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史上最全主板PCB设计解析

IT圈 admin 32浏览 0评论

2024年5月20日发(作者:段亦玉)

史上最全主板PCB设计解析

前言:

在《菜鸟能看懂

史上最全主板供电用料解析》一文中笔者从处理器供电设计、用料

两大方面,供电相数、相数独立设计、处理器辅助供电、电容、电感、

MOSMET

、耦合电

容七个细节对主板供电用料进行了详细解析。在本文中,笔者将

PCB

层数、

PCB

颜色,防

变型背板、

内存插槽设计、主板散热、接口布局六个方面,对主板

PCB

的设计进行详细讲

解,供大家学习、参考。

首先我们先了解一下什么是PCB。PCB是英文Printed circuit board的缩写,中文翻译为

印刷电路板。不光是主板,几乎所有的电子设备上都有PCB,其它的电子元器件都是镶嵌

在PCB上,并通过你所看不见的线连接起来进行工作。PCB主要由玻璃纤维和树脂构成。

玻璃纤维与树脂相结合、硬化,变成了一种隔热、绝缘,且不容易弯曲的板,这就是PCB

基板。当然,光靠玻璃纤维和树脂结合而成的PCB基板是不能传导信号的,所以在PCB基

板上,生产厂商会在表面覆盖一层铜,因此PCB基板也可以叫做覆铜基板。

PCB的一个重要参数是PCB的层数,这个参数也一直是网友衡量主板优劣的一个标准。

那PCB的层数是越多越好吗?答案是否定的。以目前销售的H55主板为例,由于H55系列

主板采用单芯片设计,主板布线相对简单,因此无论是华硕等一线品牌还是本土同路品牌,

H55主板均采用了4层PCB基板。

6层PCB和4层PCB对比

那什么是PCB层数呢?概括来讲主板的板基是由4层或6层树脂材料粘合在一起的PCB

(印制电路板),其上的电子元件是通过PCB内部的迹线(即铜箔线)连接的。一般的主

板分为四层,最上面和最下面的两层为“信号层”,中间两层分别是“接地层”和“电源层”。将

信号层放在电源层和接地层的两侧,既可以防止相互之间的干扰,又便于对信号线做出修正。

布线复杂的主板通常会使用6层PCB,这样可使PCB具有三或四个信号层、一个接地层、

一或两个电源层。这样的设计可使信号线相距足够远的距离,减少彼此的干扰,并且有足够

的电流供应。

华硕某高端主板上的PCB层数标识

虽然PCB层数能够让主板信号干扰减少,从某种程度上说提升超频性,不过所花费的代

价是巨大的。如一款6层PCB的主板超频性能大概会比4层PCB的主板高5%左右,而价

格却会高出30%以上!因此,除了极少数极端发烧超频主板外,4层PCB已经足够使用了。

小结:

PCB的层数直接影响主板的电气性能,然而随着层数的增加,主板的成本出现了几何性

的增长。4层PCB基板,在价格与性能之间找到了平衡,因此被主板厂商广泛采用。

很多网友喜欢根据PCB基板的颜色来判断主板的优劣。事实上主板颜色与性能并无直接关

系。PCB板表面的颜色实际上是一种阻焊剂(也称阻焊漆)的颜色,其作用是防止电器原

件在焊接过程中出现错焊,同时它还有另一个作用,就是防止焊接元器件在使用过程中线路

氧化和腐蚀,减少故障率。

事实上颜色过深,往往会提高主板的检验和维修难度。以最早出现的黑色PCB基板为例。

在洗PCB的过程中,黑色是最容易造成色差的,如果PCB工厂使用的原料和自作工艺稍有

偏差,就会因为色差造成PCB不良率的升高。由于黑色PCB的电路走线难以辨认会增加后

期维修和Debug的难度,一般主板厂商不会轻易用黑色PCB。因此我们看到,即使是军工、

工业产品这样对品质要求极高的产品也只使用了绿色PCB基板。

2024年5月20日发(作者:段亦玉)

