什么是印刷電路板？

印刷電路板（PCB）是在大多數(shù)電子設(shè)備中用作基板的板 - 既可作為物理支撐件，也可作為表面安裝和插座組件的接線區(qū)域。 PCB通常由玻璃纖維，復(fù)合環(huán)氧樹脂或其他復(fù)合材料制成。

用于簡單電子設(shè)備的大多數(shù)PCB都很簡單并且僅由單個(gè)層組成。更復(fù)雜的硬件，如計(jì)算機(jī)圖形卡或主板可以有多層，有時(shí)多達(dá)12層。

雖然PCB通常與計(jì)算機(jī)相關(guān)聯(lián)，但它們可以在許多其他電子設(shè)備中找到，例如如電視，收音機(jī)，數(shù)碼相機(jī)和手機(jī)。除了用于消費(fèi)電子產(chǎn)品和計(jì)算機(jī)之外，不同類型的PCB還用于其他各個(gè)領(lǐng)域，包括：

?醫(yī)療設(shè)備。電子產(chǎn)品現(xiàn)在比以前的產(chǎn)品更密集，功耗更低，因此可以測(cè)試新的和令人興奮的醫(yī)療技術(shù)。大多數(shù)醫(yī)療設(shè)備使用高密度PCB，用于創(chuàng)建最小和最密集的設(shè)計(jì)。這有助于減輕由于需要小尺寸和輕重量而開發(fā)用于醫(yī)療領(lǐng)域的裝置所涉及的一些獨(dú)特限制。從小型設(shè)備（如心臟起搏器）到大型設(shè)備（如X射線設(shè)備或CAT掃描機(jī)），PCB已經(jīng)進(jìn)入各種領(lǐng)域。

?工業(yè)機(jī)械。 PCB通常用于高功率工業(yè)機(jī)械。在目前一盎司銅PCB不符合要求的地方，可以使用厚銅PCB。較厚的銅PCB有益的情況包括電機(jī)控制器，高電流電池充電器和工業(yè)負(fù)載測(cè)試儀。

?照明。由于基于LED的照明解決方案由于其低功耗和高效率而受到歡迎，因此用于制造它們的鋁背板PCB也是如此。這些PCB用作散熱器，與標(biāo)準(zhǔn)PCB相比，可實(shí)現(xiàn)更高水平的熱傳遞。這些相同的鋁背板PCB構(gòu)成了高流明LED應(yīng)用和基礎(chǔ)照明解決方案的基礎(chǔ)。

?汽車和航空航天工業(yè)。汽車和航空航天工業(yè)都使用柔性PCB，這些PCB設(shè)計(jì)用于承受兩個(gè)領(lǐng)域中常見的高振動(dòng)環(huán)境。根據(jù)規(guī)格和設(shè)計(jì)，它們也可以非常輕便，這對(duì)于運(yùn)輸行業(yè)制造零件是必需的。它們還能夠適應(yīng)這些應(yīng)用中可能存在的狹小空間，例如儀表板內(nèi)部或儀表板上儀表儀表后面。

PCB板有多種類型每個(gè)都有自己獨(dú)特的制造規(guī)格，材料類型和用途：單層PCB，雙層PCB，多層PCB，剛性PCB，柔性PCB，剛?cè)嵝訮CB，高頻PCB，鋁背PCB。

單層PCB

單層或單面PCB是由單層基材制成的PCB或基質(zhì)。基材的一面涂有薄金屬層。銅是最常見的涂層，因?yàn)樗哂辛己玫膶?dǎo)電性能。一旦應(yīng)用銅基鍍層，通常會(huì)使用保護(hù)性焊接掩模，然后使用最后一個(gè)絲網(wǎng)印刷板上的所有元素。

由于單層/單面PCB只將各種電路和元件焊接在一面，因此易于設(shè)計(jì)和制造。這種普及意味著它們可以以低成本購買，特別是對(duì)于大批量訂單。低成本，高容量型號(hào)意味著它們通常用于各種應(yīng)用，包括計(jì)算器，相機(jī)，收音機(jī)和立體聲設(shè)備，固態(tài)驅(qū)動(dòng)器，打印機(jī)和電源。

雙層印刷電路板

雙層或雙面印刷電路板的基板材料帶有一層薄薄的導(dǎo)電金屬，如銅，應(yīng)用于電路板的兩側(cè)。通過電路板鉆出的孔允許電路板一側(cè)的電路連接到另一側(cè)的電路。

