電子百科 | 印制電路板（PCB）基礎(chǔ)知識

什么是印制電路板？

印制電路板，也稱為電路板，英文簡稱為PCB，是電子產(chǎn)品的基礎(chǔ)硬件，既作為物理支撐件，也作為表面安裝和插座組件的接線區(qū)。印制電路板通常由玻璃纖維，復(fù)合環(huán)氧樹脂或其它符合材料制成。

用于簡單電子產(chǎn)品的印制電路板結(jié)構(gòu)都很簡單，通常由一層構(gòu)成，而復(fù)雜的電子產(chǎn)品，如計(jì)算機(jī)主板等，其電路板有時多達(dá)16層。

印制電路板應(yīng)用領(lǐng)域

你可以在許多電子產(chǎn)品中看到電路板的身影，例如電視機(jī)、收音機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)。除了用于消費(fèi)電子和計(jì)算機(jī)之外，不同類型的電路板還用于其他領(lǐng)域，包括：

● 醫(yī)療設(shè)備

當(dāng)代電子產(chǎn)品逐步向高密集度和低功耗方向發(fā)展，這在醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域顯得尤其明顯。大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備使用高密度電路板（HDI PCB），用于創(chuàng)建盡可能最小和最密集的設(shè)計(jì)，這有利于減輕醫(yī)療設(shè)備由于尺寸和重量帶來的限制。無論是小型醫(yī)療設(shè)備（如心臟起搏器），還是大型醫(yī)療設(shè)備（如X射線設(shè)備或CAT掃描設(shè)備），電路板都能通過改善自身外表和功能來勝任。

● 工業(yè)機(jī)械

印制電路板通常應(yīng)用于高功率工業(yè)機(jī)械中。普通的電路板通常只有1盎司銅厚，而應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械的電路板往往需要更厚的銅，反應(yīng)在電路板中，就是厚銅板。厚銅板主要用于電機(jī)控制器、高電流電池充電器和工業(yè)負(fù)載測試儀等。

● 照明

因?yàn)榛贚ED照明解決方案因其低功耗和高效率而備受歡迎，所以用于制造它們的鋁基電路板也同樣受到電子產(chǎn)品制造商的青睞。鋁基板比普通電路板擁有更高的導(dǎo)熱水平，所以它們可用作散熱器?？梢哉f，鋁基板是成就LED應(yīng)用和基本照明解決方案的基礎(chǔ)。

● 汽車工業(yè)

汽車工業(yè)產(chǎn)品離不開柔性印制電路板，因?yàn)檫@種電路板能夠承受這兩個領(lǐng)域的高振動環(huán)境。而且，柔性電路板擁有滿足汽車工業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)點(diǎn)。柔性電路板非常輕便，還能夠符合這些應(yīng)用中可能存在的狹小空間，例如儀表板內(nèi)部或儀表板后部。

除了應(yīng)對不同應(yīng)用領(lǐng)域特殊要求的電路板，印制電路板還可以根據(jù)層數(shù)分為單層電路板、雙層電路板和多層電路板。

印制電路板分類

● 單層電路板

單層或單面電路板是由單層基材制成的?；牡囊幻嫱扛灿斜〗饘賹?，銅是最常見的金屬，因?yàn)樗鹬鴮?dǎo)電的作用。一旦應(yīng)用了銅基電鍍層，通常會應(yīng)用保護(hù)性阻焊膜，然后使用絲網(wǎng)標(biāo)記電路板上所有元件的位置。

由于單層/單面電路板只是將其各種電路和組件焊接到單側(cè)，因此易于設(shè)計(jì)和制造。單層/單面電路板可以以低成本購買，特別是大批量訂單。這些特點(diǎn)使得單層/單面電路板應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，包括計(jì)算器、照相機(jī)、收音機(jī)和立體聲設(shè)備、固態(tài)驅(qū)動器、打印機(jī)和電源。

● 雙層電路板

雙層/雙面印制電路板的兩面都涂有一層薄薄的導(dǎo)電金屬，如銅。穿過電路板的孔允許電路板一側(cè)的電路連接到另一側(cè)的電路。

雙層電路板的電路和組件通常有兩種連接方式：通孔組裝和表面貼裝。通孔組裝意味著元器件的引腳穿過電路板上的孔，然后引腳末端通過焊接將元器件固定在電路板上。

電路板表面貼裝不依靠導(dǎo)線作為元器件和電路板之間的連接媒介。相反，表面貼裝器件通過大量小引腳直接焊接到電路板上，這意味著電路板本身被用作不同組件的布線表面。這使得電路可以通過更少的空間來完成，更多空間被釋放出來，允許電路板完成更多的功能。

