電路板設計快速上手：從EAGLE™開始學設計原理到電路板實作

第一章 簡介

在本章中，您將會學到如何安裝EAGLETM這套簡易的電路板設計軟體，並且認識組成一個EAGLE專案的各種視點與畫面。EAGLE（Easily Applicable Graphical Layout Editor）本是德國Cadsoft公司的一項產品，目前則是Premier Farnel旗下的一家子公司。Premier Farnell同時也擁有美國的Newark Electronics以及英國的CPC公司。

這套軟體已經有多年的歷史，儘管它的介面對新手來說不算太親切，它仍然是一款強大且靈活度很高的產品。因為它有免費的版本、大量的元件庫，還有受到像是Sparkfun和Adafruit硬體開放原始碼（OSH）供應商列為標準工具，使得業餘愛好者廣泛運用此一軟體。一般來說，您會發現EAGLE設計好的檔案可以用在它們的OSH產品，以及像是Arduino系列高規格的電路板。

印刷電路板

正在閱讀本書的您，大概是想自己動手做印刷電路板（PCB），並且對於PCB究竟是什麼，以及它如何運作已經有基本的瞭解。然而，PCB有其自己的一套專門用語，因此需要正確認識，例如：導孔（via）、導線（track）、墊（pad）與層（layer）等，這些名詞。

這本書主要會聚焦在製作具專業水準的雙面電路板，並假設您會設計電路板，將設計檔以電子郵件寄給真正能夠製作電路板的低成本PCB製造服務商（便宜到製作10片板子只要10美金），以此方式完成PCB的製作。原因在於，目前在家製作PCB已經沒什麼必要了，因為家用的PCB蝕刻技術，不但成本製作較高，而且無法符合更高的標準，包含有毒化學物質的處理或是昂貴的銑床需求等，所有延伸問題。

圖1-1是一塊PCB雙面板的內部構造。在本書後面的章節中會用它來當作例子，您將清楚地瞭解到這塊PCB是如何設計出來的。現在先來簡單地說明一下這塊PCB的構造。

●墊（pads）：元件焊接在PCB上的地方。

●導線（tracks）：連接墊與墊之間的銅導線。

●導孔（vias）：穿過板子的小洞，可將底面與頂面兩面的導線以電氣方式連結。同一層的導線不能交錯，所以通常當您設計好PCB時，您需要一個從這一層跳到另一層的訊號。

●絹印面（silk-screening）：將任何要出現在最終板子上的文字刻印出來。一般用來標註零件和它們的配置，以便於在焊接到板子上時，能夠很容易地看出所有零件的位置。

●停止遮罩（stop mask）：覆蓋在二邊面板上的一層絕緣漆，不包括有墊的地方。

表面安裝和通孔

墊或是通孔，可讓帶有引腳的元件從頂面穿過後，在背面焊接，然後將多餘的引腳剪除；或是以表面安裝的方式將元件焊接在墊的頂面。圖1-2是一塊有著表面安裝和通孔元件的板子。

表面安裝元件通常稱為「表面安裝裝置」（SMDs，surface-mount devices），在大部份的商業產品中，取代了通孔元件。這是因為SMD元件與對應的通孔元件相比來得更小且便宜，板子也較容易製造。您也會看到另一個術語「表面接著技術」來代表同一件事。

在表面安裝PCB板的商業量產中，有愈來愈多的業餘愛好者藉由建立遮罩來焊接電路板。它可以讓錫膏沈積在墊上，再將元件精準地放在墊上，最後將整塊板子拿去烤箱烘烤來熔解錫膏，這樣輕輕鬆鬆就可以把每個元件都焊接完成了。

對大部份的業餘愛好者來說，SMD烤箱仍然太昂貴，但許多人已成功改造了烤麵包機，並將溫度恰好控制在需要的高溫。像這樣的實驗通常得把烤麵包機的安全機制關閉，也因此常被當成「起火點」的代名詞。然而，就像生活中的許多事情一樣，保持小心、具備常識，像這類的實驗就能很安全地運作。

對於只想對特定專案做個一兩片板子的業餘愛好者來說，選擇表面安裝比通孔會比較少剪和烤的過程。對於不打算進行商業生產的單一專案而言，通孔設計會比手工焊接更簡便。通孔元件的導線間隔至少都會有0.1英吋，而有的表面安裝晶片的接腳間隔只有0.5毫米。雖然許多的SMD用手焊接還算容易，但大部份的都不太容易。

第一章 簡介

在本章中，您將會學到如何安裝EAGLETM這套簡易的電路板設計軟體，並且認識組成一個EAGLE專案的各種視點與畫面。EAGLE（Easily Applicable Graphical Layout Editor）本是德國Cadsoft公司的一項產品，目前則是Premier Farnel旗下的一家子公司。Premier Farnell同時也擁有美國的Newark Electronics以及英國的CPC公司。

這套軟體已經有多年的歷史，儘管它的介面對新手來說不算太親切，它仍然是一款強大且靈活度很高的產品。因為它有免費的版本、大量的元件庫，還有受到像是Sparkfun和Adafruit硬體開放原始碼（OSH）供應商列為標...

致謝
CH1 簡介
CH2表面安裝和通孔
CH3快速入門
CH4 元件與元件庫
CH5編輯電路圖
CH6印刷電路板佈局
CH7 製作印刷電路板
CH8 焊接
CH9 範例：Arduino 擴充板
CH10 Raspberry Pi 擴充板
CH11 命令、腳本與使用者語言程式
CH12 建立元件庫和零件
CH13 資源
CH14 EAGLE 電路圖層
CH15 使用者程式語言參考
附錄A
附錄B
附錄C

致謝
CH1 簡介
CH2表面安裝和通孔
CH3快速入門
CH4 元件與元件庫
CH5編輯電路圖
CH6印刷電路板佈局
CH7 製作印刷電路板
CH8 焊接
CH9 範例：Arduino 擴充板
CH10 Raspberry Pi 擴充板
CH11 命令、腳本與使用者語言程式
CH12 建立元件庫和零件
CH13 資源
CH14 EAGLE 電路圖層
CH15 使用者程式語言參考
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