PCB电路板目录

・PCB 是什么？

・PCB 起源

・PCB 作用

・PCB 分类

・PCB 结构

PCB ＝ Printed Circuit Board，因为PCB是用一块基板+绝缘+铜箔构成的电路基板，然后用印刷与蚀刻的制程制造成电路，所以我们叫它为印刷电路板或电路板。美国和英国也称它为PWB（Printed Wire Board，印刷线路板或线路板）。

PCB是重要的电子部件，既是PCBA板内电子组件的支撑体，也提供各类电子元件的电路连接。电路板把需要工作的电容、电阻、电感、IC芯片等所有组件连接成一个整体，所以我们也称印刷电路板为主板或母板。

几乎每种电子设备，小到耳机、电池、计算器、电灯、家电，大到电脑、通信设备、飞机、卫星，汽车、轮船、医疗设备等，只要用到电的产品几乎都要使用PCB。

PCBA ＝ PCB + Assembly，也就是Printed Circuit Board Assembly。也就是说未贴装元器件的光板是PCB，而打件或者装配了各类电子元器件的PCB就是PCBA。

PCB 与 PCBA

PCB的起源

1925年，美国的Charles Ducas（加成法的鼻祖）在绝缘的基板上印刷出线路图案，再以电镀的管道，成功制成导体作为配线。

1936年，奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler）（减成法的鼻祖）首先在收音机里采用了PCB。

1943年，美国人将PCB科技运用于军用收音机。

1948年，美国正式认可PCB可用于商业用途。

20世纪50年代，由于CCL的和层压板的粘合强度和耐焊性问题得到解决，性能稳定可靠，实现了工业化大生产，铜箔蚀刻法成为PCB制造技术的主流，Printed Circuit Board才开始被广泛运用，如今PCB在电子工业中已占据绝对统治地位。开始生产单面板。

20世纪50年代，开始生产单面PCB。

20世纪60年代，实现了孔金属化双面PCB实现了大规模生产。

20世纪70年代，多层PCB迅速发展，并不断向高精度、高密度、细线小孔、高可靠性、低成本和自动化连续生产方向发展。

20世纪80年代，表面装贴科技（SMT）逐渐替代插装式PCB，成为生产主流。超高多层PCB与高密度互联HDI电路板迅速发展。

20世纪90年代，封装技术进一步从扁平封装（QFP）向球珊数组封装（BGA）发展，PCB开始往更小的线路发展。

进入21世纪后，高密度的BGA、芯片级封装以及有机层压板数据为PCB基板的IC封装基板得到迅猛发展。

PCB从单层PCB发展到双面PCB、多层PCB、挠性PCB、软硬结合板－刚挠结合PCB、金属PCB、陶瓷PCB等。并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠性、多层化、高速传输、轻质量、薄型化方向发展，不断缩小体积、降低成本、提高性能。同时在生产方面，向提高生产率，降低成本，减少污染，调节多品种、小批量生产方向发展。使得PCB电路板在未来电子设备的发展工程中，仍然保持着强大的生命力。

PCB的作用

在电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是通过电线直接连接而组成完整线路的。PCB为固定和组装集成电路等各种电子元件提供机械支撑。在集成电路等各种电子元件之间实现布线和电力连接（信号传输）或电力绝缘。提供所需的电力特性，如特性阻抗。

电子设备采用PCB后，由于同类Printed Circuit Board的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测，保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。

电路板可以提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑，完成集成电路等各种电子元器件之间的布线和电力连接或电绝缘，提供所要求的电力特性，如特性阻抗等，可为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字元和图形。

PCB能够代替复杂的布线，帮助实现电路各元件之间的电力连接。这个作用不仅简化了电子产品的装配以及焊接工作。还能够有效的减少传统管道接线工作量，减轻工人劳动强度。

PCB缩小了整机的体积，并且降低产品的成本。有效的提高了电子设备的质量以及可靠性。PCB还可以实现标准化的实际管道，实现生产机械化以及自动化。

PCB的分类

1、按PCB的应用分类

民用PCB（消费类）：玩具、照相机、电视机、音响设备、手机、电灯、家电、等使用的PCB。

工业用PCB（装备类）：安防、汽车、电脑、通信机、仪器、仪表、工业控制器等使用的PCB。

军用PCB：航天、太空、雷达、军舰、军用通讯设备等使用的PCB。

2、按PCB基板材质分类

纸基PCB：酚醛纸基PCB、环氧纸基PCB等。

玻璃布基PCB：环氧玻璃布基PCB、聚四氟乙烯玻璃布基PCB等。

合成纤维PCB：环氧合成纤维PCB等。

有机薄膜基材PCB：尼龙薄膜PCB等。

陶瓷基板PCB。

金属芯基PCB，如铁基板，铝基板，铜基板。

碳氢化合物PCB。

陶瓷粉末PCB。

PTFE，Teflon、特氟隆、聚四氟乙烯PCB材料的高频电路板。

3、按PCB结构分类

按结构可分为刚性PCB、柔性PCB和刚柔结合板。

刚性PCB、柔性PCB和软硬结合板

4、按PCB层数分类

按层数可分为单面板、双面板、多层板和HDI板（高密度互连板）。

单面板

单面板指只在电路板的其中一个面（焊接面）上进行布线，而所有元器件以及元器件标号和文字标注等都在另一个面（元器件面）上放置的印刷电路板。

单面板最大的特点是价格低廉，制造工艺简单。但是由于只能在一个面上进行布线，布线比较困难，容易出现布不通的情况，所以只适用于一些比较简单的电路。

双面板－双层PCB

双面板在绝缘板两面进行布线，其中一面作为顶层，另一面作为底层。顶层和底层通过过孔进行电力连接。

通常，双层PCB上的元器件被放置在顶层。但是，有时为了缩小电路板体积，也可以在两层都放元器件。双层板的特点是价格适中、布线容易，是现时常规PCB中比较常用的类型。

