好主板是怎樣煉成的

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認(rèn)識主板 從這里開始

主板，主板，認(rèn)識它自然需要從“板”開始說起。主板的基礎(chǔ)就是這個板子，縮寫為PCB，即Printed Circuit Board，意為印刷電路板，是電子元件的支撐基礎(chǔ)，在這其中有金屬導(dǎo)體作為連接電子元器件的線路。

什么是PCB？

在沒有印刷電路板之前，所有的電子元件都是靠導(dǎo)電線（銅絲）連接成完整的線路，現(xiàn)在，印刷電路板已經(jīng)成了近乎唯一的選擇。這種印刷電路板一般是以玻璃纖維以及環(huán)氧樹脂組成的絕緣預(yù)沉浸材料，再加上銅箔（導(dǎo)電）制作而成的（圖2）。如何判斷印刷電路板的好壞，其實是主板做工優(yōu)劣與否的關(guān)鍵——這要比單純的數(shù)電容明智多了。

這里也要分成兩個部分：第一個部分是設(shè)計、第二個部分是制作材料。所謂設(shè)計，主要指版圖設(shè)計，如需要什么內(nèi)部的元件、金屬連線材質(zhì)、通孔和外部鏈接布局（電磁干擾、散熱）等，一個優(yōu)秀的設(shè)計不僅可以有效把控生產(chǎn)成本，還能擁有良好的電路性能以及散熱性能（圖3）。

一般來說，主板的P C B 主要分成幾個部分，線路與圖面（Pattern）、介電層（Dielectric）、過孔（Via）、防焊油墨（SolderResistant）、絲?。⊿ilk Screen）、表面處理（Surface Finish）。然后經(jīng)過一系列的加工工藝，才能成為一塊合格的PCB（圖4）。

我們以一塊4層PCB的主板為例，最外正反兩面的兩層叫做信號層，第二層是接地層，第三層為電源層（圖5）。6層PCB則可以根據(jù)設(shè)計需要，或是增加信號層，或是增加接地層、電源層（圖6）。理論上PCB層數(shù)越多，布線越方便，電磁干擾等的性能也越好。但是結(jié)合單板的總厚度，剛性要求以及成本，總層數(shù)不可能無限的加大，這個權(quán)衡的過程硬件需要掌握。

當(dāng)然，一般對電腦主板來說，入門及中端產(chǎn)品多為4層PCB主板，高端產(chǎn)品為6層、也有部分采用8層PCB設(shè)計的;注意，所有ITX主板因為尺寸限制，必須增加PCB層數(shù)以容納足夠的電路設(shè)計，因此絕大多數(shù)都是6層PCB的產(chǎn)品。板層越多，電氣性能越好，但是費(fèi)工費(fèi)料，板層越少，就更要考慮各種因素，包括信號干擾等等問題，也很考究設(shè)計實力。

走線設(shè)計是重點

既然說到設(shè)計，就不得不提走線設(shè)計這個事情了。一款優(yōu)秀的主板如何體現(xiàn)優(yōu)良？走線十分關(guān)鍵。多層PCB板大大增加了可布線的面積，有助于降低布線密度從而提高穩(wěn)定性，但更為重要的事情是，走線是否合理也至關(guān)重要。

從PCH芯片出發(fā)，芯片到CPU（圖7）、內(nèi)存、PCI-E插槽的距離多是相等的，也就是“時鐘線等長”，如果PCB上的走線長短不一，理論上會影響性能甚至導(dǎo)致電腦工作不夠穩(wěn)定。例如內(nèi)存插槽，如何能讓DIMM1和DIMM2，甚至加上DIMM3、DIMM4之間的線距等長，這就非?？季吭O(shè)計師的設(shè)計能力了。

