平时做硬件开发，我们每天都会接触各种电子元器件：电阻、电容、MOS管、二极管……它们在原理图和PCB上只是一个个普通的封装，但很少有人真正看过它们里面到底长什么样。
有一本叫 《Open Circuits》 的书，就做了一件很有意思的事情：把这些元器件切开，再用专业显微摄影记录下它们的内部结构。原来，那些看似不起眼的小器件，内部竟然比想象中精密得多。
精选 10 个元器件内部剖面
1、锗二极管（Germanium Diode）
经典的锗二极管即使在今天仍然可以在矿石收音机中找到，但它们已被更现代的二极管设计所取代。这是一种点接触二极管，其半导体导体是一块锗，而不是其他类型二极管中使用的方铅矿或硅。
这种二极管中的“猫须”是一根细金丝，弯成弹簧状，并削成极细的尖端。这根金丝焊接在阳极引线上，然后插入玻璃外壳中，直到与锗接触。之后，电流通过“猫须”和锗，使它们熔合在一起。
一块微小的灰色锗方块焊接在铜阴极上
2、µA702集成电路
这款名为µA702的芯片是首款上市的模拟集成电路芯片。它由仙童半导体公司的传奇集成电路设计师鲍勃·维德勒设计，于1964年发布。该硅芯片上共有九个晶体管。
µA702是一款运算放大器，用于对模拟信号进行减法和放大。运算放大器是模拟电路的基本组成部分，跟逻辑门是数字电路的基本组成部分一样。
3、存带窗口 EPROM
只读存储器（ROM）是一种永久性计算机存储器，只能读取而不能写入。实际上，许多 ROM 设备需要在初始阶段进行编程。如果设备可以擦除和重写，而不是一次性使用后就被丢弃，那就更方便了。
这种可擦除可编程只读存储器（EPROM）芯片有一个石英玻璃窗口，可以让硅芯片暴露在紫外线下，紫外线会擦除存储器上的所有数据，将每个位重置为数字 1。之后，可以对芯片进行重新编程，将各个位设置为 0 来存储数据。
EPROM 芯片曾经经常用作计算机主板上的 BIOS 芯片，通常用不透明的贴纸覆盖窗口。它们已被电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）及其后继者闪存所取代。
4、磁芯存储器（Core Memory）
在廉价存储芯片出现之前，磁芯存储器是计算机主存储器中为数不多的可靠技术之一。与包含数十亿比特的现代存储芯片不同，磁芯存储器包含的比特数非常少，以至于你可以看到每一个比特。每个甜甜圈形状的磁芯都由铁氧体陶瓷制成，可以沿两个方向之一磁化，分别代表二进制的 1 或 0。
下面是一台大约 1967 年的卡西欧 AL-1000 计算器的磁芯存储器平面，它拥有 448 位（或 56 字节）的内存。穿过磁芯的红色水平和垂直导线网格用于寻址单个磁芯以进行写入或读取操作。
穿过磁芯的红色水平和垂直导线网格用于寻址单个磁芯以进行写入或读取操作。穿过每个磁芯的对角铜色导线是用于读取存储在选定磁芯中的信息的读出线。黑线是抑制线，它可以通过抵消红线的磁场，选择性地阻止信息写入一组磁芯。
5、磁带头（Magnetic Tape Head）
磁头负责从磁带读取或写入信息，例如模拟音乐或数字数据。它们外观看似简单，但光滑的外壳下隐藏着复杂的内部结构。
磁头的核心是一个铜线圈。该线圈与一个C形铁芯极片共同构成一个电磁铁，将磁场集中在磁头与磁带接触点处的微小间隙中。磁铁和极片的工作原理与常见的蹄形磁铁非常相似：将两个磁极靠近，即可在间隙中产生强磁场。
间隙本身由夹在铁芯两端的薄铜箔或金箔构成。这层箔片确保间隙宽度精确控制且一致，从而带来更佳的整体保真度和性能。
6、硬盘磁头（Hard Drive Head）
电脑硬盘包含一个微型磁带磁头，这些磁头位于陶瓷滑块上，这些滑块由旋转式音圈电机平行定位。
这款1992年生产的2GB Micropolis品牌硬盘有八个盘片用于存储数据。
当硬盘旋转时，每个滑块在其与盘片表面之间一层超薄的空气垫上滑动。
7、多层电路板（Multilayer Circuit Boards）
PCB工厂通过制造更复杂的铜和玻璃纤维夹层结构来生产两层以上的PCB。
四层板的制造过程通常是先蚀刻两块薄的双层板，然后将它们层压到公共玻璃纤维芯的两侧。层压过程在高压高温压机中将各层永久粘合在一起。同样的工艺，但选择不同的层数，可以生产数十层的电路板。
四层板横截面
六层板横截面
诸如盲孔和埋孔（不贯穿整个电路板的镀通孔）之类的特殊功能，可以通过在层压之前在各层上钻孔和镀孔来实现。
手机10层PCB，采用盲孔和埋孔连接不同层
斜切后，更容易看出电路板的三维结构。
8、弹性连接器（Elastomeric connectors）
弹性连接器是一种非常特殊的柔性电路。它们常见于廉价设备（例如手表和计算器）的液晶显示 (LCD) 模块中。
典型的 LCD 模块包含一块带有透明导电电极的玻璃面板，以及下方用于驱动显示屏的电路板。弹性连接器是一条柔软的橡胶条，位于电极和电路板上相应的接触焊盘之间，从而在两者之间提供可靠且柔顺的连接。
该连接器由交替的平行绝缘白色硅橡胶层和导电碳填充黑色硅橡胶层构成。顶部和底部还有薄薄的绝缘白色硅胶衬垫。
9、MicroSD Card
microSD包含一块非常薄的电路板，上面装有一个存储芯片。由于整个设备被黑色环氧树脂封装，因此，至少在将卡切开之前，不会立即注意到有一块电路板。
令人惊讶的是，它几乎占据了卡内部的全部空间，甚至在镀金连接器的下方。
现在MicroSD卡最大能做多少存储了？2TB？
10、牛屎封装（Glob-Top Packaging）
超低成本电子产品都用这种封装，需要在制造过程中尽可能节省每一分钱。这类产品通常不使用传统的环氧树脂封装芯片，也不使用需要焊接的金属引脚。为了节省成本，集成电路芯片本身被粘合到电路板上，并通过极细的键合线连接到电路。一团环氧树脂覆盖住脆弱的导线，芯片即可使用。
总结
《Open Circuits》给人的感觉，并不像一本普通的摄影集，更像是把电子元器件拆开后，上了一堂"硬件公开课"。
平时焊在PCB上的电阻、电容、芯片，我们更多关注的是参数、封装和性能，很少有人会去想它们里面到底长什么样。而这些横截面照片，把那些平时根本看不到的内部结构完整地展示了出来。