史上最全主板PCB设计解析

前言:

在《菜鸟能看懂

史上最全主板供电用料解析》一文中笔者从处理器供电设计、用料

两大方面,供电相数、相数独立设计、处理器辅助供电、电容、电感、

MOSMET

、耦合电

容七个细节对主板供电用料进行了详细解析。在本文中,笔者将

PCB

层数、

PCB

颜色,防

变型背板、

内存插槽设计、主板散热、接口布局六个方面,对主板

PCB

的设计进行详细讲

解,供大家学习、参考。

首先我们先了解一下什么是PCB。PCB是英文Printed circuit board的缩写,中文翻译为

印刷电路板。不光是主板,几乎所有的电子设备上都有PCB,其它的电子元器件都是镶嵌

在PCB上,并通过你所看不见的线连接起来进行工作。PCB主要由玻璃纤维和树脂构成。

玻璃纤维与树脂相结合、硬化,变成了一种隔热、绝缘,且不容易弯曲的板,这就是PCB

基板。当然,光靠玻璃纤维和树脂结合而成的PCB基板是不能传导信号的,所以在PCB基

板上,生产厂商会在表面覆盖一层铜,因此PCB基板也可以叫做覆铜基板。

PCB的一个重要参数是PCB的层数,这个参数也一直是网友衡量主板优劣的一个标准。

那PCB的层数是越多越好吗?答案是否定的。以目前销售的H55主板为例,由于H55系列

主板采用单芯片设计,主板布线相对简单,因此无论是华硕等一线品牌还是本土同路品牌,

H55主板均采用了4层PCB基板。

6层PCB和4层PCB对比

那什么是PCB层数呢?概括来讲主板的板基是由4层或6层树脂材料粘合在一起的PCB

(印制电路板),其上的电子元件是通过PCB内部的迹线(即铜箔线)连接的。一般的主

板分为四层,最上面和最下面的两层为“信号层”,中间两层分别是“接地层”和“电源层”。将

信号层放在电源层和接地层的两侧,既可以防止相互之间的干扰,又便于对信号线做出修正。

布线复杂的主板通常会使用6层PCB,这样可使PCB具有三或四个信号层、一个接地层、

一或两个电源层。这样的设计可使信号线相距足够远的距离,减少彼此的干扰,并且有足够

的电流供应。

华硕某高端主板上的PCB层数标识

虽然PCB层数能够让主板信号干扰减少,从某种程度上说提升超频性,不过所花费的代

价是巨大的。如一款6层PCB的主板超频性能大概会比4层PCB的主板高5%左右,而价

格却会高出30%以上!因此,除了极少数极端发烧超频主板外,4层PCB已经足够使用了。

小结:

PCB的层数直接影响主板的电气性能,然而随着层数的增加,主板的成本出现了几何性

的增长。4层PCB基板,在价格与性能之间找到了平衡,因此被主板厂商广泛采用。

很多网友喜欢根据PCB基板的颜色来判断主板的优劣。事实上主板颜色与性能并无直接关

系。PCB板表面的颜色实际上是一种阻焊剂(也称阻焊漆)的颜色,其作用是防止电器原

件在焊接过程中出现错焊,同时它还有另一个作用,就是防止焊接元器件在使用过程中线路

氧化和腐蚀,减少故障率。

事实上颜色过深,往往会提高主板的检验和维修难度。以最早出现的黑色PCB基板为例。

在洗PCB的过程中,黑色是最容易造成色差的,如果PCB工厂使用的原料和自作工艺稍有

偏差,就会因为色差造成PCB不良率的升高。由于黑色PCB的电路走线难以辨认会增加后

期维修和Debug的难度,一般主板厂商不会轻易用黑色PCB。因此我们看到,即使是军工、

工业产品这样对品质要求极高的产品也只使用了绿色PCB基板。

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