印制板（PCB）从无到有的工艺选型

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印制电路板又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，英文简称 PCB（Printed Circuit Board）或 PWB（Printed Wiring Board）。它以绝缘板为基材，切成一定尺寸，其上至少附有一个导电图形，并布有孔（如元件孔、紧固孔、金属化孔等），用以安装电子元器件并实现电子元器件之间的相互连接。作为现代电子产品的基本部件之一，印制板广泛应用于各类电子产品中，小到电子手表、计算器，大到计算机、通信电子设备、军用／航天系统等，只要有电子元器件，就离不开印制电路板。

印制电路板的创造者是奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler）。1936 年，他首先在收音机里采用了印制电路板。1943 年，美国人将该技术运用于军用收音机。1948 年，美国正式认可此发明并用于商业用途。自 20 世纪 50 年代中期起，印制电路板才开始被广泛运用。

印制电路板具有导电线路和绝缘底板的双重作用。它可以实现电路中各个元器件的电气连接，代替复杂的布线，减少接线量，简化电子产品的装配、焊接和调试工作；同时能够缩小整机体积，降低产品成本，提高产品的质量和可靠性。

在 PCB 出现之前，电子元器件之间的互连都是依托导线直接连接完成的，如图 1 所示，而如今，导线仅用于试验电路中，印制电路板在电子工业中已占据了绝对控制的地位。

二、PCB 工艺选型的目的

随着电子技术的发展，印制电路板从单面板逐步发展为双面板、多层板、挠性板和刚－挠结合板，制造加工技术上不断向高精度、高密度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、轻量化、薄型化方向发展，印制电路板加工的技术含量越来越高，技术难度也越来越大，印制电路板性能和质量开始成为影响电子产品的性能、质量和可靠性的重要因素。

常见 PCB 种类如图 2 所示。

事实上，印制电路板的性能和质量与印制电路板的结构类型、选用基材、加工工艺有关，不同类型（刚性和挠性）、不同的结构（单面、双面、多层）、不同的基材的性能指标是不同的。因此，印制电路板工艺选型的目的就是根据电子产品的性能和质量需求，结合后续的组装工艺制程，确定印制电路板的各种指标及参数，以保证电子产品的性能和质量。

三、电子装联常用 PCB 分类及简介

根据结构形式、性能等级、材料、用途的不同，PCB 可有多种分类方式，下面进行简要介绍。

3．1 按结构形式分类

印制电路板按结构形式可以分为以下 4 种基本类型。

（1）单面板

单面板是指印制板上仅一面有导电图形。这种结构形式的印制板，元器件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面上，所以这种 PCB 叫作单面板（Single－sided）。

单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉，必须绕独自的路径），现在已经很少使用。

单面板实物图如图 3 所示。

（2）双面板

双面板是指印制板上双面都有导电图形。这种结构形式的印制板两面都有导线，在双面导线之间通过金属导孔（via）进行互连。双面板的布线面积比单面板大了一倍，双面板解决了单面板中布线交错的难点（可以通过导孔通到另一面），适用于更加复杂的电路。

双面板实物图如图 4 所示。

（3）多层板

多层板是指印制板至少有 4 层或 4 层以上互相连接的导电图形层，层间用绝缘材料相隔，经黏合热压后形成。多层印制板的采用是为了进一步增加有效的布线面积，通常采用一块双面板作内层、两块单面板作外层或两块双面板作内层、两块单面板作外层，通过定位系统及绝缘黏结材料互连在一起，且导电图形按设计要求进行互连。值得注意的是，板子的层数并不代表有几层独立的布线层，因为在特殊情况下会加入空层来控制板厚，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。目前，常见的台式计算主板多为 4～8 层的结构，某些大型的超级计算机主板可达 40 层以上，另外，理论上，多层板可以做到近 100 层。

多层板实物图如图 5 所示。

（4）挠性印制板

挠性印制板即挠性印制电路板（Flexible Printed Circuit Board，FPC），又称为柔性印制电路板或软性印制电路板。根据 IPC 的定义，挠性印制板是指以印制的方式，在挠性基材上面进行线路图形的设计和制作的产品。与刚性印制板相比，挠性印制板具有高度挠曲性，可自由弯曲、卷绕、扭转、折叠，可立体配线，可依照空间布局要求任意安排、改变形状，并在三维空间内任意移动和伸缩，可达到组件装配和导线连接一体化的效果，是电子产品向高密度、小型化、轻量化、薄型化、高可靠性方向发展的重要基础支持。

挠性印制板还具有优良的电性能，耐高温，耐燃，化学性质稳定，安定性好，它的使用为电路设计及整机装配提供了极大方便。目前挠性印制板已广泛应用于电子产品，特别是高档电子产品中，如笔记本电脑、智能手机、军事仪器设备、汽车仪表电路、照相机等。挠性印制板的最大缺点是其机械刚度不够，但通过使用增强材料或采用软硬结合的刚－挠板设计，可以较好地解决其承载能力不强的问题，挠性印制板未来应用的范围和发展前景将越来越好。

刚－挠板实物图如图 6 所示。

3．2 按性能等级分类

印制板按性能等级可分为以下三级。

（1）1 级——普通电子产品

1 级 PCB 主要用于消费类电子产品，如某些计算机产品及其外围设备等。对于此类 PCB，外观上没有严格要求，只要具有完整的电路功能，能满足使用要求即可。

（2）2 级——服务类电子产品

2 级 PCB 主要用于服务类电子产品，包括计算机、通信设备、复杂的商用电子设备、仪器、仪表及一些对用途要求并不非常苛刻的产品。这类产品要求有较长的寿命，对不间断工作有要求，但工作环境并不恶劣。对于此类 PCB，允许外观不够完美，但性能应完好，且有一定的可靠性。

（3）3 级——高可靠性产品

3 级 PCB 主要用于高可靠性产品，包括持续性能要求严格的设备、不允许有停机时间的设备和用于精密武器和生命支持的设备等。该类产品不但要求功能完整，还要求能随时、不间断地正常工作，需要具有很强的环境适应性、高度的保险性和可靠性。对于此类 PCB，从设计到产品验收都应有严格的质量保证措施，必要时还应做一些可靠性试验。

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