電路和雙層PCB板的組件通常以兩種方式之一連接：使用通孔或使用表面安裝。通孔連接意味著被稱為引線的小線通過孔饋送，引線的每一端焊接到右側(cè)組件。

表面貼裝PCB不能利用電線作為連接器。相反，許多小引線直接焊接到電路板上，這意味著電路板本身用作不同元件的布線表面。這樣就可以用更少的空間完成電路，釋放空間，使電路板能夠完成更多的功能，通常速度更快，重量也比通孔板允許的重量更輕。

Double側(cè)面PCB通常用于需要中等水平電路復(fù)雜性的應(yīng)用，例如工業(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(dòng)售貨機(jī)。

多層PCB

多層PCB由一系列三層或更多層雙層PCB組成。然后用專用膠將這些板固定在一起并夾在絕緣件之間，以確保多余的熱量不會(huì)熔化任何組件。多層PCB具有多種尺寸，小至四層或大至十或十二層。有史以來最大的多層PCB厚度為50層。

對(duì)于多層印刷電路板，設(shè)計(jì)人員可以制作非常厚實(shí)，復(fù)雜的設(shè)計(jì)，適用于各種復(fù)雜的電氣任務(wù)。多層PCB有益的應(yīng)用包括文件服務(wù)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，GPS技術(shù)，衛(wèi)星系統(tǒng)，天氣分析和醫(yī)療設(shè)備。

剛性PCB

剛性印刷電路板是由堅(jiān)固的基板材料制成的印刷電路板，可防止電路板扭曲?？赡茏畛Ｒ姷膭傂訮CB示例是計(jì)算機(jī)主板。主板是多層PCB，設(shè)計(jì)用于從電源分配電力，同時(shí)允許計(jì)算機(jī)的所有部分之間進(jìn)行通信，例如CPU，GPU和RAM。

剛性PCB組成也許是最大數(shù)量的PCB制造。這些PCB可用于需要將PCB本身設(shè)置為一種形狀的任何位置，并在設(shè)備的剩余使用壽命期間保持這種狀態(tài)。剛性PCB可以是簡單的單層PCB，也可以是8層或10層多層PCB。

所有剛性PCB都具有單層，雙層或多層結(jié)構(gòu)，因此它們共享相同的應(yīng)用。

柔性PCB

與使用玻璃纖維等不粘材料的剛性PCB不同，柔性PCB由可彎曲和移動(dòng)的材料制成，例如塑料。與剛性PCB類似，柔性PCB有單層，雙層或多層格式。由于它們需要在柔性材料上印刷，因此制造成本往往更高。

仍然，柔性PCB提供與剛性PCB相比具有許多優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)中最突出的是它們具有靈活性。這意味著它們可以折疊在邊緣上并纏繞在角落上。它們的靈活性可以節(jié)省成本和重量，因?yàn)榭梢允褂脝蝹€(gè)柔性PCB覆蓋可能需要多個(gè)剛性PCB的區(qū)域。

柔性PCB也可用于可能受到多個(gè)剛性PCB影響的區(qū)域。環(huán)境危害。為此，它們僅使用可能具有防水，防震，耐腐蝕或耐高溫油的材料制造 - 這是傳統(tǒng)剛性PCB可能沒有的選擇。

柔性剛性PCB

當(dāng)涉及兩種最重要的總體PCB板時(shí)，柔性剛性PCB結(jié)合了兩者的優(yōu)點(diǎn)。柔性剛性板由多層柔性PCB組成，附著在多個(gè)剛性PCB層上。

與僅在某些應(yīng)用中使用剛性或柔性PCB相比，柔性剛性PCB具有許多優(yōu)勢(shì)。例如，剛性 - 柔性板比傳統(tǒng)的剛性或柔性板具有更少的部件數(shù)量，因?yàn)閮烧叩慕泳€選項(xiàng)可以組合成單個(gè)板。將剛性和柔性板組合成單個(gè)剛性 - 柔性板還可以實(shí)現(xiàn)更流線型的設(shè)計(jì)，從而減小整體電路板尺寸和封裝重量。

柔性剛性PCB最常出現(xiàn)在空間或重量最受關(guān)注的應(yīng)用中，包括手機(jī)，數(shù)碼相機(jī)，起搏器和汽車。

高頻PCB

高頻PCB是指一般的PCB設(shè)計(jì)元素，而不是像以前的型號(hào)那樣的PCB結(jié)構(gòu)。高頻PCB是設(shè)計(jì)用于傳輸超過1千兆赫茲信號(hào)的電路板。

高頻PCB材料通常包括FR4級(jí)玻璃纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂層壓板，聚苯醚（PPO）樹脂和鐵氟龍。鐵氟龍是最昂貴的選擇之一，因?yàn)樗哂行《€(wěn)定的介電常數(shù)，少量介電損耗和整體低吸水性。

