PCB 藝術：令人驚豔的設計與 DIY 製作教學
1 分鐘
通常情況下，PCB 的設計是為了在由佈線組成的小型板材上複製複雜的電路，其核心目的是連接不同的電子零件。然而，談到印刷電路板的美學與功能性時，現在也存在各種不同的應用，例如彩色 PCB 和 PCB 名片。PCB 藝術的興起並非偶然，隨著 JLCPCB 的引入，這類藝術品的製作變得更加容易。這吸引了一個熱愛展現創意與 RGB 燈效的社群；那些希望作品既具備功能性又具備收藏價值的工程師，開始採用 PCB 藝術設計。PCB 藝術與彩色 PCB 已將電路板從單純的功能組件轉變為視覺設計。透過 JLCPCB 等服務，設計師可以利用銅層、防焊層開窗和文字層來創作 PCB 藝術。
社群熱潮與爆紅現象
一塊擁有彩色防焊漆和不同顏色文字層的電路板，只需一則推文就能從原型變成網路爆紅話題。以 Arduino Mega 的圖片為例，看看它的視覺效果有多麼迷人。社群對 PCB 藝術概念的著迷主要有三個原因：
易於分享：視覺設計非常適合社交媒體與硬體作品展示。
門檻低：如果你已經熟悉 KiCad 或 Eagle，創作藝術主要取決於設計決策，而非額外的技術門檻。
工廠支援：快速打樣工廠提供了多樣化的顏色選擇。
如果你想獲得關注，在下一個 PCB 設計專案中加入美學選擇，是讓你脫穎而出的捷徑。
PCB 藝術設計與創意點子
你不需要成為插畫家也能製作出驚艷的 PCB 藝術。最優秀的 PCB 藝術設計往往是巧妙構圖的結合。參考 Ian Dunn 對不同顏色的比較，它展示了防焊漆、文字層和銅層在不同顏色組合下的效果。
一些實用的技巧包括：利用鋪銅進行陰影處理，並使用文字層表現細節。同時，請務必讓高電流佈線遠離精細的視覺元素。
幾何圖形、流行文化與互動式 LED 作品
幾何圖案（如 Voronoi 填充和同心銅環）常用於創作優雅且具藝術感的 PCB 作品。這些圖案與防焊層及裸露銅層形成鮮明對比，效果極佳。
流行文化參考：將像素藝術（Pixel-art）精靈圖案融入佈線中，或是設計風格化的商標，特別受到 Z 世代的喜愛。
互動式 LED 作品：使用可定址 LED 或簡單的視覺暫留（POV）技術讓你的藝術作品動起來。這能將靜態形狀轉化為活靈活現的顯示裝置，是豐富個人作品集的理想 PCB 設計專案。
軟板、軟硬結合板與季節性藝術板
柔性電路板（FPC）藝術被應用於穿戴式裝置和可彎曲的雕塑中。軟板設計讓你能在藝術品中加入機械動作。另一方面，軟硬結合板結合了處理邏輯的硬板區域與作為「翅膀」的軟板區域，兩者混合可以創造出意想不到的造型。
節慶裝飾品和限量版季節性設計是展示客製化 PCB 藝術的經濟方式。例如，可以專門為某個季節或節日訂製一批 PCB。雖然軟板與軟硬結合板開啟了形式上的新可能，但這類板材通常伴隨著較高的 DFM（可製造性設計）複雜度與製造開發成本。
核心 PCB 藝術材料與美學撇步
防焊漆顏色、表面處理與造型切割
防焊漆的選擇如黑色顯得優雅，但容易顯現灰塵。另一方面，白色能讓文字層脫穎而出，且與 LED 搭配效果極佳。紫色和消光黑則是目前的流行趨勢。請將防焊層視為背景畫布。
表面處理如 ENIG（化鎳金/沈金）和浸銀能增添奢華感。化鎳金雖然成本較高，但在裸露的銅藝術區塊上視覺效果非常棒。噴錫（HASL）雖然便宜且具復古感，但精緻度不如前者。裸露的銅層和異型切割可以創造出金屬亮點。以下是一些技巧：
- 使用細密的網格鋪銅來表現中間色調。
- 結合文字層與切割開孔來創造 3D 錯覺。
- 如果你的工廠支援雙色文字層，可以交錯文字層以增加深度。
快速製作客製化 PCB 藝術的流程
如果你想在不違反 DRC（設計規則檢查）的情況下快速創作客製化 PCB 藝術，這裡有一個流暢的作業程序：
免費工具、模板與 Gerber 技巧
1. 工具：KiCad、Inkscape 和 EasyEDA 是將點陣圖轉為多邊形的常用工具。這些工具能讓你像處理向量藝術一樣對待電路板，同時保留其電氣功能。
2. 工作流程步驟：
