我和PCB的这些年

Posted 2020-08-20

　　PCB就是印刷线路板咯，它是几乎所有电子产品的基础。当年还是小小孩的我很早就和PCB认识了，这些年这个老朋友一直想随。写这篇连载，希望那些将要或已经接触使用PCB的朋友们，能对它有更深的了解，并能解决工作中的一些困扰，文中部分图片引用了一些网上的图片。

　　我所知道的很久以前，想要拥有一块PCB是很贵很麻烦的事情，电子爱好者们包括技术人员往往都使用面包板做原型设计和实验，或者自己弄一块覆铜板用油漆或胶带画上图形，再再三氯化铁或双氧水中腐蚀，然后打上孔，甚至还有人在环氧树脂板上打孔并铆上铆钉使用。这些其实现在还有人在做，只不过用了打印和热转印技术或数控雕刻机等个人能买到使用的设备，脱离了手工绘制。总之这样做的人已经很少了。

面包板搭的实验电路和至今还在销售的面包板

　　还有另一种PCB的面包板也曾被广泛使用，也叫洞洞板，因为板上每隔2.54mm就会打一个孔，可以焊上直插的集成电路并和周围直插元件焊接连接，这样比传统面包板牢固一些。

洞洞板和洞洞板搭成的电路

　　要一块自己设计的而且拿得出手的PCB板，在当年的确是一个奢侈的想法。直到一天，我从中国福利会少年宫的师哥那里看到了PCB设计专用的贴纸和胶带，这个梦想才成为事实。由于年代久远，没有照片可循，我从CAD软件上模拟了一个当年贴纸的图片。基本原理是，找一张白的纸，又硬又厚的那种，比如铅画纸、工程绘图纸之类的。纸质设计图上的贴纸图案是实际大小的两倍，贴纸很贵，而且有各种类型的，为了节约钱，一般只购买DIP300和DIP600封装的圆焊盘和椭圆焊盘，圆焊盘还可以单个减下来贴当过孔。画线路还要买黑色的美纹纸纸胶带，这个到今天还是有得卖的。胶带也很贵，一般只买1mm左右和2mm左右宽的两种，用的时候几根胶带并排贴就得到了不同宽度的线。为了填充铺铜，不舍得浪费胶带，用胶带贴一个轮廓后，再用墨水钢笔或黑色圆珠笔填满。由于在纸上涂墨水，不小心涂多了，墨水渗到反面，整个图就呵呵了。如果是设计双面板，为了正反对齐，必须用针戳个小孔来参照。

PCB设计专用的贴纸和胶带

　　当时这个设计过程即使现在看来也是很牛掰的，还有一个字来形容“贵”，一张A3大小的双面板图纸（整版做成PCB，2:1，只有A5大小）需要花去十几元RMB，当时普通工人的月收入只有一两百块。这个贵还只是开始，为了节约费用，一般不再贴阻焊的图了，做出来当然就没阻焊，当然也可以让厂里帮忙修改菲林来做阻焊，但很麻烦。

　　当时在上海交大门口附近的一个小弄堂，有一个接PCB单子的门市部。第一次把图纸交过去，“2周后来取”，营业员又问我：“正反面写了吗？”，这个还好理解。等我写好后还问我:“双面正做？”，”我？？？？“，当时就懵了，毕竟做错就是浪费家里一个月的口粮，人家又不能给你详细解释。两周后取板子，还给了几张1:1的菲林，我这才知道我画的图纸是用来拍照的，PCB线路板是像铜版印刷这样的来制作的。那时后也不想那么多，还在读初中，有一块自己设计的像样的PCB了，而且几周后我有了一块属于自己的MCS48单片机开发板了。

　　最终这样设计PCB还是很麻烦的，对PCB有更深的了解，那时读大学后正式接触了个人电脑。刚念大二，就在学校里给自己弄了台二手的AT 286，开来个学生组织，在各个系找了点人，一起开始了学习编程的日子，但还是念念不忘的还是PCB的设计。寒假里，让父亲几经询问，找到了一个朋友的朋友，我带着所有的软盘就出发了。我得到的是一款PCB设计软件PROTEL3.30，没有辅导书，没有说明，但没几天就基本学会用了，可以说这是一款从设计者思路出发编写的CAD软件。不过这款PROTEL的操作习惯，也让后来迟迟我无法习惯AUTOCAD、甚至PROTEL FOR WINDOWS。至今用着ALTIUM DESIGN的我仍然让我怀念当年DOS版的PROTEL，那流畅、迅速的感觉让电脑成了你一部分的延伸。

 

　　有兴趣的可以看一看到这个网站http://www.airborn.com.au/layout/232cnv/pcbtut.html看一看过去的PROTEL AUTOTRAX。多亏了有了DOS虚拟机，让老古董发挥了活力。

　　有了PROTEL3.30，我才能及时的完成了曾经搁置了的集成电路测试仪的设计，用放假的间隙定做了新的PCB，有充足的时间制作实物、编写程序，并自选课题用于毕业论文，进行演示和答辩。

　　接下来的事就是悲催的体力活了，大学毕业后的两年里，我除了做码农还要画PCB图纸。前辈高工和主管电脑二把刀，我又没时间画原理图文件，只有手工原理图图纸，每次都把PCB的网络图打印厚厚一本，让他们人工校对。那时我对于PCB已经有了一定的提高，换句话说就是能搞明白图纸和实物之间的关系了。实物建库、布线规划、元件布局什么的，是个画图的老师傅了，不过PCB的工艺流程仍然是一窍不通的。期间还参观了供货的PCB工厂，映像是一个肮脏的破地方，几个简陋板砖水泥砌成的缸，地上到处是污水，空气中弥漫着化学品的刺鼻气味，除了几台铺满PCB粉末的打孔机床，没有一处是入得了眼的。

　　之后对PCB的了解一直没有增加，只知道三天两头有问题，代理商送来100片，基本上20%有问题，焊盘氧化、露铜、断线、短路、孔不通，其他外观瑕疵就不谈了。期间所有的PCB新知识都是代理商告诉我的，有一天我问他能不能让送来的PCB板100%都是好的，

　　他说：“增加费用啊！100%不可能，但99.5%可能。”

　　“是啊，加钱用来干什么？”

　　“做测试啊！可以做飞针测试，专模测试。”

　　“现在送的没做吗？”

　　“你不催的有时候也做，做通用测试。通用测试一般能保证90%左右好的。”

　　“理论值吧？那另外两个呢？”

　　“飞针测试能保证99%，专模测试能达到千分之三一下。”

　　“专模我能理解，飞针是啥玩意，费用各是多少”

　　“有机会到厂里看看”（此处想到环境头我大一圈）“飞针按测试点多少算的，还收起步费，起步费就像打样收工程费一样。专模按测试点算模具费用，模具费用一次性结算，不过达到一定数量可以退，比如你这个板子做10000套”

　　“以前咋没和我说呢？”

　　“你的板子还比较简单，你们又有维修调试能力，所以。。。”

　　这行水很深啊，PCB的质量问题可以用未做测试来挡，因为一做测试，就会有不良品，厂里还要维修，修补出来的还得报废。如果成品数量达不到客户最低数量，厂里还要重新补单，这里先提一句PCB的生产周期很长，这一补单合同工期就拖了。所以一般来说不如不测，全部交齐，有问题客户自己先处理，省得补单，万一补单心里也有底了。