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tags: [source-summary]
type: source
source: "PCB立创EDA开源教程（Expert电子实验室）— 第8课PCB结构与组成 + 第9课PCB叠层结构 + 第11课PCB设计流程"
author: "Expert电子实验室（国一学长）"
date: 2026-08-14
created: 2026-08-14
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# PCB 结构、叠层与设计流程

> [!note] 对象层
> 学完这篇，你能**判断**：
>
> 1. 在 PCB 版图上认出导线、铺铜、过孔、焊盘、丝印、阻焊，并说出各自用途；
> 2. 通孔/盲孔/埋孔什么时候用谁；
> 3. 看懂"叠层"（PP 半固化片 + Core 芯板、信号层/丝印层/阻焊层/锡膏层/机械层）；
> 4. 说清一块板子的完整设计流程（原理图→PCB→生产→焊接）和 DRC 是什么。

> **用生活理解**：PCB 像**多层夹心饼干**——饼皮是铜箔线路（导电），夹心是绝缘材料（PP/Core）；上面的芝麻是元件。阻焊是给饼干"罩一层糖衣"防止粘连短路，丝印是糖衣上写的"口味标签"。

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## 一、抽象描述（一句话本质）

**PCB 由"铜箔导电结构 + 绝缘基材 + 保护油墨"叠成**；结构元素（导线/铺铜/过孔/焊盘/丝印/阻焊）各司其职，层与层通过 PP+Core 压合，再按"原理图→PCB→生产→焊接"的流程产出成品板。

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## 二、核心知识

### 2.1 结构组成：六个关键元素

| 元素                 | 是什么                                     | 干什么                                          | 用途场景                         |
| -------------------- | ------------------------------------------ | ----------------------------------------------- | -------------------------------- |
| **导线 Track**       | 铜箔走线，带网络（NetLabel）对应原理图结点 | 连接各元件；布线时可自动推挤/环绕               | 通常用于**信号** [用户]          |
| **铺铜 Copper Pour** | 一整块铜皮                                 | 大面积连接网络                                  | 通常用于 **GND 和 POWER** [用户] |
| **过孔 Via**         | 连接不同层的孔                             | 层间电气连接 + 器件固定定位                     | 多层板必备 [用户]                |
| **焊盘 Pad**         | 引线孔及周围铜箔                           | 元件焊接、电气连接                              | 所有元件都要 [用户]              |
| **丝印 Silkscreen**  | 印刷的文字/标志/图形                       | 标识元件位置、数值、型号、方向、安装方式        | 可读性、装配 [用户]              |
| **阻焊 Solder Mask** | 覆盖铜层的油墨层                           | 绝缘保护铜层、防短路；只露出焊接所需的铜 PAD/IC | 防短路 [用户]                    |

**过孔的类型**（判别重点）：`[用户]`

| 类型     | 钻法       | 贯穿范围                      |
| -------- | ---------- | ----------------------------- |
| **通孔** | 机械钻孔   | 从上层到下层，贯穿整板        |
| **盲孔** | 激光钻孔   | 从顶层/底层到内层（不穿到底） |
| **埋孔** | 激光或机械 | 只在内层，不延伸到表面        |

![过孔类型：通孔/盲孔/埋孔](assets/pcb_via_types.jpg)

![焊盘类型对比](assets/pcb_pad_types.jpg)

> [!tip] 类比与判别
> 通孔=穿楼层电梯（每层都停）；盲孔=只到地下停车场再回头；埋孔=纯地下通道（从地面看不见）。**层数越多、密度越高，越需要盲埋孔省面积**；两三层板用通孔就够。

### 2.2 叠层结构：板子是怎么"夹"出来的

**材料**：PCB 由 **PP 半固化片（PrePreg）+ Core 芯板** 两类材料压合构成，再叠敷铜线路层和器件。`[用户]`

![四层板叠层结构示意](assets/pcb_stackup_4layer.jpg)

![多层板叠层示意](assets/pcb_stackup_multilayer.jpg)

**层的分类**（叠层管理器里按层看）：`[用户]`

| 层                                            | 用途                                             |
| --------------------------------------------- | ------------------------------------------------ |
| **信号层**（顶层 Top / 底层 Bottom / 中间层） | 走信号线，层间靠通孔/盲埋孔互连                  |
| **丝印层**                                    | 印元件标识、说明文字                             |
| **阻焊层**                                    | 开窗露铜、保护线路                               |
| **锡膏层（Paste）**                           | 表贴元件刷锡浆用（只在焊盘处开口）[用户]         |
| **机械层**                                    | 定义板子外形、尺寸、对齐标记、装配说明等机械信息 |
| **板框层**                                    | 板子外形轮廓（开料依据）                         |
| **3D 外壳层**                                 | 3D 装配预览用                                    |