- 設計你的電路，並預留一個「畫布」區域給藝術創作。
- 在 Inkscape 中將藝術作品建立為 SVG 檔，並簡化路徑以避免過細的特徵。
- 將 SVG 匯入 EDA 軟體的文字層或銅層。將細線轉換為符合工廠最小線寬要求的加粗走線或多邊形。
- 執行 DRC 檢查，確保沒有意外的銅層重疊導致短路。
- 利用鋪銅和蓋孔（Tented vias）來製造陰影與紋理。
3. Gerber 技巧：將藝術作品放在文字層可獲得清晰的線條，放在銅層則可獲得金屬質感。利用防焊層開窗（Soldermask opening）創造負空間效果。建立一套標準元件尺寸、文字高度和走線厚度的模板，確保設計始終符合可製造性要求。
小額訂單的省錢秘訣：拼板設計
拼板（Panelizing）是以實惠價格進行小批量藝術創作的秘訣。我們可以透過郵票孔（Mouse bites）或 V-cut 將多塊小型藝術板組合成一個大拼板。混合不同的設計可以分攤模具費用與防焊漆的設定成本。拼板不僅降低了單板成本，還能提供額外的板子作為贈品。
PCB 藝術的訂購與成本優化
拼板、層數與數量策略
對於藝術作品來說，2 層板通常是最具成本效益的。除非有功能上的必要，否則請保留在雙層設計。標準板厚（1.6 mm）和 1 盎司（oz）銅厚是預設的製造設定，除非設計有機械強度需求，否則不建議升級到 2 盎司。
訂購 10 到 50 片通常是愛好者藝術創作的最佳經濟規模。每一種非標準的表面處理、文字層顏色或特殊切割都會產生額外費用。建議合併相似的訂單，並在不同設計中重複使用拼板佈局，以減少設定費。
從設計到 Gerber 檔：最後的磨練
美學與 DFM 平衡檢查清單
在送出 Gerber 檔之前，請逐一確認以下項目：
- 文字層與線條寬度是否高於工廠的最小印刷寬度？
- 裸露的銅層區域是否根據需求加上了保護性表面處理？
- 藝術用途的鋪銅是否與預期的佈線及焊墊保持電氣隔離？
- 切割開孔是否可製造，且在工廠的刀具尺寸限制內？
- 是否已對可能影響視覺效果的導通孔進行了蓋孔處理？
- 測試點和組裝標註的放置是否與藝術設計產生衝突？
結論
PCB 藝術是工程與美學的結合，其成果往往令人讚嘆。從幾何鋪銅到互動式 LED 雕塑，PCB 藝術設計證明了技術作品也可以是美麗、易於分享且可量產的。只要選用正確的材料，並採用快速的 SVG 轉 Gerber 流程即可達成。
想將你最喜歡的電路圖轉化為具代表性的藝術板嗎？從一個小型的 2 層拼板開始，選擇一個大膽的防焊層顏色，並匯入處理過的 SVG 檔案作為文字層。你的下一個 PCB 設計專案可能就是那個被轉發、分享並被大家銘記的作品。請遵循 JLCPCB 的指南，開始製作你自己的 PCB 藝術設計吧。
持續學習
PCB 設計中銅箔走線的創新應用
銅導線是印刷電路板（PCB）中不可或缺的元件，為電流在整個電路板上提供傳導路徑。銅導線的表面處理對其功能性與可靠性有決定性影響。目前有多種表面處理可供選擇，每種都有其優勢，正確的選擇取決於銅導線的預期用途。本文將探討銅導線在 PCB 設計中的創新應用，以及可提升其功能的表面處理方式。 為 PCB 設計中的銅導線選擇合適的表面處理 銅導線的表面處理對其功能性與可靠性影響重大。常見的表面處理包括 ENIG、HASL、沉積銀、OSP 與沉積錫，每種都有其優點，需依銅導線的用途選擇。 ENIG 適用於需要高可靠性與抗腐蝕性的銅導線，常見於航太與工業電子。HASL 成本較低，導電性良好，但可靠性不如 ENIG 且較易腐蝕。沉積銀導電性佳、接觸電阻低，但長時間易氧化。OSP 價格低廉、焊錫性良好，但可靠性較低且易氧化。沉積錫表面均勻、焊錫性優異，但可靠性較低且易產生晶鬚導致短路。 銅導線作為電容與電感：實現高效 PCB 的設計技巧 銅導線可設計成電容或電感以儲存電能。透過特定形狀設計，可省去額外元件，縮小體積並降低成本。表面處理需依用途選擇：作為電容時，ENIG 提供優異抗腐蝕性與可靠性；作為電感時，HASL......