通常，我們將這種走線設(shè)計稱之為“蛇形走線”——你可以觀察一下自家電腦的主板，PCB上的走線并不是規(guī)則的線條，而是蜿蜒曲折的（圖8）。具體說，這些走線轉(zhuǎn)彎角度不應(yīng)小于135度，而且過孔應(yīng)（Via）盡量減少，因為每一個過孔相當(dāng)于兩個90度的直角，轉(zhuǎn)彎角度過小的走線和過孔在高頻電路中相當(dāng)于電感元件，CPU到PCH附近的布線應(yīng)該平滑均勻，排列整齊，過孔少。而且這些線路多以200MHz左右的頻率“高速通行”，他們對線路的長度十分敏感，如果不等長勢必造成信號不同步，信號不同步自然會對穩(wěn)定性甚至性能造成影響。另外一點就是，蛇形走線的好處還可以減少電磁輻射對主板其他部件以及人體的影響，因為高速且單調(diào)的數(shù)字信號也會干擾主板上模擬器件的工作。

但是，蛇形走線也不是越多、越繁復(fù)越好，過多過密的布線會讓主板不堪重負(fù)，布局稀疏不均，反而對主板的穩(wěn)定運(yùn)行造成負(fù)面影響。觀察一款主板的走線設(shè)計是否優(yōu)秀，如果單純從肉眼判斷其實并不科學(xué)，但是我們可以通過它是否均勻布局，線路規(guī)劃是否清晰來初步判斷主板的優(yōu)劣。

除了這些，在主板上還有很多小細(xì)節(jié)可以判斷主板的優(yōu)劣，而這些又是主板介紹頁面上不會告訴你的事情——畢竟主板廠商在宣傳自家產(chǎn)品時，除了芯片組性能、功能性設(shè)計以及做工用料之外，其他方面沒有辦法高速用戶。

絲印字跡

所謂絲印，就是印刷在PCB上的文字內(nèi)容，用來指示元器件的位置或者功能，諸如開關(guān)機(jī)前面板跳線（圖9）、SATA和內(nèi)存接口的序號、元件簡稱與編號等。一般來說絲印為白色（無論P(yáng)CB的顏色是什么），好的絲印字體字跡都很清晰，即便元件密集也十分有序（例如小巧的ITX規(guī)格主板），而劣質(zhì)主板在這方面能省則省，字跡不清晰就算了，很多地方也不清楚標(biāo)識。除此之外，一些貼片元件的標(biāo)識位也多有絲印字跡，為的是方便維修人員查看，劣質(zhì)主板或者山寨主板根本不考慮這方面的需求，往往是寥寥草草。

補(bǔ)油痕跡

所謂補(bǔ)油，其實是一種補(bǔ)救工藝，在制作過程中，PCB會因為各種原因?qū)е赂层~層裸露，這就需要使用補(bǔ)油工藝來“修補(bǔ)”，但是它并不容易看出來，一些劣質(zhì)主板往往才會采用這種PCB。如何分辨主板是否補(bǔ)過油呢？其實方法也很簡單，就是使用強(qiáng)光照射主板PCB部分，看是否色澤一致，如果差異較大，多半是經(jīng)過補(bǔ)油處理的（圖10），無論是黑色還是其他顏色的PCB，這種方法都可以觀察得出來。

另外，質(zhì)地優(yōu)良的PCB除了走線部分會有些微凸起，在主板PCB的其他地方都應(yīng)該是平整而且光滑的，如果你看到一款主板“油光锃亮”，且有些許的不平整，證明這塊主板的PCB生產(chǎn)工藝并不精良，并不推薦選擇。

生產(chǎn)工藝不可忽略

除了以上的問題，還有兩個是值得觀察的。第一是焊盤的平整度，一般來說，主板的元器件焊接都是依靠表面貼裝技術(shù)（SMT）和回流焊接來“安裝”的，當(dāng)然，如果個別元器件有輕微的位移并不要緊，精確度不是要求一絲不差。但是，回流焊接的元器件并不是“焊點飽滿”來判斷它的優(yōu)劣，因為這在密集的元件群中可能反而會影響到旁邊的元件，甚至造成短路;相反，一個生產(chǎn)工藝優(yōu)良的主板，其元器件的焊接呈現(xiàn)給視覺觀感的體驗是焊點極薄，但是又恰到好處，沒有焊錫的淤積，這才是生產(chǎn)工藝優(yōu)良的體現(xiàn)（圖11）。

