°直角走线（高频会反射、干扰、断裂）
✅ 必须 45° 或圆弧

高速走线尽量短（时钟、晶振、USB）

晶振走线越长 → 频率越不准、串口乱码、时序错误。
电源线要宽、地线要大（覆铜）

窄电源线 → 发热、压降大、重启、死机。
相邻层走线垂直交叉（顶层水平、底层垂直）

减少层间干扰。

5、嵌入式软件测试中走线故障

走线虚断/裂缝 → 偶尔不通、时好时坏、死机。
走线过细 → 大电流发热、烧毁。
走线离晶振/时钟太近 → 干扰、时序不稳。

三、PCB 焊盘（Pad）：元件的"焊接底座"

1、真实焊盘实拍图（贴片+直插）

2、什么是焊盘

焊盘 = PCB上裸露的铜箔区域 ，专门用来焊接元件引脚 。

三大功能：

电气连接：元件 ↔ 走线导通。
机械固定：焊锡把元件牢牢粘住，抗震、防掉。
散热：功率元件靠焊盘散热。

3、焊盘两大类型

① 贴片焊盘（SMT Pad）

无孔、扁平、成对出现
焊盘在表面，元件直接贴上去
用于：电阻、电容、芯片、晶振、按键（90%嵌入式板）

② 直插焊盘（THT Pad）

中间有金属化通孔
元件引脚穿过孔，在背面焊接
用于：继电器、大电容、接插件、拨码开关

4、焊盘参数

贴片焊盘（0603电阻）：长1.6mm × 宽0.8mm
直插焊盘 ：孔径 = 引脚直径 + 0.2~0.3mm ；焊盘直径 ≥ 孔径×2
泪滴焊盘（防断裂）：走线→焊盘过渡加宽，防止拉扯断

5、嵌入式软件测试焊盘常见故障

虚焊：焊盘与元件接触不良 → 偶尔无响应、时好时坏。
焊盘脱落：高温/拉扯 → 元件直接掉、报废。
焊盘短路：相邻焊盘锡连 → 烧芯片、死机、冒烟。

四、贴片工艺 SMT（Surface Mount Technology）：现代主流

1、贴片元件真实实拍图（全部无长引脚）

2、工艺流程（真实工厂流水线）

钢网印锡膏 → 焊盘上涂薄薄一层锡膏
机器贴片 → 吸嘴把元件精准放到焊盘上
回流焊炉 → 250℃加热，锡膏熔化冷却，元件焊牢
AOI检测 → 自动检查虚焊、偏位、短路

3、贴片工艺特点

✅ 优点

元件极小、极轻（0402/0201）
密度高 → 板子小、设备小型化
自动化快、量产便宜
寄生参数小 → 信号质量好、高频稳定、EMI低

❌ 缺点

手工难焊，维修要热风枪
机械强度略低，剧烈震动可能掉件

4、嵌入式真实使用场景

单片机开发板、智能手环、蓝牙耳机
传感器模块（温湿度、红外、雷达）
路由器、机顶盒、无人机控制板

五、直插工艺 DIP（Through Hole）：经典、耐用、易修

1、直插元件真实实拍图（都有长引脚）

2、工艺流程

PCB钻孔 → 对应元件引脚位置打孔
人工/机器插件 → 引脚从正面插入
波峰焊/手工焊 → 背面浸锡，引脚焊牢
剪脚 → 剪掉多余引脚

3、直插工艺特点

✅ 优点

机械强度极高：引脚插在孔里，抗震、耐摔、不易掉
手工超好焊：烙铁直接焊，新手也会
易维修：直接拔换，不用专业工具
大功率友好：继电器、大电容、变压器必须直插

❌ 缺点

元件大、密度低 → 板子大、设备笨重
寄生电感/电容大 → 高频差、干扰大
人工成本高、量产慢

4、嵌入式真实使用场景

继电器模块、电源板、电机驱动板
工业控制设备、PLC、仪表、充电桩
开发板（为了方便插拔）、老式家电

六、贴片 vs 直插：终极对比表

对比项	贴片SMT	直插DIP
元件外观	扁平、无长引脚	有长引脚、体积大
PCB要求	表面焊盘、无需钻孔	必须钻孔、通孔焊盘
焊接方式	回流焊（机器）	波峰焊/手工焊
密度	极高（小体积）	低（大体积）
机械强度	一般	非常高（抗震）
信号质量	好（高频稳定）	一般（干扰大）
维修难度	难（热风枪）	极易（烙铁）
典型元件	电阻、电容、晶振、芯片	继电器、拨码开关、大电容、接插件
嵌入式场景	90%现代设备	工业、电源、强电、维修场景

七、总结

PCB：玻纤+铜箔+阻焊+丝印，承载元件、实现电气连接。
走线：铜箔线路，传信号/电源；禁直角、高速短、电源宽、地覆铜。
焊盘：裸露铜箔，焊接元件；分贴片（无孔）/直插（通孔）。
贴片SMT：小型化、自动化、信号好、难维修、现代主流。
直插DIP：强度高、易维修、大功率、体积大、工业常用。