如何避免 PCB 設計中的陷阱
設計印刷電路板（PCB）時，必須仔細考量多項因素，才能確保製程順利並避免潛在陷阱。從孔徑與槽孔設計，到線寬與銅箔灌注，掌握這些要點對於打造可靠且功能正常的 PCB 至關重要。本文將探討 PCB 設計中的常見陷阱，並提供克服建議。 導通孔孔徑設計 在 PCB 製造中，0.3 mm 的孔被視為標準孔，小於 0.3 mm 則歸類為小孔。 小孔可能對生產造成多項負面影響： 電鍍困難：孔徑越小，越容易發生電鍍不良或無電鍍。針對小孔，JLCPCB 採用四線低阻製程以確保可靠度。 加工效率降低：小孔需降低鑽孔速度並使用更短鑽頭，導致一次可鑽板材數量減少。因此設計時建議優先採用 0.3 mm 以上孔徑，僅在空間受限時才考慮小孔。 JLCPCB 的最小製程能力： 單／雙面板：0.3 mm（內徑）／0.45 mm（外徑） 多層板：0.15 mm（內徑）／0.25 mm（外徑） 外徑應比內徑大 0.1 mm 以上，建議差距 ≥0.15 mm。 導通孔槽孔設計 PCB 鑽孔中的短槽：長度小於寬度兩倍的槽孔稱為短槽。短槽的最佳長寬比為長度／寬度 ≥2.5（極限值 ≥2）。 長槽選用噴錫處理：若槽孔需經噴錫，建議單邊最小寬度......
5 個常見的 PCB 設計新手錯誤（以及如何避免）
印刷電路板（PCB）是現代電子產品中不可或缺的元件，從智慧型手機、筆記型電腦到汽車與家電都能見到它的身影。PCB 提供了一種高效連接電子元件的方式，能以精簡且可靠的途徑傳輸訊號與電力。然而，設計 PCB 並非易事，尤其對初學者而言。 本文將探討初學者最常犯的 5 大 PCB 設計錯誤及其解決方法。這些錯誤可能導致訊號干擾、散熱問題、電源供應異常，甚至損壞元件。避開這些陷阱，才能確保你的 PCB 既穩定又可靠。 錯誤一：未使用接地層 接地層是 PCB 上大面積且連接到地的銅面，可作為屏蔽層，防止電磁干擾（EMI）影響板上的訊號。若未使用接地層，訊號容易夾雜雜訊，進而降低電路效能。 解決方法：在設計中加入接地層。大多數 PCB 設計軟體都內建快速添加接地層的功能，只需新增一層並將其連接到地網路，即可形成大面積銅面作為接地層。 錯誤二：未檢查間距規則 間距規則（DRC）指的是 PCB 上兩個導電物件（如兩條走線或走線與焊墊）之間的最小距離。忽略間距規則可能導致短路或訊號干擾。 解決方法：在PCB 設計軟體中設定間距規則。多數軟體提供「Rooms」功能，可針對不同區域或物件設定最小間距，避免元件過於靠近而......
