三、印制电路板简介

1.概述

印制电路板（PCB）是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体。由于它是采用电子印制术制作的，故被称为“印制”电路板。

印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler），他于1936年在一个收音机装置内采用了印制电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个发明，并用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印制电路板技术才开始被广泛采用。

简单地说，印制电路板就是安装有集成电路和其他电子组件的薄板，其主要功能是为上面安装的各项零件提供相互电气连接。印制电路板将零件与零件之间复杂的电路铜线，经过细致整齐的规划后，蚀刻在一块板子上，是电子元器件安装与互连时的主要支撑体。在印制电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在，从人们日常使用的手机、数码照相机、计算机、电视机，到飞机、数控机床、机器人、卫星等大型工业产品，几乎所有的电子产品中都用到印制电路板。印制电路板在电子工业中已经占据了绝对统治地位。

下面通过一系列PCB实物图进行直观认知，如图0-8～图0-15所示。

2.基本组成

如图0-16所示，印制电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成。

各组成部分的主要功能如下：

①焊盘：用于焊接元器件引脚的金属孔。

②过孔：用于连接各层之间元器件引脚的金属孔。

③安装孔：用于固定电路板。

④导线：用于连接元器件引脚的电气网络铜箔膜。

⑤接插件：用于电路板之间连接的元器件。

⑥填充：用于地线网络的敷铜，可以有效地减小阻抗。

⑦电气边界：用于确定电路板的尺寸，所有电路板上的元器件都不能超过该边界。

3.分类

根据电路层数，一般将印制电路板分为单面板、双面板和多层板。常见的多层板一般为4层板或6层板，复杂的多层板可达十几层。

（1）单面板（Single-Sided Boards）

在最基本的印制电路板上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面。因为导线只出现在其中一面，所以就称这种电路板为单面板，如图0-17所示。因为单面板在设计电路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须有独自的路径），所以只有早期的电路或者特别简单的电路（如遥控器）才使用这类的板子。

（2）双面板（Double-Sided Boards）

双面板的两面都有布线，如图0-18所示。但是，要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的“桥梁”叫作导孔（via）。导孔在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且布线可以互相交错（可以绕到另一面），所以更适合用在比单面板更复杂的电路上。

（3）多层板（Multi-Layer Boards）

在较复杂的应用需求中，电路可以被布置成多层结构并压合在一起，并在层间布建通孔电路连通各层电路；图0-19所示为多层板。多层板增加了可以布线的面积，板子的层数代表了有几层独立的布线层。通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分主机板都是4～8层的结构，虽然理论上可以做到上百层，但由于检修、散热等问题不易解决，超多层板已经渐渐不被使用。

（4）挠性电路板（Flexible Printed Circuit Board）

挠性电路板也称“柔性电路板”或“软性电路板”，是一种利用挠性基材制成的具有图形的印制电路板，简称FPCB或FPC。由绝缘基材和导电层构成，绝缘基材和导电层之间可以有黏结剂。由于其具有可连续自动化生产、配线密度高、重量轻、体积小、配线错误少、可挠性及可弹性改变形状等特性，被广泛应用于军工、国防和消费性电子产品如数码照相机、手表、笔记本式计算机等领域。

4.工作层面

印制电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，各种层面的作用简要介绍如下：

①信号层：主要用来放置元器件或布线。中间层用来布置信号线，顶层和底层用来放置元器件或敷铜。

②防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。其中，TopSolider和BottomSolider分别为顶层阻焊层和底层阻焊层；TopPaste和BottomPaste分别为锡膏防护层和底层锡膏防护层。

③丝印层：主要用来在电路板上印上元器件的流水号、生产编号、公司名称等。

④内部层：主要用来作为信号布线层。

⑤其他层：主要包括4种类型的层。

·Drill Guide（钻孔方位层）：主要用于印制电路板上钻孔的位置。

·Keep-Out Layer（禁止布线层）：主要用于绘制电路板的电气边框。

·Drill Drawing（钻孔绘图层）：主要用于设置钻孔形状。

·Multi-Layer（多层）：主要用于设置多面层。