多层PCB电路板

两层以上的PCB统称为多层电路板。多层板除了PCB的项层和底层有电路布线，在内层还有电路走线。目前常用的多层PCB通常是4层-20层以内。

HDI电路板

HDI是高密度互联的意思，HDI电路板是指采用微盲也与埋孔技术的一种线路分布密度比较高的PCB。目前手机主板使用的PCB几乎为HDI电路板。

PCB的结构

PCB电路板主要由覆铜板（Copper Clad Laminates，CCL）、半固化片（Prepreg，PP片）、铜箔（Copper Foil）、阻焊层（又称阻焊膜）（Solder Mask）、字符层组成。同时，为了保护走电路板的铜线裸露在外的铜箔，保证焊接效果，还需要对PCB进行表面处理，防止铜箔氧化。

覆铜板

复铜箔层压板（CCL），简称复铜箔板或覆铜板，覆铜板是以环氧树脂等为融合剂将玻纤布和铜箔压合在一起的产物。覆铜板是制造PCB的基础材料，是由介电层（树脂、玻璃纤维）及高纯度的导体（铜箔）二者所构成的复合材料。

直到1960年才有专业制造厂以甲醛树脂铜箔为基材制作单面PCB，并将其投入电唱机、录音机、录像机等市场，之后因双面贯孔镀铜制造技术兴起，于是耐热、尺寸安定的环氧玻璃基板大量被应用至今。现在用得比较多的有FR4、FR1、CEM3、陶瓷板和铁氟龙板等。

现时，应用最广泛的采用蚀刻法制成的PCB是在复铜箔板上有选择地进行蚀刻，得到所需的线路图形。复铜箔板在整个PCB板上主要提供导电、绝缘和支撑三个方面的功能。PCB的性能、质量和制造成本，在很大程度上取决于复铜箔板。

玻纤布是覆铜板的原材料之一，由玻纤纱纺织而成，约占覆铜板成本的40%（厚板）或25%（薄板）。玻纤纱由硅砂等原料在窑中煅烧成液态，通过极细小的合金喷嘴拉成极细玻纤，再将几百根玻纤缠绞成玻纤纱。窑的建设投资巨大，一般需上亿资金，且一旦点火就必须24小时不间断生产，进入退出成本巨大。

半固化片（Prepreg）

半固化片又称PP片，是多层板生产中的主要数据之一，主要由树脂和增强数据组成，增强数据分为玻璃纤维布（简称玻璃布）、纸基和复合材料等几种类型。

制作多层PCB所使用的半固化片（黏结片）大多采用玻璃布作为增强数据。将经过处理的玻璃布浸渍上树脂胶液，再经热处理预烘制成的薄片数据被称为半固化片。半固化片在加热加压下会软化，冷却后会固化。

由于玻璃布在经向、纬向组织长度的纱股数不同，在剪切时需注意半固化片的经纬向，一般提取经向（玻璃布卷曲的方向）为生产板的短边方向，纬向为生产板的长边方向，以确保板面的平整，防止生产板受热后扭曲变形。

PCB的结构

铜箔-电路层

铜箔是沉淀于电路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔，它作为PCB印刷电路板的导电体，容易被黏合在绝缘层上，经蚀刻后形成电路图样。

常见工业用铜箔可分为压延铜箔（RA铜箔）与电解铜箔（ED铜箔）两大类。

压延铜箔具有较好的延展性等特性，是早期软板制程所使用的铜箔。

电解铜箔则具有制造成本较压延铜箔低的优势。

铜箔：铜箔是占覆铜板成本比重最大的原材料，约占覆铜板成本的30%（厚板）或50%（薄板），因此铜的涨价是覆铜板涨价的主要驱动力。

阻焊层

阻焊层是指PCB印刷电路板上有阻焊油墨的部分。

阻焊油墨通常是绿色的，有少数采用红色、黑色和蓝色等，所以在PCB行业常把阻焊油墨称为绿油或绿漆，阻焊层是PCB的永久性保护层，能起到防潮、防腐蚀、防霉和机械擦伤等作用，同时也可以防止零件被焊到不正确的地方。

字符层

字符即文字层，在电路板印刷的阻焊层上面一层，可以没有，一般用于注释。

通常，为了方便PCBA的安装和维修等，在PCB板的上下表面上印刷所需要的标志图案和文字代号等，例如，元器件标号和标称值、元器件外廓形状和厂家标志、生产日期等。

PCB表面处理

这里所说的“表面”是指PCB上为电子元器件或其他系统与PCB上的电路之间提供电力连接的连接点，如焊盘或接触式连接的连接点。裸铜本身的可焊性很好，但是暴露在空气中很容易被氧化，而且容易受到污染，所以要在裸铜的表面覆盖一层保护膜。

常见的PCB表面处理工艺有有铅喷锡、无铅喷锡、有机涂覆（Organic Solderability Preservatives，OSP）、沉金ENIG、沉银、沉锡和镀金手指等，随着环保法规的不断完善，有铅喷锡工艺已经逐渐被禁用，目前PCB厂家生产的电路板几乎都是符合RoHS制程，有部分印刷电路板符合无卤PCB制程。

以上我们说明了什么是PCB板？电子产品采用PCB板后，由于PCB板的一致性，可以避免人工布线的错误，实现电子部品的自动插入或安装、自动焊接和自动检测，从而保证电子产品的质量，提高劳动生产率，降低成本，便于维护。因此PCB电路板已经成为现今电子产品中不可少的部品。