雙面印制電路板通常用于需要中等復(fù)雜程度電路的應(yīng)用，如工業(yè)控制、電源、儀表、HVAC系統(tǒng)、LED照明、汽車儀表板、放大器和自動售貨機(jī)等。

● 多層電路板

多層電路板指的是層數(shù)在三層以上的電路板，由一系列雙層或多層電路板層壓而成的。這些電路板通過專用膠連結(jié)在一起，以確保多余的熱量不會熔化任何部件。多層印制電路板具有各種尺寸，可以有四層、十層或十二層等。

多層印制電路板需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行非常復(fù)雜的設(shè)計(jì)，以適用于各種復(fù)雜的電氣任務(wù)。多層印制電路板廣泛應(yīng)用于文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)存儲器、GPS技術(shù)、衛(wèi)星系統(tǒng)、天氣分析和醫(yī)療設(shè)備等應(yīng)用程序。

● 剛性印制電路板

剛性印制電路板指的是由堅(jiān)固的基板材料制成的印制電路板，可防止電路板扭曲。剛性印制電路板最常見的應(yīng)用是電腦主板。

剛性印制電路板數(shù)量占所有印制電路板的最大比例。剛性電路板可用于任何需要將電路板本身設(shè)置為一種形狀并在產(chǎn)品剩余壽命期間保持這種狀態(tài)的任何地方。剛性印制電路板既可以是簡單的單層電路板，也可以是八層或十層的多層電路板。

● 柔性印制電路板

與使用玻璃纖維等不移動材料的剛性電路板不同，柔性印制電路板由可彎曲和移動的材料制成。與剛性印制電路板一樣，柔性印制電路板有單層、雙層和多層類型。由于它們需要用柔性材料印刷，所以制造成本往往更高。

雖然有成本劣勢，但是柔性印制電路板與剛性印制電路板相比仍有許多優(yōu)勢，最突出的是它們的靈活性。這意味著它們可以折疊。而且，由于單個柔性印制電路板可以用于覆蓋可能需要多個剛性電路板的區(qū)域，因此其靈活性有助于降低成本，減輕產(chǎn)品重量。

柔性印制電路板也可用于可能受環(huán)境危害影響的區(qū)域。能做到這一點(diǎn)是因?yàn)槿嵝噪娐钒迨褂梅浪⒎勒?、耐腐蝕或耐高溫的材料制成。這是傳統(tǒng)剛性電路板無論如何無法做到的。

● 剛撓性印制電路板

剛撓性印制電路板結(jié)合了剛性印制電路板和柔性印制電路板的優(yōu)點(diǎn)，它是由多層柔性印制電路板連接到多個剛性印制電路板層上。

與剛性或柔性印制電路板相比，剛撓性印制電路板具有許多優(yōu)點(diǎn)。首先，剛撓性印制電路板比傳統(tǒng)的剛性或柔性電路板具有更少的部件數(shù)量；再次，剛撓性印制電路板還可以實(shí)現(xiàn)更流線型的設(shè)計(jì)，從而減少整個板的尺寸和封裝重量。

剛撓性印制電路板主要應(yīng)用在手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、起搏器和汽車等電子產(chǎn)品中。

● 高頻印制電路板

高頻印制電路板指的是用于傳輸超過1千兆赫信號的電路板。高頻印制電路板材料通常包括FR4級玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂層壓板、聚苯醚樹脂和特氟龍。因?yàn)樘胤埦哂行《€(wěn)定的介電常數(shù)、少量介電損耗和低吸水率，所以它是可用的最昂貴的材料之一。

選擇高頻印制電路板及其相應(yīng)類型的印制電路板連接器時需要考慮很多方面，包括介電常數(shù)（Dk）、耗散、損耗和介質(zhì)厚度，其中最重要的是材料的介電常數(shù)。介電常數(shù)變化概率較高的材料阻抗也常常發(fā)生變化，這可能會破壞組成數(shù)字信號的諧波并導(dǎo)致數(shù)字信號完整性的全面損失，高頻印制電路板的設(shè)計(jì)就是用于防止這些情況的發(fā)生。