芯耀
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我是老溫，一名熱愛(ài)學(xué)習(xí)的嵌入式工程師。關(guān)注我，一起變得更加優(yōu)秀！
兩三個(gè)月前，經(jīng)常在一起加班的實(shí)習(xí)小師妹向我求助，“師兄，幾位同學(xué)拉著我一起組隊(duì)參加學(xué)院的電賽，要我負(fù)責(zé)硬件原理圖設(shè)計(jì)和畫(huà)PCB，怎么辦，我現(xiàn)在好慌？”
作為師兄，我按捺不住好為人師的虛榮心，趕緊擼起袖子給小師妹一頓分析：“硬件相關(guān)的知識(shí)你現(xiàn)在學(xué)得怎樣啦？在學(xué)校做過(guò)什么硬件相關(guān)的項(xiàng)目？”
“之前跟工作室的同學(xué)買(mǎi)模塊搭建電路，然后寫(xiě)過(guò)一些調(diào)試代碼，上課的時(shí)候?qū)W過(guò)畫(huà)電路板，但還沒(méi)試過(guò)打板，焊接也比較少?！保瑤熋没卮鸬?。
我接著說(shuō)：“那你當(dāng)務(wù)之急，可能需要系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)一遍如何設(shè)計(jì)出一塊能工作的電路板，過(guò)程包括物料選型，原理設(shè)計(jì)，畫(huà)板子，打板，焊接，調(diào)試，。。?！?/p>
小師妹聽(tīng)后皺了皺眉頭，“啊，這么復(fù)雜??？幾個(gè)月的時(shí)間要學(xué)這么多，能來(lái)得及嗎？”
“放心，有我在怕啥，肯定沒(méi)問(wèn)題！你先網(wǎng)上學(xué)習(xí)一下基本的電路知識(shí)，然后學(xué)一下EDA工具的使用，然后。。?！?，我虛榮且自信地接著說(shuō)~
。。。。。。（大概兩個(gè)月后）
晚上加完班沒(méi)啥事做，小師妹又找到我，“謝謝師兄指導(dǎo)，我現(xiàn)在已經(jīng)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)原理圖和畫(huà)兩層板了，現(xiàn)在嘗試用立創(chuàng)的泰山派核心板做主控，然后自己畫(huà)個(gè)四層底板，做往年電賽的題目?！?/p>
一頓扒拉之后，小師妹突然問(wèn)：“師兄，為啥泰山派做得這么小了，還能塞下這么多的芯片和元器件啊？對(duì)比起我現(xiàn)在畫(huà)的丑大胖底板，這是什么神仙設(shè)計(jì)?。俊?/p>
看著小師妹手上的泰山派，我瞬間來(lái)了興趣，上網(wǎng)扒拉了一下這款板子的信息，是立創(chuàng)開(kāi)發(fā)板的產(chǎn)品之一，網(wǎng)上有全部的開(kāi)源資料。
于是，我聯(lián)系了嘉立創(chuàng)的朋友，讓她寄了一塊泰山派開(kāi)發(fā)板和它的PCB板子給我，周末在家閑著無(wú)聊，打算對(duì)它搗鼓一番（把它拆了）。
我看了一下，泰山派用的是八層沉金PCB設(shè)計(jì)，這八個(gè)層分別是：
TOP1?/?GND2?/?SIG3?/?VCC4?/?GND5?/?SIG6?/?VCC7?/?BOT8
所以，它能在有限的電路板面積內(nèi)放下盡可能多的元器件，且能保證電路的相對(duì)穩(wěn)定，網(wǎng)上的資料說(shuō)，這塊板子是用了盤(pán)中孔和沉金加厚工藝，盤(pán)中孔是啥？看以下圖片說(shuō)明。
由于小師妹對(duì)硬件比較感興趣，為了更好地進(jìn)行硬件科普，我決定進(jìn)一步把泰山派的PCB拆開(kāi)，看看這八層PCB里面究竟是長(zhǎng)啥樣兒的，于是，我搬出了很久沒(méi)使用過(guò)的加熱臺(tái)。。。
