三、印制電路板簡介

1.概述

印制電路板（PCB）是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體。由于它是采用電子印制術制作的，故被稱為“印制”電路板。

印制電路板的發明者是奧地利人保羅·愛斯勒（Paul Eisler），他于1936年在一個收音機裝置內采用了印制電路板。1943年，美國人將該技術大量使用于軍用收音機內。1948年，美國正式認可這個發明，并用于商業用途。自20世紀50年代中期起，印制電路板技術才開始被廣泛采用。

簡單地說，印制電路板就是安裝有集成電路和其他電子組件的薄板，其主要功能是為上面安裝的各項零件提供相互電氣連接。印制電路板將零件與零件之間復雜的電路銅線，經過細致整齊的規劃后，蝕刻在一塊板子上，是電子元器件安裝與互連時的主要支撐體。在印制電路板出現之前，電子元器件之間的互連都是依靠電線直接連接實現的。而現在，從人們日常使用的手機、數碼照相機、計算機、電視機，到飛機、數控機床、機器人、衛星等大型工業產品，幾乎所有的電子產品中都用到印制電路板。印制電路板在電子工業中已經占據了絕對統治地位。

下面通過一系列PCB實物圖進行直觀認知，如圖0-8～圖0-15所示。

2.基本組成

如圖0-16所示，印制電路板主要由焊盤、過孔、安裝孔、導線、元器件、接插件、填充、電氣邊界等組成。

各組成部分的主要功能如下：

①焊盤：用于焊接元器件引腳的金屬孔。

②過孔：用于連接各層之間元器件引腳的金屬孔。

③安裝孔：用于固定電路板。

④導線：用于連接元器件引腳的電氣網絡銅箔膜。

⑤接插件：用于電路板之間連接的元器件。

⑥填充：用于地線網絡的敷銅，可以有效地減小阻抗。

⑦電氣邊界：用于確定電路板的尺寸，所有電路板上的元器件都不能超過該邊界。

3.分類

根據電路層數，一般將印制電路板分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，復雜的多層板可達十幾層。

（1）單面板（Single-Sided Boards）

在最基本的印制電路板上，零件集中在其中一面，導線則集中在另一面。因為導線只出現在其中一面，所以就稱這種電路板為單面板，如圖0-17所示。因為單面板在設計電路上有許多嚴格的限制（因為只有一面，布線間不能交叉而必須有獨自的路徑），所以只有早期的電路或者特別簡單的電路（如遙控器）才使用這類的板子。

（2）雙面板（Double-Sided Boards）

雙面板的兩面都有布線，如圖0-18所示。但是，要用上兩面的導線，必須要在兩面間有適當的電路連接才行。這種電路間的“橋梁”叫作導孔（via）。導孔在PCB上，充滿或涂上金屬的小洞，它可以與兩面的導線相連接。因為雙面板的面積比單面板大了一倍，而且布線可以互相交錯（可以繞到另一面），所以更適合用在比單面板更復雜的電路上。

（3）多層板（Multi-Layer Boards）

在較復雜的應用需求中，電路可以被布置成多層結構并壓合在一起，并在層間布建通孔電路連通各層電路；圖0-19所示為多層板。多層板增加了可以布線的面積，板子的層數代表了有幾層獨立的布線層。通常層數都是偶數，并且包含最外側的兩層。大部分主機板都是4～8層的結構，雖然理論上可以做到上百層，但由于檢修、散熱等問題不易解決，超多層板已經漸漸不被使用。

（4）撓性電路板（Flexible Printed Circuit Board）

撓性電路板也稱“柔性電路板”或“軟性電路板”，是一種利用撓性基材制成的具有圖形的印制電路板，簡稱FPCB或FPC。由絕緣基材和導電層構成，絕緣基材和導電層之間可以有黏結劑。由于其具有可連續自動化生產、配線密度高、重量輕、體積小、配線錯誤少、可撓性及可彈性改變形狀等特性，被廣泛應用于軍工、國防和消費性電子產品如數碼照相機、手表、筆記本式計算機等領域。

4.工作層面

印制電路板包括許多類型的工作層面，如信號層、防護層、絲印層、內部層等，各種層面的作用簡要介紹如下：

①信號層：主要用來放置元器件或布線。中間層用來布置信號線，頂層和底層用來放置元器件或敷銅。

②防護層：主要用來確保電路板上不需要鍍錫的地方不被鍍錫，從而保證電路板運行的可靠性。其中，TopSolider和BottomSolider分別為頂層阻焊層和底層阻焊層；TopPaste和BottomPaste分別為錫膏防護層和底層錫膏防護層。

③絲印層：主要用來在電路板上印上元器件的流水號、生產編號、公司名稱等。

④內部層：主要用來作為信號布線層。

⑤其他層：主要包括4種類型的層。

·Drill Guide（鉆孔方位層）：主要用于印制電路板上鉆孔的位置。

·Keep-Out Layer（禁止布線層）：主要用于繪制電路板的電氣邊框。

·Drill Drawing（鉆孔繪圖層）：主要用于設置鉆孔形狀。

·Multi-Layer（多層）：主要用于設置多面層。