選擇高頻時(shí)需要考慮很多方面PCB板及其相應(yīng)類型的PCB連接器，包括介電常數(shù)（DK），耗散，損耗和介電厚度。

其中最重要的是所討論材料的Dk。具有高介電常數(shù)變化概率的材料通常會(huì)產(chǎn)生阻抗變化，這會(huì)破壞構(gòu)成數(shù)字信號(hào)的諧波并導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)完整性的整體損失 - 這是高頻PCB設(shè)計(jì)用于防止的一個(gè)因素。

選擇在設(shè)計(jì)高頻PCB時(shí)使用的電路板和PC連接器類型時(shí)需要考慮的其他事項(xiàng)包括：

?介電損耗（DF） ，這會(huì)影響信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量。較小的介電損耗可能會(huì)造成少量信號(hào)浪費(fèi)。

?熱膨脹。如果用于構(gòu)建PCB的材料（例如銅箔）的熱膨脹率不同，則材料可能會(huì)因溫度變化而相互分離。

?吸水率。大量的水?dāng)z入會(huì)影響PCB的介電常數(shù)和介電損耗，尤其是在潮濕環(huán)境中使用時(shí)。

?其他電阻。用于構(gòu)建高頻PCB的材料應(yīng)根據(jù)需要對(duì)耐熱性，耐沖擊性和耐危險(xiǎn)化學(xué)品的耐受性進(jìn)行評(píng)級(jí)。

鋁背襯PCB

鋁背襯PCB的設(shè)計(jì)與銅背襯PCB的設(shè)計(jì)大致相同。然而，鋁背板PCB不是使用大多數(shù)PCB板類型中常用的玻璃纖維，而是使用鋁或銅基板。

鋁背襯襯有隔熱材料，其設(shè)計(jì)具有低熱阻，意味著較少的熱量從絕緣材料傳遞到背襯。一旦施加絕緣，就會(huì)施加厚度從1盎司到10英寸的銅電路層。

鋁背襯PCB與玻璃纖維背襯的PCB相比具有許多優(yōu)勢(shì)，包括：

?低成本。鋁是地球上最豐富的金屬之一，占地球重量的8.23％。采礦鋁容易且廉價(jià)，這有助于減少制造過程中的費(fèi)用。因此，用鋁制造產(chǎn)品的成本更低。

?環(huán)保。鋁是無毒的，易于回收利用。由于易于組裝，用鋁制造印刷電路板也是節(jié)約能源的好方法。

?散熱。鋁是可用于從電路板的關(guān)鍵部件散熱的最佳材料之一。它不會(huì)將熱量散發(fā)到板的其余部分，而是將熱量傳遞到露天。鋁PCB比同等尺寸的銅PCB冷卻速度快。

?材料耐久性。鋁比玻璃纖維或陶瓷等材料更耐用，尤其適用于跌落測(cè)試。使用更堅(jiān)固的基材有助于減少制造，運(yùn)輸和安裝過程中的損壞。

所有這些優(yōu)勢(shì)使鋁PCB成為需要在非常嚴(yán)格的公差范圍內(nèi)提供高輸出功率的應(yīng)用的絕佳選擇，包括交通車燈，汽車照明，電源，電機(jī)控制器和大電流電路。

除了主要使用領(lǐng)域外，鋁背PCB還可用于需要高度的機(jī)械穩(wěn)定性或PCB可能承受高水平的機(jī)械應(yīng)力。與玻璃纖維基板相比，它們不易受熱膨脹影響，這意味著電路板上的其他材料（如銅箔和絕緣材料）不太可能剝離，從而進(jìn)一步延長產(chǎn)品的使用壽命。

多年來，PCB已從簡單的單層PCB（如計(jì)算器等電子設(shè)備）演變?yōu)楦鼜?fù)雜的系統(tǒng)，如高頻Teflon設(shè)計(jì)。多氯聯(lián)苯已經(jīng)進(jìn)入地球上幾乎所有行業(yè)，從簡單的電子設(shè)備，如照明解決方案一直到更復(fù)雜的行業(yè)，如醫(yī)療或航空航天技術(shù)。

多氯聯(lián)苯的發(fā)展也推動(dòng)了PCB建筑材料的發(fā)展：不再僅僅是由玻璃纖維背襯的銅箔制成的PCB。新建筑材料包括鋁，特氟隆甚至可彎曲塑料。特別是可彎曲的塑料和鋁促進(jìn)了剛性 - 柔性和鋁背襯PCB等產(chǎn)品的產(chǎn)生，以解決與許多行業(yè)相關(guān)的常見問題。