PCB 設計與原理圖基礎

設計基礎與原理圖

PCB 電路板設計：初學者逐步指南

印刷電路板（PCB）是大多數現代電子設備的骨幹，提供連接電子元件的平台。對初學者來說，PCB 設計可能看似複雜，但只要方法正確，就能成為一項可掌控且回報豐厚的任務。本指南將帶你一步步完成 PCB 設計流程，從規劃到最終檢查。 今天，我們以鋰離子電池充電模組為例，走完整個設計流程。TP4056 是最常見的充電模組之一，因此為它打造「第二代」會是件很棒的事。為了提高電流額定值，我們將晶片換成新的 IP2312，同時保持與 TP4056 相同的 PCB 尺寸，使其具備高達 3 A 的驅動能力。若要觀看完整教學 ，請參考這篇文章。 印刷電路板設計步驟： 步驟 1：了解電路需求 在進入設計軟體之前，先清楚掌握你想打造的電路。先在紙上或使用 KiCad、Eagle 或 EasyEDA 等軟體繪製草圖。納入所有必要元件，如電阻、電容、微控制器與連接器，並確保各元件正確連接以實現功能。通常電路設計從紙筆開始，靈感源自現實問題；在我們的案例中，問題就是 TP4056 充電時間過長。 步驟 2：選擇 PCB 設計軟體 對初學者而言，介面友善的 PCB 設計軟體至關重要。常見選擇包括 KiCad、Eagle 與 Eas......

Jan 06, 2026

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PCB 絲印：您需要知道的一切

絲印是 PCB 的最上層，在 PCB 製造流程中，加上絲印是最後一道步驟。此層透過油墨標記來識別 PCB 元件、測試點、符號、商標及其他重要資訊。絲印在協助製造商與設計者透過 PCB 上的註解輕鬆辨識元件方面，扮演關鍵角色。 絲印油墨是一種特殊配方的非導電環氧樹脂，有多種顏色，業界最常見為黑色與白色。PCB 設計軟體通常對絲印層採用標準字體，但設計者亦可依需求選用其他字體。本文將探討絲印的重要性、設計準則、實用技巧，以及如何將自訂字體加入絲印層。查看 JLCPCB 工廠完整 PCB 製造指南。 什麼是 PCB 絲印？ 想像道路與街道缺乏方向／距離文字與地標，是否毫無意義？PCB 絲印就如同地標與文字，提供各電路節點、零件及其他電路的文字資訊。絲印主要用於標記測試點與註解元件前綴名稱，可在製程中透過類似防焊層的 UV 液態感光成像製程完成；若需極細線寬，製造商可能改用「直接圖例印刷」替代方案。 PCB 絲印應包含哪些內容？ 以下資訊應納入 PCB 絲印： 列印公司商標、設計者／製造商名稱 警示符號，例如高壓 版本號碼，如 Ver1.0、V2.0、V3.0、V4.0 等 測試點 元件編號與方向 連接器......

Jan 06, 2026

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簡化卻精細：單面 PCB 設計

印刷電路板（PCB）是極為關鍵的電子元件，既是電子裝置的支撐結構，也是電子元件間電氣連接的載體。自1925年問世以來，印刷電路板不斷演進，佈局日益精細、層數更多、結構更複雜。然而，即便在這些進步之中，最基本的形式——單面PCB——仍廣泛應用於收音機、洗衣機、遙控器等各種工業產品。 單面PCB的結構 傳統 FR4 單面PCB包含一側銅箔、一側 防焊層，以及兩面絲印（依客戶設計而定）。由於單面板製程中省略電鍍步驟，孔壁無銅（注意：板厚0.4 mm、0.6 mm、0.8 mm與2.0 mm預設以雙面板生產，以最大化板材利用率，這些板厚的導通孔會有電鍍銅）。 單面PCB的焊接 受限於僅單面佈線的結構，焊接只能在該面裸露的焊墊上進行。依元件結構不同，衍生出兩種焊接方式： 1. 同面焊接 元件本體與電路位於同一側，常用於SMT元件焊接。 2. 對側焊接 元件本體與電路分屬兩側，常見於插件元件焊接。 工程檔案設計 實際設計時，完整的PCB需分層繪製。 以雙面板為例，設計於頂層的圖案可直接觀看（例如頂層文字正向顯示）；反之，底層圖案具有鏡像效果：若在底層設計文字且於設計軟體中看起來是正的，實際板子上的文字會因鏡像......

