印刷電路板( PCB )是一種重要的電子元件,它既是電子元件的支撐結構,也是電氣連接的載體。之所以稱為「印刷」電路板,是因為它是利用電子印刷技術製造的。 PCB是電子產業不可或缺的組件之一。幾乎所有電子設備,從數位手錶、計算器等小型設備到電腦、通訊電子設備、軍用武器系統等大型系統,都使用印刷電路板來連接積體電路和其他電子元件。

印刷電路板由絕緣基板、連接線和用於組裝焊接電子元件的焊盤組成,既作為導電通路,也作為絕緣基底。它可以取代複雜的佈線,實現各種元件之間的電氣連接,簡化組裝和焊接工藝,減少傳統佈線方式的工作量,並顯著降低勞動強度。此外,印刷電路板還有助於縮小設備的整體尺寸,降低產品成本,並提高電子設備的品質和可靠性。它們具有良好的產品一致性,並且可以進行標準化設計,從而促進生產的機械化和自動化。而且,經過完整組裝和測試的印刷電路板可以作為獨立的備件,使整個產品的更換和維護更加便捷。
印刷電路板最初由紙基覆銅層壓板製成。自1950年代半導體電晶體問世以來,對印刷電路板的需求激增。積體電路的快速發展和廣泛應用,使得電子設備體積更小,電路密度和複雜性卻不斷提高,促使印刷電路板不斷創新。目前,印刷電路板的種類已從單面板發展到雙面板、多層板和柔性板。其結構和品質也朝著超高密度、小型化和高可靠性方向發展。新的設計方法、材料和製造過程層出不窮。近年來,各種印刷電路板電腦輔助設計(CAD)軟體在業界已廣泛應用,機械化和自動化生產已在專業印刷電路板製造商中完全取代了人工操作。
按層數分類
根據電路層數,PCB可分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板通常有四層或六層,而更複雜的板子可能有數十層。 PCB的三大主要分類是:
單面板

單面電路板(Single-Sided Boards)的元件集中在電路板的一側,而導電走線則位於另一側(或走線和表面貼裝元件都在一側,而通孔元件則在另一側)。由於走線僅出現在電路板的一側,因此這種類型的PCB被稱為單面電路板。由於電路設計受到嚴格限制(走線不能交叉,必須走不同的路徑),單面電路板通常僅用於早期電路設計。
雙面板

雙面電路板(雙面板)的兩面都設有線路,因此兩面之間需要正確的電氣連接。這些連接稱為過孔,是填充或塗覆金屬的小孔,允許兩面的線路連接。雙面電路板的表面積是單面電路板的兩倍,解決了單面設計中線路交錯連接的問題(允許透過過孔連接)。它們更適合比單面電路板通常處理的電路更複雜的電路。
柔性板、剛撓結合板

多層板(Multilayer Boards)透過使用多個單面或雙面板來增加可用的佈線面積。例如,一塊四層PCB可能由一塊雙面板作為內層,兩側各有一塊單面板作為外層;或由兩塊雙面板作為內層,兩塊單面板作為外層構成。這些印刷電路板之間用絕緣黏合劑隔開,並根據設計要求互連。層數不一定代表獨立佈線層的數量;在特殊情況下,可以添加空層來控制板厚,通常層數為偶數,並且包含最外層的兩層。大多數主機板由4到8層組成,儘管從技術上講,PCB可以有近100層。高階超級電腦通常使用多層主機板,但隨著標準電腦叢集現在可以取代此類系統,超多層板正變得越來越少見。 PCB 的每一層都緊密整合在一起,因此很難分辨出實際的層數,不過仔細觀察主機板可以揭示這一訊息。
柔性板、剛撓結合板


撓性板,剛撓結合板又分為剛性電路板和柔性電路板。一般來說,第一張圖所示的PCB稱為剛性PCB,而第二張圖黃色連線的PCB稱為柔性PCB。直覺的差別就是柔性PCB可以彎折。剛性PCB常見的厚度有0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm、2.0mm。柔性PCB常見的厚度為0.2mm,在背面會加更厚的層用於焊接元件,厚度範圍從0.2mm到0.4mm。了解這些細節可以為結構工程師在設計時提供空間參考。剛性PCB常見的材料有酚醛紙質層壓板、環氧紙質層壓板、聚酯玻璃纖維層壓板、環氧玻璃纖維層壓板;柔性PCB常見的材料有聚酯薄膜、聚醯亞胺薄膜、全氟乙丙烯薄膜等。




