电子百科 | 印制电路板（PCB）基础知识

什么是印制电路板？

印制电路板，也称为电路板，英文简称为PCB，是电子产品的基础硬件，既作为物理支撑件，也作为表面安装和插座组件的接线区。印制电路板通常由玻璃纤维，复合环氧树脂或其它符合材料制成。

用于简单电子产品的印制电路板结构都很简单，通常由一层构成，而复杂的电子产品，如计算机主板等，其电路板有时多达16层。

印制电路板应用领域

你可以在许多电子产品中看到电路板的身影，例如电视机、收音机、数码相机和手机。除了用于消费电子和计算机之外，不同类型的电路板还用于其他领域，包括：

● 医疗设备

当代电子产品逐步向高密集度和低功耗方向发展，这在医疗技术领域显得尤其明显。大多数医疗设备使用高密度电路板（HDI PCB），用于创建尽可能最小和最密集的设计，这有利于减轻医疗设备由于尺寸和重量带来的限制。无论是小型医疗设备（如心脏起搏器），还是大型医疗设备（如X射线设备或CAT扫描设备），电路板都能通过改善自身外表和功能来胜任。

● 工业机械

印制电路板通常应用于高功率工业机械中。普通的电路板通常只有1盎司铜厚，而应用于工业机械的电路板往往需要更厚的铜，反应在电路板中，就是厚铜板。厚铜板主要用于电机控制器、高电流电池充电器和工业负载测试仪等。

● 照明

因为基于LED照明解决方案因其低功耗和高效率而备受欢迎，所以用于制造它们的铝基电路板也同样受到电子产品制造商的青睐。铝基板比普通电路板拥有更高的导热水平，所以它们可用作散热器。可以说，铝基板是成就LED应用和基本照明解决方案的基础。

● 汽车工业

汽车工业产品离不开柔性印制电路板，因为这种电路板能够承受这两个领域的高振动环境。而且，柔性电路板拥有满足汽车工业领域的优点。柔性电路板非常轻便，还能够符合这些应用中可能存在的狭小空间，例如仪表板内部或仪表板后部。

除了应对不同应用领域特殊要求的电路板，印制电路板还可以根据层数分为单层电路板、双层电路板和多层电路板。

印制电路板分类

● 单层电路板

单层或单面电路板是由单层基材制成的。基材的一面涂覆有薄金属层，铜是最常见的金属，因为它起着导电的作用。一旦应用了铜基电镀层，通常会应用保护性阻焊膜，然后使用丝网标记电路板上所有元件的位置。

由于单层/单面电路板只是将其各种电路和组件焊接到单侧，因此易于设计和制造。单层/单面电路板可以以低成本购买，特别是大批量订单。这些特点使得单层/单面电路板应用于各种电子产品，包括计算器、照相机、收音机和立体声设备、固态驱动器、打印机和电源。

● 双层电路板

双层/双面印制电路板的两面都涂有一层薄薄的导电金属，如铜。穿过电路板的孔允许电路板一侧的电路连接到另一侧的电路。

双层电路板的电路和组件通常有两种连接方式：通孔组装和表面贴装。通孔组装意味着元器件的引脚穿过电路板上的孔，然后引脚末端通过焊接将元器件固定在电路板上。

电路板表面贴装不依靠导线作为元器件和电路板之间的连接媒介。相反，表面贴装器件通过大量小引脚直接焊接到电路板上，这意味着电路板本身被用作不同组件的布线表面。这使得电路可以通过更少的空间来完成，更多空间被释放出来，允许电路板完成更多的功能。

双面印制电路板通常用于需要中等复杂程度电路的应用，如工业控制、电源、仪表、HVAC系统、LED照明、汽车仪表板、放大器和自动售货机等。

● 多层电路板

多层电路板指的是层数在三层以上的电路板，由一系列双层或多层电路板层压而成的。这些电路板通过专用胶连结在一起，以确保多余的热量不会熔化任何部件。多层印制电路板具有各种尺寸，可以有四层、十层或十二层等。

多层印制电路板需要设计人员进行非常复杂的设计，以适用于各种复杂的电气任务。多层印制电路板广泛应用于文件服务器、数据存储器、GPS技术、卫星系统、天气分析和医疗设备等应用程序。

● 刚性印制电路板

刚性印制电路板指的是由坚固的基板材料制成的印制电路板，可防止电路板扭曲。刚性印制电路板最常见的应用是电脑主板。

刚性印制电路板数量占所有印制电路板的最大比例。刚性电路板可用于任何需要将电路板本身设置为一种形状并在产品剩余寿命期间保持这种状态的任何地方。刚性印制电路板既可以是简单的单层电路板，也可以是八层或十层的多层电路板。

● 柔性印制电路板

与使用玻璃纤维等不移动材料的刚性电路板不同，柔性印制电路板由可弯曲和移动的材料制成。与刚性印制电路板一样，柔性印制电路板有单层、双层和多层类型。由于它们需要用柔性材料印刷，所以制造成本往往更高。

虽然有成本劣势，但是柔性印制电路板与刚性印制电路板相比仍有许多优势，最突出的是它们的灵活性。这意味着它们可以折叠。而且，由于单个柔性印制电路板可以用于覆盖可能需要多个刚性电路板的区域，因此其灵活性有助于降低成本，减轻产品重量。

柔性印制电路板也可用于可能受环境危害影响的区域。能做到这一点是因为柔性电路板使用防水、防震、耐腐蚀或耐高温的材料制成。这是传统刚性电路板无论如何无法做到的。

● 刚挠性印制电路板

刚挠性印制电路板结合了刚性印制电路板和柔性印制电路板的优点，它是由多层柔性印制电路板连接到多个刚性印制电路板层上。

与刚性或柔性印制电路板相比，刚挠性印制电路板具有许多优点。首先，刚挠性印制电路板比传统的刚性或柔性电路板具有更少的部件数量；再次，刚挠性印制电路板还可以实现更流线型的设计，从而减少整个板的尺寸和封装重量。

刚挠性印制电路板主要应用在手机、数码相机、起搏器和汽车等电子产品中。

● 高频印制电路板

高频印制电路板指的是用于传输超过1千兆赫信号的电路板。高频印制电路板材料通常包括FR4级玻璃纤维增强环氧树脂层压板、聚苯醚树脂和特氟龙。因为特氟龙具有小而稳定的介电常数、少量介电损耗和低吸水率，所以它是可用的最昂贵的材料之一。

选择高频印制电路板及其相应类型的印制电路板连接器时需要考虑很多方面，包括介电常数（Dk）、耗散、损耗和介质厚度，其中最重要的是材料的介电常数。介电常数变化概率较高的材料阻抗也常常发生变化，这可能会破坏组成数字信号的谐波并导致数字信号完整性的全面损失，高频印制电路板的设计就是用于防止这些情况的发生。