元件用料看這里

主板的電路元器件的用料、主板本身的用料多寡，確實可以某種程度上判斷主板是否上乘優(yōu)良。舉例來說，很多主板都存在空焊的情況。廠商有時候為了節(jié)省成本，在近似型號的主板上會統(tǒng)一使用一個PCB版型，其中的高端型號當(dāng)然元件滿滿，而系列中的主流或入門級的型號，必然有所精簡，如取消一些功能性的接口及相應(yīng)電路中的元件等，我們將其稱之為空焊（圖12）。這種類型的空焊，只是針對功能性的減法作為，主板的做工未必就是不佳，這一定要有所了解。

但是，如果發(fā)現(xiàn)連接CPU、內(nèi)存等部分的主電路中出現(xiàn)電阻、電容位的元器件空焊，那么就要格外留心了。例如有些主板為了節(jié)省成本，會減少壓敏電阻（圖13）的使用——要知道，壓敏電阻的作用主要就是提供過壓保護(hù)。只要在這條“線路”上工作的元器件工作在正常的電壓值范圍內(nèi)，壓敏電阻的阻值就不會有變化，而一旦電流發(fā)生變化或者電壓劇烈波動，它會根據(jù)實際情況調(diào)整阻值，第一時間保護(hù)重要的電子元器件和芯片。其作用非常像我們常見的保險絲，只不過它設(shè)計得更為精密，因此別看它非常小巧甚至不起眼，但卻是判斷一款主板用料是否上乘的一個觀察點。

插接件的牢固程度

插接件的牢固程度也是我們判斷一款主板好壞的重要因素，可別忽略掉這一點。很多雜牌或山寨主板使用劣質(zhì)插接件，時間久了很容易松動不說，插接件的觸點部位還可能因為氧化等問題造成接觸不良。你不知道的是，根據(jù)主板產(chǎn)商對返廠維修產(chǎn)品的統(tǒng)計，大約有60%以上的故障都是由于插接件問題引起的，諸如芯片、電子元器件損壞的問題并不是主要維修原因！

品質(zhì)優(yōu)良的主板插接件，多選用LOTES、FOXCONN、TEKCON、AMP等著名主板插接件供應(yīng)商的產(chǎn)品，品質(zhì)過硬毫無問題（圖14）。而雜牌、山寨主板使用的插接件多是不知名小廠的產(chǎn)品，材質(zhì)的硬度、延展性都不好，而且金屬觸點、彈片質(zhì)量也不佳，時間久了或者多次插拔很容易造成接觸不良甚至變形的問題，這樣很容易損壞其他硬件，或是造成系統(tǒng)故障——你肯定看到過有的主板因為內(nèi)存接觸不良無法正常開機(jī)的情況，這種問題多半就是因為內(nèi)存DIMM插槽插拔多了以后造成的，根本癥結(jié)還是在插接件的用料上。

可能有人會說，插接件成本并不貴，為什么有的主板廠商還要冒險使用更為劣質(zhì)的產(chǎn)品呢？因為在批量生產(chǎn)中，數(shù)量的累積實際非?？捎^，0.x元的成本再乘以生產(chǎn)基數(shù)后就變得相當(dāng)可觀——本著“又不是不能用”的心態(tài)，山寨、雜牌主板生產(chǎn)廠商肯定會逐利而為（圖15）。

質(zhì)量優(yōu)良的主板，甚至?xí)ㄟ^加強(qiáng)部分插接件來提升產(chǎn)品質(zhì)量，例如現(xiàn)在中、高端主板產(chǎn)品都會提供加強(qiáng)PCI-E插槽設(shè)計，通過更牢固的金屬框架支撐為PCI-E接口加固（圖16），顯然這要比只是使用ABS塑料材質(zhì)制造的PCI-E接口結(jié)實不少。

另外注意一點，不要以芯片組來判斷主板的好壞，英特爾、AMD提供的芯片組（圖17）只能用來判斷主板的功能性，而非質(zhì)量。還有一個誤區(qū)，就是數(shù)供電模組——筆者認(rèn)為，在非超頻主板（或者沒有超頻需求）上過分強(qiáng)調(diào)供電電路設(shè)計毫無意義，現(xiàn)如今的主板在基礎(chǔ)供電設(shè)計上幾乎都沒有難度，只是依照主板的市場定位來區(qū)分設(shè)計。因此單純的數(shù)供電模組，越多越好這樣的判斷標(biāo)準(zhǔn)并不適用。