Jan 06, 2026

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什麼是防焊層，它如何影響您的 PCB 設計？

防焊油墨（solder mask）在 PCB 製造中或許不是最刺激的話題，但絕對是最關鍵的一環。若沒有適當的防焊層，您的印刷電路板（PCB）可能出現短路、橋接、腐蝕等昂貴又耗時的問題。因此，若想確保電子產品的品質、可靠性與壽命，您必須徹底了解防焊油墨——從其用途、種類到應用與設計實踐。在本終極指南中，我們將用清晰的說明、視覺輔助與實際案例，帶您掌握所有必備知識。無論您是經驗豐富的工程師還是好奇的業餘玩家，都能獲得寶貴見解與實用技巧，提升對防焊油墨的理解並取得更好的成果。現在，就讓我們一起潛入防焊油墨的迷人世界，揭開它的秘密！ 防焊油墨的用途是什麼？ 在深入細節之前，先釐清防焊油墨的目的與優點。簡單來說，防焊油墨是一層薄薄的聚合物材料，用來覆蓋並保護 PCB 上的銅箔線路，免受灰塵、濕氣與高溫等外部因素侵害。防焊層也提供絲印與元件之間的視覺對比，方便檢修。此外，它能提升可焊性，阻止焊錫流到非預期區域，避免橋接與短路。 防焊油墨的主要功能之一是保護銅箔線路免受外部因素影響，並確保 PCB 的可焊性。例如，灰塵與髒汙會累積在銅箔上，降低導電性，導致訊號損失或雜訊；濕氣則可能腐蝕銅箔，使其斷裂或弱化，造成......

Jan 06, 2026

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掌握 PCB 電路板電路圖：從零開始到像專業人士一樣閱讀與繪製

在為實際應用設計電路時，最好使用 PCB。PCB 是電子系統的正式電氣表示。如果你不希望元件之間的線路雜亂無章，最好將其轉換為電路板。設計 PCB 有兩個步驟：首先是線路圖設計。線路圖顯示了 IC、電容器、電阻器及其他元件如何互相連接。 線路圖是我們用來產生 PCB 模擬與測試向量的藍圖。第二步是設計 PCB 本身，因為我們從線路圖知道這些元件在板子上將如何連接，便於解讀。正式來說，從線路圖轉到 PCB 時，軟體會產生網表，再用來連接焊盤與元件。在 USB 3.x Hub 線路圖範例中，我們採用了典型的現代 數位設計，具有 中央 IC、穩壓電源路徑、USB 連接器與去耦網路。 線路圖 vs PCB 佈局——你必須了解的兩種圖 每個硬體系統都使用兩種互補的圖來記錄： 1. 線路圖（邏輯設計）： 以符號形式呈現每個元件，並標示適當的輸入/輸出與電源接腳。利用這些功能區塊，我們可以表示電路的電氣連接。它定義了所有規則、電路行為與元件工作條件。使用符號、網路與功能區塊。之所以稱為邏輯，是因為電路的運作取決於我們在此處所做的連接。 2. PCB 佈局（實體實現）： 在紙上電路運作良好，我們可以做模擬，但實際......