> [!tip] 别混淆
> 阻焊层管"哪里露铜焊接"；锡膏层管"哪里刷锡浆贴片"；机械层管"板子长什么样"。三者对象不同：阻焊=保护，锡膏=工艺，机械=外形。

### 2.3 设计流程：从想法到成品板

**立创 EDA 内的完整流程**（课11 配图，两条分支都通向嘉立创打板）：`[视觉]`

![立创 EDA 设计流程：原理图驱动 vs PCB 直接驱动](assets/lceda_design_flow.jpg)

```
新建工程
 ├─ 原理图驱动：新建原理图 → 放置器件 → 布线 → 检查DRC → 转为PCB → 导出BOM
 │    └─ 可选分支：新建器件（绑定符号 / 绑定封装 / 添加元件属性）
 └─ PCB 直接驱动：放置板框 → 布局 → 布线 → 检查DRC → 导出Gerber
      ↓
    嘉立创打板
```

> [!tip] 判别
> 有原理图就"原理图驱动"（主路）；只画板/抄板就"PCB 直接驱动"。**无论哪条路，DRC 和 Gerber 导出都跑不掉。**

**全局视角的闭环**（课程第11课文字）：`[用户]`

```
原理图设计 → PCB设计 → 生产加工 → 布局布线(注) → 焊接组装
```

> 注：流程图中"布局布线"作为 PCB 设计阶段内的环节出现。完整理解：**原理图（画逻辑）→ PCB 设计（布局→布线→DRC）→ 生产（制板）→ 焊接组装 → 测试**。`[补全]`

**DRC（Design Rule Check，设计规则检查）**：确保电子设计满足特定制造工艺要求的**质量保证措施**。`[用户]`

> [!tip] 类比
> DRC = 交稿前的"格式审查"，机器帮你查：线太细、间距太小、丝印压焊盘……全在送厂前揪出来，避免打样回来一块废板。现代 EDA 的 DRC 规则明细见 [[08-立创EDA专业版操作指南|08 立创 EDA 操作指南]]。

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## 三、判别规则

1. **信号走线 → 导线；大面积电源/地 → 铺铜**（铺铜给地/电源，导线给信号）。
2. **层间连接**：层数少/成本敏感 → 通孔；高密度/省面积 → 盲孔+埋孔。
3. **流程顺序**：原理图 → PCB（布局→布线→DRC）→ 生产 → 焊接。DRC 必须"设计完成、送厂之前"跑。
4. **认层**：看名字即可判——Top/Bottom/内层=信号层，Silk=丝印，Solder Mask=阻焊，Paste=锡膏，Mechanical/Board Outline=机械/板框。

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## 四、易混对比

| 易混点 A    | 易混点 B      | 关键区别                                             |
| ----------- | ------------- | ---------------------------------------------------- |
| 导线        | 铺铜          | 导线=窄铜箔走信号；铺铜=大面积铜皮连电源/地          |
| 通孔        | 盲孔/埋孔     | 通孔贯穿全板；盲孔顶/底层→内层；埋孔仅内层           |
| 丝印层      | 阻焊层        | 丝印=印文字标识（不导电）；阻焊=油墨保护层（防短路） |
| 阻焊层      | 锡膏层        | 阻焊管"哪不焊"（保护）；锡膏管"哪刷锡"（工艺）       |
| 信号层      | 机械层/板框层 | 信号层走电气信号；机械层/板框层定义外形尺寸          |
| PP 半固化片 | Core 芯板     | PP 压合后绝缘、成型；Core 本身带铜箔的双面板芯料     |

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## 五、变体验证（3 题，先想再翻答案）

1. **判断**：这块 8 层板，电源网络 VCC 想大面积连接，应该用什么工具画？
   > 答：铺铜（Copper Pour）——大面积连接电源网络的标准做法（规则 1）。
2. **选孔**：BGA 芯片底部要出线到内层和底层，但板子表层不想被打穿到对面，选什么过孔？
   > 答：盲孔（顶/底层到内层，不穿到底）。高密度 BGA 出线常用盲埋孔（规则 2）。
3. **陷阱题**：朋友画完图直接送厂打样，说"反正嘉立创便宜，出了问题再改"。
   > 答：错。送厂前必须跑 **DRC** 设计规则检查（规则 3），否则线距/过孔尺寸不合工艺，回来的可能是废板，既浪费钱又浪费时间。流程顺序不能跳。

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## 六、关系网络

- **向上**：这些结构元素在原理图里的源头是"元件符号/连接线/结点" → [[04-电路基础-电路定理|04 电路定理]]
- **同级**：元件符号与封装决定"焊盘长什么样" → [[07-元件符号与封装|07 元件符号与封装]]
- **工具**：叠层/规则都在立创 EDA 里配置 → [[08-立创EDA专业版操作指南|08 立创 EDA 操作指南]]
- **实战**：51 核心板（双面）和 USB 拓展坞（含差分对）的布板都用上本课结构知识 → [[09-项目实战-51单片机核心板|09]]、[[10-项目实战-USB拓展坞|10]]

> 来源：立创 EDA 教程 第8课（PCB 结构与组成）、第9课（PCB 叠层结构）、第11课（PCB 设计流程）；流程图标注 [视觉]