PCB（ Printed Circuit Board），中文名稱為印制電路板，又稱印刷線路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的載體。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱為“印刷”電路板。

PCB簡(jiǎn)介：

PCB(printed circuit board)即印制線路板，簡(jiǎn)稱印制板，是電子工業(yè)的重要部件之一。幾乎每種電子設(shè)備，小到電子手表、計(jì)算器，大到計(jì)算機(jī)、通信電子設(shè)備、軍用武器系統(tǒng)，只要有集成電路等電子元件，為了使各個(gè)元件之間的電氣互連，都要使用印制板。印制線路板由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙重作用。它可以代替復(fù)雜的布線，實(shí)現(xiàn)電路中各元件之間的電氣連接，不僅簡(jiǎn)化了電子產(chǎn)品的裝配、焊接工作，減少傳統(tǒng)方式下的接線工作量，大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度；而且縮小了整機(jī)體積，降低產(chǎn)品成本，提高電子設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。印制線路板具有良好的產(chǎn)品一致性，它可以采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于在生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。同時(shí)，整塊經(jīng)過(guò)裝配調(diào)試的印制線路板可以作為一個(gè)獨(dú)立的備件，便于整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。目前，印制線路板已經(jīng)極其廣泛地應(yīng)用在電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。

印制線路板最早使用的是紙基覆銅印制板。自半導(dǎo)體晶體管于20世紀(jì)50年代出現(xiàn)以來(lái)，對(duì)印制板的需求量急劇上升。特別是集成電路的迅速發(fā)展及廣泛應(yīng)用，使電子設(shè)備的體積越來(lái)越小，電路布線密度和難度越來(lái)越大，這就要求印制板要不斷更新。目前印制板的品種已從單面板發(fā)展到雙面板、多層板和撓性板；結(jié)構(gòu)和質(zhì)量也已發(fā)展到超高密度、微型化和高可靠性程度；新的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)用品和制板材料、制板工藝不斷涌現(xiàn)。近年來(lái)，各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)印制線路板的應(yīng)用軟件已經(jīng)在行業(yè)內(nèi)普及與推廣，在專門化的印制板生產(chǎn)廠家中，機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)已經(jīng)完全取代了手工操作。

PCB的創(chuàng)造者是奧地利人保羅·愛(ài)斯勒( Paul eisler)，1936年，他首先在收音機(jī)里采用了印刷電路板。1943年，美國(guó)人多將該技術(shù)運(yùn)用于軍用收音機(jī)，1948年，美國(guó)正式認(rèn)可此發(fā)明可用于商業(yè)用途。自20世紀(jì)50年代中期起，印刷線路板才開(kāi)始被廣泛運(yùn)用。印刷電路板幾乎會(huì)出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。PCB的主要功能是使各種電子零組件形成預(yù)定電路的連接，起中繼傳輸?shù)淖饔?，是電子產(chǎn)品的關(guān)鍵電子互連件，有“電子產(chǎn)品之母”之稱。

PCB特點(diǎn)：

PCB之所以能受到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗泻芏嗒?dú)特的優(yōu)點(diǎn)，大致如下：

多年來(lái)，印制板的高密度一直能夠隨著集成電路集成度的提高和安裝技術(shù)的進(jìn)步而相應(yīng)發(fā)展。

通過(guò)一系列檢查、測(cè)試和老化試驗(yàn)等技術(shù)手段，可以保證PCB長(zhǎng)期(使用期一般為20年)而可靠地工作。

對(duì)PCB的各種性能(電氣、物理、化學(xué)、機(jī)械等)的要求，可以通過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化等來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣設(shè)計(jì)時(shí)間短、效率高。

PCB采用現(xiàn)代化管理，可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模(量)化、自動(dòng)化生產(chǎn)，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。

建立了比較完整的測(cè)試方法、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，可以通過(guò)各種測(cè)試設(shè)備與儀器等來(lái)檢測(cè)并鑒定PCB產(chǎn)品的合格性和使用壽命。

PCB產(chǎn)品既便于各種元件進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化組裝，又可以進(jìn)行自動(dòng)化、規(guī)?；呐可a(chǎn)。另外，將PCB與其他各種元件進(jìn)行整體組裝，還可形成更大的部件、系統(tǒng)，直至整機(jī)。