Jan 06, 2026

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PCB 元件深入解析：基本零件、功能與智慧選型指南

PCB 由主動、被動與機電元件混合組成，共同協作。主動元件用來切換與放大電氣訊號；被動元件不會放大訊號，而是用於儲存與耗散能量；機電元件如開關與繼電器，則透過機械裝置實體連接或斷開電路。PCB 通常包含八大家族元件，你會經常接觸： 元件 主要功能 電阻 限流、上拉、分壓 電容 儲能、去耦、濾波、定時 電感 儲能、濾噪、扼流 二極體（含 LED） 單向導通、整流、指示 電晶體（BJT / MOSFET） 切換與放大 積體電路（IC） 單晶片實現複雜功能 連接器 與外部設備電氣互連 開關 / 繼電器 手動或受控切換電路 每個家族成員眾多，但這八大類涵蓋了你將在 PCB 上放置的絕大多數元件。認識它們有助於你辨識「板子上到底有什麼」，並為深入學習奠定基礎。 主動 vs 被動 vs 機電元件解析 主動元件：需要電源才能運作，可放大或切換訊號。例如：電晶體與半導體 IC。 被動元件：不需外部電源即可運作。電阻依歐姆定律限流，電容則在電場中儲存電荷。被動元件是「螺絲與螺帽」，負責準備與塑形訊號。例如：電源供應器中，大電容與電感用於濾波，電容吸收與釋放能量以平滑漣波，電感則抑制電流突變。 機電元件：連接電氣與物......

Jan 06, 2026

設計基礎與原理圖

高頻設計中的 S 參數是什麼？

S 參數是高頻設計中用於評估電路的主要工具之一。在射頻（RF）與微波領域，訊號頻率變得極高，以至於傳統銅線無法有效傳輸訊號，且資訊丟失的可能性大幅增加。在此情況下，我們無法單純透過電壓或電流來量測訊號，但藉由特定的參數，我們可以記錄系統行為，進而應用「散射參數」（Scattering Parameter）或稱為 S 參數的計算。S 參數看起來可能像是令人生畏的複數，但它們僅僅是描述射頻訊號在網路埠（Port）表現的一種方式。它基於雙埠網路，判定有多少功率被反射、傳輸或吸收。 1. 為什麼我們需要 S 參數？ 在低頻時，由於電壓與電流定義明確，我們可以輕鬆使用歐姆定律與克希荷夫定律。為了定義系統屬性，我們會使用 Z、Y、H 和 G 參數。但在高頻（幾百 MHz 以上）時： 電線表現得如同具有分佈電感與電容的傳輸線。電壓與電流會沿著該傳輸線變化。寄生效應與輻射效應會大幅增加，且變得至關重要。在不干擾電路的情況下直接量測電流非常困難。因此，S 參數不使用電壓與電流，而是使用行進波（入射波與反射波）來描述網路的行為。 2. S 參數的物理意義 想像你有一個具有輸入與輸出埠的元件（例如：放大器、濾波器或天線......

Dec 25, 2025

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使用 FR-4 基材的 PCB 設計指引

在設計電路板（PCB）時，基板材質的考量至關重要。這是因為如果沒有合適的 PCB 材料，就無法製造出印刷電路板。在開發和生產電路板時，基板材料必須與銅層、文字面（絲印）和表面處理一樣被賦予高度重視。一般而言，PCB 基板必須使用非導電材料，如陶瓷、Marlon、FR4 等。材料的選擇取決於其預期用途，如果某些核心參數或材料相關參數選擇錯誤，電路可能會出現異常行為。今天我們將在本文中瞭解 FR4 適用於哪些應用，並為您提供相關的 FR4 PCB 設計建議。 何謂 FR4？ FR4 代表「阻燃 4 級」（Flame Retardant 4），是 PCB 製造中所使用的一種材料等級名稱。它主要由編織的玻璃纖維與環氧樹脂密封組成，具有優異的電絕緣性和機械強度。FR4 中的「4」使其與早期的阻燃材料有所區別，由於其性能優越，現已成為應用最廣泛的材料。FR4 誕生於 20 世紀中葉，當時纖維強化材料和合成樹脂正處於生產發展期。 如前所述，「FR」標誌表示該材料具有阻燃性，因此適用於許多嚴苛的用途。該材料的介電常數（Dk）在 4.2 到 4.8 之間（視頻率而定），在 1 MHz 下的損耗因數（Df）約為 0.......