我先把泰山派八層沉金PCB切割分成一大一小兩塊，把加熱臺(tái)的溫度設(shè)置到了350度以上，然后開(kāi)機(jī)預(yù)熱。
溫度穩(wěn)定后，把泰山派放在加熱臺(tái)上，高溫可以讓PCB的疊層間膨脹并且軟化，這樣就可以使用美工刀一層一層地把PCB剝開(kāi)，頂層TOP1在軟化之后還是比較好剝開(kāi)的。
第二層的網(wǎng)絡(luò)是GND2，從PCB設(shè)計(jì)文件上看，直接就是一大塊鋪銅，在充分加熱后剝開(kāi)銅皮，能感受到銅皮在高溫下變得很軟。
接著就是絕緣芯板，芯板本身比較硬，有一定的脆性，而且由于絕緣芯板被多塊銅皮包夾著，一直高溫加熱加上銅皮優(yōu)良的導(dǎo)熱性能，直接就讓絕緣芯板開(kāi)始發(fā)黑，并且冒出大量濃煙，非常不好拆。
嘉立創(chuàng)的八層PCB壓合得非常緊，在繼續(xù)一頓猛如虎的操作之后，還是沒(méi)能把八層PCB全部剝開(kāi)分離，再加熱下去我感覺(jué)會(huì)把整塊PCB給毀掉。
還有一塊小的PCB，再繼續(xù)嘗試一下，看看這塊小的PCB好不好拆，我用同樣的方法加熱到350℃以上后，用美工刀和鉗子很輕松就把第一層完全剝離開(kāi)。
這是泰山派的Wi-Fi/BT模組AP6212的位置，可以看到用了一部分圓弧走線的方式，這種走線方式可以減少電磁干擾，提高信號(hào)完整性。
第二層就不好拆了，長(zhǎng)時(shí)間的加熱讓PCB冒大量濃煙，這塊小的PCB最后結(jié)局估計(jì)還是跟那塊大的PCB一樣（不能再繼續(xù)拆了，濃煙太大），不得不再次感嘆，嘉立創(chuàng)把八層PCB壓合得太緊了。
對(duì)著泰山派的PCB設(shè)計(jì)文件，我仔細(xì)觀察了那塊拆開(kāi)的PCB，可以看到被掀開(kāi)的頂層TOP1和SIG3的走線非常工整，GND2大面積的鋪銅，還有加熱得發(fā)黑的絕緣芯板。
泰山派的RK3566 CPU，BGA焊盤(pán)處用了大量的盤(pán)中孔布線，在嘉立創(chuàng)，6層以上的PCB板子是可以免費(fèi)使用盤(pán)中孔的，盤(pán)中孔工藝的優(yōu)勢(shì)可以網(wǎng)上問(wèn)問(wèn)AI，這里就不過(guò)多展開(kāi)了。
長(zhǎng)時(shí)間的高溫加熱，PCB的黑色阻焊已經(jīng)開(kāi)始脫落，但加厚的沉金焊盤(pán)還是沒(méi)有剝開(kāi)掉落的跡象，對(duì)于6層以上的PCB板子，現(xiàn)在嘉立創(chuàng)可以把沉金免費(fèi)加厚至2u''的厚度。
這次泰山派八層PCB拆解，雖然只拆開(kāi)到前面的三四層，不算是太成功，但還是可以比較清晰地觀察到PCB的內(nèi)部構(gòu)造和加工工藝。
由此可見(jiàn)，嘉立創(chuàng)PCB的疊層壓合，盤(pán)中孔工藝，沉金加厚，黑色阻焊油墨，等等，在行業(yè)內(nèi)的質(zhì)量和性?xún)r(jià)比還是非常高的。
整個(gè)拆解過(guò)程可以看看以下視頻，拆解的時(shí)候，左手拿鉗右手拿刀，我感覺(jué)我在做煎餅果子。
小師妹對(duì)硬件的興趣越來(lái)越大，嵌入式硬件設(shè)計(jì)的難度，一點(diǎn)都不亞于嵌入式軟件，看來(lái)我還是得不斷努力加深對(duì)硬件相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)，才能更好地和小師妹繼續(xù)交流。
如果哪位工程師有八層板的拆解經(jīng)驗(yàn)，歡迎評(píng)論區(qū)交流，感謝閱讀！
