印刷电路板(PCB)设计与制作

印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，简称印制板，常使用英文缩写PCB（Printed circuit board）或写PWB（Printed wire board），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），用来代替以往装置电子元器件的底盘，并实现电子元器件之间的相互连接。由于这种板是采用电子单面板、双面板、四层板、六层板以及其他多层线路板。

由于印刷电路板并非一般终端产品，因此在名称的定义上略为混乱，例如：个人电脑用的母板，称为主板，而不能直接称为电路板，虽然主机板中有电路板的存在，但是并不相同，因此评估产业时两者有关却不能说相同。再譬如：因为有集成电路零件装载在电路板上，因而新闻媒体称他为IC板，但实质上他也不等同于印刷电路板。我们通常说的印刷电路板是指裸板-即没有上元器件的电路板。

在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。

这种电路板的两面都有布线，不过要用上两面的导线，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”叫做导孔（via）。导孔是在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，双面板解决了单面板中因为布线交错的难点（可以通过孔导通到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。

为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的印刷线路板，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的印刷线路板就成为四层、六层印刷电路板了，也称为多层印刷线路板。板子的层数并不代表有几层独立的布线层，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。大部分的主机板都是4到8层的结构，不过技术上理论可以做到近100层的PCB板。大型的印刷电路板在电子工业中已经成了占据了绝对统治的地位。

20世纪初，人们为了简化电子机器的制作，减少电子零件间的配线，降低制作成本等优点，于是开始钻研以印刷的方式取代配线的方法。三十年间，不断有工程师提出在绝缘的基板上加以金属导体作配线。而最成功的是1925年，美国的Charles Ducas 在绝缘的基板上印刷出线路图案，再以电镀的方式，成功建立导体作配线。

直至1936年，奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler）在英国发表了箔膜技术，他在一个收音机装置内采用了印刷电路板；而在日本，宫本喜之助以喷附配线法“メタリコン法吹着配线方法（特许119384号）”成功申请专利。而两者中Paul Eisler 的方法与现今的印制电路板最为相似，这类做法称为减去法，是把不需要的金属除去；而Charles Ducas、宫本喜之助的做法是只加上所需的配线，称为加成法。虽然如此，但因为当时的电子零件发热量大，两者的基板也难以配合使用，以致未有正式的实用作，不过也使印刷电路技术更进一步。

1941年，美国在滑石上漆上铜膏作配线，以制作近接信管。

1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。

1947年，环氧树脂开始用作制造基板。同时NBS开始研究以印刷电路技术形成线圈、电容器、电阻器等制造技术。

1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。

自20世纪50年代起，发热量较低的晶体管大量取代了真空管的地位，印刷电路版技术才开始被广泛采用。而当时以蚀刻箔膜技术为主流[1]。

1950年，日本使用玻璃基板上以银漆作配线；和以酚醛树脂制的纸质酚醛基板（CCL）上以铜箔作配线。

1951年，聚酰亚胺的出现，使树脂的耐热性再进一步，也制造了聚亚酰胺基板。

1953年，Motorola开发出电镀贯穿孔法的双面板。这方法也应用到后期的多层电路板上。

印制电路板广泛被使用10年后的60年代，其技术也日益成熟。而自从Motorola的双面板面世，多层印制电路板开始出现，使配线与基板面积之比更为提高。

1960年，V. Dahlgreen以印有电路的金属箔膜贴在热可塑性的塑胶中，造出软性印制电路板。

1961年，美国的Hazeltine Corporation参考了电镀贯穿孔法，制作出多层板。

1967年，发表了增层法之一的“Plated-up technology”。

1969年，FD-R以聚酰亚胺制造了软性印制电路板。

1979年，Pactel发表了增层法之一的“Pactel法”。

1984年，NTT开发了薄膜回路的“Copper Polyimide法”。

1988年，西门子公司开发了Microwiring Substrate的增层印制电路板。

1990年，IBM开发了“表面增层线路”（Surface Laminar Circuit，SLC）的增层印制电路板。

1995年，印制电路板。

就在众多的增层印制电路板方案被提出的1990年代末期，增层印制电路板也正式大量地被实用化，直至现在。

近十几年来，我国印制电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)制造行业发展迅速，总产值、总产量双双位居世界第一。由于电路板，主要由以下组成

线路与图面（Pattern）：线路是做为原件之间导通的工具，在设计上会另外设计大铜面作为接地及电源层。线路与图面是同时做出的。

介电层（Dielectric）：用来保持线路及各层之间的绝缘性，俗称为基材。

孔（Through hole / via）：导通孔可使两层次以上的线路彼此导通，较大的导通孔则做为零件插件用，另外有非导通孔（nPTH）通常用来作为表面贴装定位，组装时固定螺丝用。

防焊油墨（Solder resistant /Solder Mask) ：并非全部的铜面都要吃锡上零件，因此非吃锡的区域，会印一层隔绝铜面吃锡的物质（通常为环氧树脂），避免非吃锡的线路间短路。根据不同的工艺，分为绿油、红油、蓝油。

丝印（Legend /Marking/Silk screen）：此为非必要之构成，主要的功能是在电路板上标注各零件的名称、位置框，方便组装后维修及辨识用。

表面处理（Surface Finish）：由于铜面在一般环境中，很容易氧化，导致无法上锡（焊锡性不良），因此会在要吃锡的铜面上进行保护。保护的方式有喷锡（HASL），化金（ENIG），化银（Immersion Silver)，化锡（Immersion Tin），有机保焊剂（OSP），方法各有优缺点，统称为表面处理。

裸板（上头没有零件）也常被称为"印刷线路板Printed Wiring Board（PWB）"。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。

通常PCB的颜色都是绿色或是棕色，这是阻焊（solder mask）的颜色。是绝缘的防护层，可以保护铜线，也防止波焊时造成的短路，并节省焊锡之用量。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面（legend）。

在制成最终产品时，其上会安装集成电路、电晶体、二极管、被动元件（如：电阻、电容、连接器等）及其他各种各样的电子零件。借着导线连通，可以形成电子讯号连结及应有机能。

采用印制板的主要优点是：

⒈由于图形具有重复性（再现性）和一致性，减少了布线和装配的差错，节省了设备的维修、调试和检查时间；

⒉设计上可以标准化，利于互换；3．布线密度高，体积小，重量轻，利于电子设备的小型化；

⒋利于机械化、自动化生产，提高了劳动生产率并降低了电子设备的造价。

印制板的制造方法可分为减去法（减成法）和添加法（加成法）两个大类。目前，大规模工业生产还是以减去法中的腐蚀铜箔法为主。

（概述图片）

⒌特别是FPC软性板的耐弯折性，精密性，更好的应到高精密仪器上.（如相机，手机.摄像机等．）