由于PCB產(chǎn)品與各種元件整體組裝的部件是以標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與規(guī)模化生產(chǎn)的，因而，這些部件也是標(biāo)準(zhǔn)化的。所以，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，可以快速、方便、靈活地進(jìn)行更換，迅速恢復(fù)系統(tǒng)的工作。

PCB還有其他的一些優(yōu)點(diǎn)，如使系統(tǒng)小型化、輕量化，信號(hào)傳輸高速化等。

PCB在電子設(shè)備中具有如下功能。

(1)提供集成電路等各種電子元器件固定、裝配的機(jī)械支承，實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣，提供所要求的電氣特性。

(2)為自動(dòng)焊接提供阻焊圖形，為元器件插裝、檢查、維修提供識(shí)別字符和圖形。

(3)電子設(shè)備采用印制板后，由于同類印制板的一致性，避免了人工接線的差錯(cuò)，并可實(shí)現(xiàn)電子元器件自動(dòng)插裝或貼裝、自動(dòng)焊錫、自動(dòng)檢測(cè)，保證了電子產(chǎn)品的質(zhì)量，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低了成本，并便于維修。

(4)在高速或高頻電路中為電路提供所需的電氣特性、特性阻抗和電磁兼容特性。

(5)內(nèi)部嵌入無(wú)源元器件的印制板，提供了一定的電氣功能，簡(jiǎn)化了電子安裝程序，提高了產(chǎn)品的可靠性。

(6)在大規(guī)模和超大規(guī)模的電子封裝元器件中，為電子元器件小型化的芯片封裝提供了有效的芯片載體。 [4]

根據(jù)電路層數(shù)分類：分為單面板、雙面板和多層板。常見(jiàn)的多層板一般為4層板或6層板，復(fù)雜的多層板可達(dá)幾十層。PCB板有以下三種主要的劃分類型：

單面板

單面板（Single-Sided Boards） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導(dǎo)線則集中在另一面上（有貼片元件時(shí)和導(dǎo)線為同一面，插件器件再另一面）。因?yàn)閷?dǎo)線只出現(xiàn)在其中一面，所以這種PCB叫作單面板（Single-sided）。因?yàn)閱蚊姘逶谠O(shè)計(jì)線路上有許多嚴(yán)格的限制（因?yàn)橹挥幸幻?，布線間不能交叉而必須繞獨(dú)自的路徑），所以只有早期的電路才使用這類的板子。

雙面板（Double-Sided Boards） 這種電路板的兩面都有布線，不

雙面板過(guò)要用上兩面的導(dǎo)線，必須要在兩面間有適當(dāng)?shù)碾娐愤B接才行。這種電路間的“橋梁”叫做導(dǎo)孔（via）。導(dǎo)孔是在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導(dǎo)線相連接。因?yàn)殡p面板的面積比單面板大了一倍，雙面板解決了單面板中因?yàn)椴季€交錯(cuò)的難點(diǎn)（可以通過(guò)孔導(dǎo)通到另一面），它更適合用在比單面板更復(fù)雜的電路上。

多層板（Multi-Layer Boards） 為了增加可以布線的面積，多層

多層板板用上了更多單或雙面的布線板。用一塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層或二塊雙面作內(nèi)層、二塊單面作外層的印刷線路板，通過(guò)定位系統(tǒng)及絕緣粘結(jié)材料交替在一起且導(dǎo)電圖形按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行互連的印刷線路板就成為四層、六層印刷電路板了，也稱為多層印刷線路板。板子的層數(shù)并不代表有幾層獨(dú)立的布線層，在特殊情況下會(huì)加入空層來(lái)控制板厚，通常層數(shù)都是偶數(shù)，并且包含最外側(cè)的兩層。大部分的主機(jī)板都是4到8層的結(jié)構(gòu)，不過(guò)技術(shù)上理論可以做到近100層的PCB板。大型的超級(jí)計(jì)算機(jī)大多使用相當(dāng)多層的主機(jī)板，不過(guò)因?yàn)檫@類計(jì)算機(jī)已經(jīng)可以用許多普通計(jì)算機(jī)的集群代替，超多層板已經(jīng)漸漸不被使用了。因?yàn)镻CB中的各層都緊密的結(jié)合，一般不太容易看出實(shí)際數(shù)目，不過(guò)如果仔細(xì)觀察主機(jī)板，還是可以看出來(lái)。