選擇合適的 PCB 形狀
為 PCB 選擇合適的外形是至關重要的決策，會大幅影響電子裝置的整體效能、可製造性與美觀。雖然矩形 PCB 最常見且用途廣泛，但還有各種其他形狀能在特定應用中提供獨特優勢。在這份全面指南中，我們將探討不同的 PCB 形狀，為每種形狀提供範例，並展示它們如何優化設計與功能。透過了解 PCB 外形的重要性並參考具體範例，您就能做出明智決策，提升電子系統的表現。 矩形 PCB：經典之選 矩形 PCB 是歷經考驗的可靠選擇，廣泛應用於各行各業。其矩形外形簡單、易於製造，且與標準製程相容。這種形狀可讓元件高效擺放、訊號走線簡單，並能與標準外殼整合。例如，高階筆電通常採用矩形 PCB，以最大化內部空間利用率。矩形設計讓處理器、記憶體、儲存裝置及其他元件得以緊湊排列，造就輕巧而強大的運算裝置。 圓形 PCB：緊湊設計的最佳解 圓形 PCB 在空間有限或追求獨特外觀的應用中特別有利。圓形無尖角，可減少應力集中點，提升機械可靠性。智慧手錶、健身追蹤器與小型醫療裝置常見圓形 PCB。舉例來說，採用圓形外觀的健身追蹤器 PCB，能在手腕上最佳化空間利用，同時提供吸引人且符合人體工學的造型。圓形設計讓感測器、電池與顯示模......
提升您的電路設計技巧：改善效能的提示與技術
電路設計是現代電子學的關鍵環節，直接影響電子裝置的功能、效能與可靠度。因此，電子工程師與設計人員必須掌握最優秀的電路設計軟體工具。本文將介紹 2023 年最受歡迎的電路設計軟體，並提供專家建議與最佳實務，助您完成高品質的電路設計。 為何電路設計如此重要？ 電路設計涵蓋從簡單電路到複雜整合系統的創建過程。電路由 電子元件（如電阻、電容、電晶體）依特定方式排列，以產生所需的電氣輸出。設計好壞將決定功能、效能與可靠度，是工程師與設計人員不可忽視的核心課題。 1. 功能性 電路設計的首要任務，是確保裝置能完成預定功能。設計必須符合電壓、電流、頻率等規格，並在印刷電路板（PCB）的尺寸與形狀限制下完成佈局。優秀的設計能讓裝置如預期運作，滿足終端使用者需求。 2. 可靠度 電路設計直接關係到產品壽命。設計不良可能導致失效或異常，例如電源電路不穩，使電壓波動並損壞其他元件。穩健的設計可提升可靠度，降低故障率。 3. 效能 電路設計決定裝置能否在最低功耗下達到最高效率。設計時需抑制雜訊與干擾，並確保裝置在溫濕度等容許範圍內穩定運作。 4. 成本 設計階段就決定後續生產成本。不良設計會增加製造與測試時間，推高整體費......
空白 PCB 與零件：在空板上的建構之旅
空白 PCB 指的是尚未放置任何元件的未組裝電路板。它由覆銅基板製成，經過鑽孔、阻焊與表面處理，是工程師進行原型、實驗與 DIY 專案的畫布。這類單純的 PCB 不含元件。讓我們深入探討產業採用的標準與技術。 通用空白板 vs 預佈線原型板 通用空白板為覆銅板與通用洞洞板，屬於覆蓋銅箔的絕緣基板，可自行蝕刻或手動配線，適合客製形狀與一次性實驗，常用於實驗室、小量蝕刻或手動設計走線。 預佈線原型板則為洞洞板與 SMD 網格板，已預製孔陣列或 SMD 焊盤，方便由麵包板過渡到 PCB，適合 DIY 專案，優勢在於快速而非客製走線。兩者各有定位：通用空白板重客製，預佈線原型板重速度。 覆銅類型：單面 vs 雙面 vs 多層 單面 (1 層)： 僅在電路板一側覆銅，成本低、機械穩定性佳，適合不需複雜走線且可接受跳線的專案。 雙面 (2 層)： 雙面覆銅並有鍍通孔與導通孔，可在兩面走線，最常見。通常一面為地平面，另一面為訊號走線，是複雜度較低 PCB 的經濟選擇。 多層 (4 層以上)： 針對高密度與複雜設計，需多層與適當疊構，以控制阻抗或高雜訊/高速電路。高速設計時須兼顧訊號與電源完整性。 空白 PCB ......