Dec 24, 2025

設計基礎與原理圖

電路符號：理解電氣與電子圖表的關鍵

電路符號在電氣和電子圖表中至關重要，它以標準化和簡化的方式表示複雜的電路和元件。這些符號對於工程師、電工和技術人員在沒有文件說明的情況下理解電路功能至關重要。這些符號的全球認可確保了跨語言和地區的一致解讀，有助於教育與培訓。 電路圖由開關、電容器、電阻器、電池等各種元件組成，並透過網路或走線連接。每個元件都有具有特定特性的獨特符號。理解元件操作對於有效的電路設計和分析至關重要。了解電阻器、電容器和電晶體的屬性使工程師能夠預測元件互動、達成預期結果並進行故障排除。 電路符號如何構成電路圖？ 電子電路符號是簡潔的繪圖或象形圖，用於描繪電路示意圖中的各種元件。在此類圖表中，電氣元件通常具有兩個或多個端子用於連接元件。基本的電氣和電子符號包括接地電極、電池和電阻器。這些符號有助於表示即使是最複雜的電路。有了這些基本符號，任何人都可以畫出電氣圖。例如，一個基本電路由電池、開關和燈泡以閉環串聯組成。 儘管同一個電路可以以多種格式呈現，但視覺表示更為直觀。然而，隨著元件數量的增加，視覺複雜度也會隨之提高。當開始一個涉及構建電路或設計印刷電路板的專案時，理解電子符號變得至關重要。示意圖佈局是印刷電路板設計的第一步......

Oct 23, 2025

設計基礎與原理圖

PCB 設計指引 101：佈局與佈線

歡迎閱讀我們PCB設計指南系列的第二篇文章。在本文中，我們將探討實現最佳PCB設計效能和功能的關鍵PCB設計指南。無論您是電子愛好者、業餘愛好者、工程師、學生還是該領域的專業人士，了解這些指南都能幫助您創建高品質的PCB設計。在本文中，我們將探討設計印刷電路板 (PCB) 的基本原則和最佳實務。這些指南有助於確保PCB功能正常、易於製造並符合所需的性能標準。讓我們與JLCPCB一起深入了解細節！ 1. 元件放置： PCB設計中的製作部分： PCB 上的數位部分和類比部分應保持分離，以避免訊號相互幹擾。將相關元件組合在一起不僅可以簡化佈線，還能透過最大限度地降低不相關電路之間串擾的風險來增強訊號完整性。例如，在類比放大器設計中，電源部分應遠離主放大 IC，以避免訊號中出現雜訊。 製作耐熱設計： 諸如電源調節器或大電流設備之類的發熱組件應放置在氣流充足的區域或靠近PCB邊緣，以促進有效散熱。組件之間適當的間距對於便於組裝和維護至關重要，同時也能確保自動焊接流程能夠順利進行，而不會造成橋接或其他缺陷。 高速設計考量： 高速組件（例如處理器和記憶體模組）應靠近其相關連接器放置，以最大程度地縮短走線長度，有......

Jul 17, 2025

設計基礎與原理圖

如何閱讀和創建 PCB 原理圖

印刷電路板 (PCB) 設計是現代電子產品的支柱，而原理圖也是 PCB 設計的核心。電子設計很大程度上依賴原理圖的繪製，因為原理圖展示如何組裝電路和系統。原理圖透過電纜展示了電子系統中各個組件之間的連接。這有助於工程師對整個設計流程進行規劃和展望。無論您是在設計基本電路還是複雜的電氣系統，繪製原理圖都可以確保一切正確無誤，有助於故障排除，並促進製造商和工程師之間的溝通。 當我們必須簡化設計時，我們唯一能想到的就是 EasyEDA，這是一款功能強大且用戶友好的線上 PCB 設計工具。它簡化了閱讀和創建原理圖的過程。在本指南中，我們將逐步指導您在 EasyEDA 中理解和建立 PCB 原理圖。本文將介紹建立原理圖的必要性、需要執行的關鍵操作、可以使用的工具以及確保設計正常運作的最佳方法。 什麼是 PCB 原理圖？ PCB原理圖是電子電路的圖形表示。它使用標準化符號來表示電阻器、電容器和積體電路等元件，並顯示這些元件如何透過導線或網路互連。原理圖可作為實體 PCB 佈局的藍圖。 與真正的接線圖不同，原理圖並非物理地描繪元件的位置，而是揭示它們在電路內部的邏輯連接和互連方式。 標準符號使原理圖能夠簡化最複......

Jun 09, 2025