分為剛性電路板和柔性電路板、軟硬結(jié)合板。一般把下面第一幅圖所示的PCB稱為剛性(Rigid)PCB﹐第二幅

硬性PCB圖圖中的黃色連接線稱為柔性(或擾性Flexible)PCB。剛性PCB與柔性PCB的直觀上區(qū)別是柔性PCB是可以彎曲的。剛性PCB的常見(jiàn)厚度有0.2mm，0.4mm，0.6mm，0.8mm，1.0mm，1.2mm，1.6mm，2.0mm等。柔性PCB的常見(jiàn)厚度為0.2mm﹐要焊零件的地方會(huì)在其背后加上加厚層﹐加厚層的厚度0.2mm﹐0.4mm不等。了解這些的目的是為了結(jié)構(gòu)工師設(shè)計(jì)時(shí)提供給他們一個(gè)空間參考。剛性PCB的材料常見(jiàn)的包括﹕酚醛紙質(zhì)層壓板﹐環(huán)氧紙質(zhì)層壓板﹐聚酯玻璃氈層壓板﹐環(huán)氧玻璃布層壓板 ﹔柔性PCB的材料常見(jiàn)的包括﹕聚酯薄膜﹐聚酰亞胺薄膜﹐氟化乙丙烯薄膜。 [6]

要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB．應(yīng)遵循以下一般原則：

首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。

在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：

①盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。

②某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。

③重量超過(guò)15 g的元器件、應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

④對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便于調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。

根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：

①按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。

②以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地拉剜在PCB上，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。

③在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。

④位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2 mm。電路板的最佳形狀為矩形。長(zhǎng)寬比為3：2或4：3。電路板面尺寸大于200 mm?150 mm時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。

其原則如下：

①輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋耦合。

②印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過(guò)它們的電流值決定。

當(dāng)銅箔厚度為0.05 mm、寬度為1～15 mm時(shí)，通過(guò)2 A的電流，溫度不會(huì)高于3℃，因此導(dǎo)線寬度為1.5 mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02～0.3 mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。

導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小至5～8 mm。

③印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長(zhǎng)時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀，這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。

焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于d+1.2 mm，其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取d+1.0 mm。

常用的PCB設(shè)計(jì)軟件的提供商有Altium、Cadence、Mentor等。其中Altium（前稱Protel國(guó)際）公司先后推出的Protel 99 SE、Pi‘otel DXP、AltiumDesigner等在我國(guó)應(yīng)用比較廣泛，目前Altium Designer每年都有新版本發(fā)布，對(duì)于PCB設(shè)計(jì)軟件，學(xué)會(huì)使用一個(gè)，其余的學(xué)習(xí)起來(lái)就比較容易了，因?yàn)檫@類軟件的功能都是很接近的。

按產(chǎn)業(yè)鏈上下游來(lái)分類，可以分為原材料、覆銅板、印刷電路板、電子產(chǎn)品應(yīng)用等，其關(guān)系簡(jiǎn)單如下：

玻纖布：玻纖布是覆銅板的原材料之一，由玻纖紗紡織而成，約占覆銅板成本的40%（厚板）或25%（薄板）。玻纖紗由硅砂等原料在窯中煅燒成液態(tài)，通過(guò)極細(xì)小的合金噴嘴拉成極細(xì)玻纖，再將幾百根玻纖纏絞成玻纖紗。窯的建設(shè)投資巨大，一般需上億資金，且一旦點(diǎn)火就必須24小時(shí)不間斷生產(chǎn)，進(jìn)入退出成本巨大。

銅箔：銅箔是占覆銅板成本比重最大的原材料，約占覆銅板成本的30%（厚板）或50%（薄板），因此銅的漲價(jià)是覆銅板漲價(jià)的主要驅(qū)動(dòng)力。

覆銅板：覆銅板是以環(huán)氧樹(shù)脂等為融合劑將玻纖布和銅箔壓合在一起的產(chǎn)物，是印刷電路板的直接原材料，在經(jīng)過(guò)刻蝕、電鍍、多層板壓合之后制成印刷電路板。