印刷电路板 电子设计自动化Kicad_Pcbnew3D软件设计的电路板画面

　　印刷电路板，又称印制电路板，印刷线路板，常用英文缩写PCB（Printed circuit board）或PWB（Printed wire board），是的支撑体，在这其中有金属作为连接电子元器件的线路。

　　传统的电路板，采用印刷蚀刻阻剂的工法，做出电路的线路及图面，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微小化跟精细化，目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂（压膜或涂布），经过曝光显影后，再以蚀刻做出电路板。

　　pcb （，存于互联网档案馆）最早使用的是纸基覆铜印制板。自半导体晶体管于20世纪50年代出现以来，对印制板的需求量急剧上升。特别是集成电路的迅速发展及广泛应用，使电子设备的体积越来越小，电路布线密度和难度越来越大，这就要求印制板要不断更新。目前印制板的品种已从单面板发展到双面板、多层板和挠板；结构和质量也已发展到超高密度、微型化和高可靠程度；新的设计方法、设计用品和制板材料、制板工艺不断涌现。

　　在印制电路板出现之前，电子元件之间的互连都是依靠直接连接而组成完整的线路。现在，电路面包板只是作为有效的实验工具而存在，而印刷电路板在电子工业中已经成了占据绝对统治的地位。

　　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，不断有提出在的基板上加以金属导体作配线。而最成功的是1925年，的 Charles Ducas 在绝缘的基板上印刷出线路图案，再以的方式在绝缘基材上印刷出导体线路图案，称为加成法。

　　直至1936年，奥地利人（Paul Eisler）在发表箔膜技术，他在一个收音机装置内采用了印刷电路板；而在日本，以成功申请专利。而两者中 Charles Ducas、宫本喜之助的做法是只加上所需的配线；而Paul Eisler的方法与现今的印刷电路板最为相似，即在覆盖金属箔的绝缘基板上选择涂覆抗蚀剂，刻蚀掉非必要铜区制备电子线路，这类做法称为减去法。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，在滑石上漆上铜膏作配线，以制作。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1947年，开始用作制造基板。同时美国国家标准局开始研究以印刷电路技术形成、、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，发热量较低的大量取代真空管的地位，印刷电路版技术才开始被广泛采用，当时以蚀刻箔膜技术为主流。1950年，日本使用玻璃基板上以作；和以酚醛树脂制的（CCL）上以箔作配线。1951年，的出现，使的耐热再进一步，也制造聚亚酰胺基板。1953年，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。印刷电路板广泛被使用10年后的60年代，其技术也日益成熟。而自从Motorola的双面板问世，多层印刷电路板（Multi-Layer Board，MLB）开始出现，使配线与基板面积比更为提高。

　　1960年，V. Dahlgreen以印有电路的箔膜贴在的中，造出软印刷电路板。 1961年，美国的参考电镀贯穿孔法，制作出。1967年，发表增层法之一的“”。1969年，以聚酰亚胺制造软印刷电路板。1979年，发表增层法之一的“”。1984年，NTT开发薄膜回路的“”。1988年，开发Microwiring Substrate的增层印刷电路板。

　　1990年，IBM开发“”（Surface Laminar Circuit，SLC）的增层印刷电路板。1995年，松下电器开发ALIVH的增层印刷电路板。 1996年，开发B2it的增层印刷电路板。就在众多的增层印刷电路板方案被提出的1990年代末期，增层印刷电路板也正式大量地被实用化。

　　21世纪初前后, 积层法MLB和挠印制电路板（Flexible PrintedCircuit，FPC）快速发展，片式元器件小型化以及高密度安装方式，提高了电子产品互连密度。21世纪20年代，印制电路板向着高输入/输出（Input/Ouput，I/O）密度、高精细度（窄线宽/ 线距，Line/Space，L/S）、高集成度不断演进，呈现一体化集成和三维安装的特征。

　　基材普遍是以基板的绝缘及强化部分作分类，常见的原料为电木板、板，以及各式的塑胶板。而PCB的制造商普遍会以一种以不织物料以及组成的绝缘预浸渍材料（prepreg），再以和铜箔压制成铜箔基板备用。

　　而常见的基材及主要成分有： FR-1 ──酚醛棉纸，这基材通称（比FR-2较高经济） FR-2 ──酚醛棉纸， FR-3 ──棉纸、环氧树脂 FR-4 ──玻璃布（Woven glass）、环氧树脂 FR-5 ──玻璃布、环氧树脂 FR-6 ──毛面玻璃、聚酯 G-10 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-1 ──棉纸、环氧树脂（阻燃） CEM-2 ──棉纸、环氧树脂（非阻燃） CEM-3 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-4 ──玻璃布、环氧树脂 CEM-5 ──玻璃布、多元酯 AlN ──氮化铝 SIC ──碳化硅

　　金属涂层除了有基板上的配线外，也可以是基板线路跟电子元件焊接的地方。此外，由于不同的金属价格不同，因此直接影响生产的成本。另外，每种金属的可焊、接触，阻值等等不同，这也会直接影响元件的效能。

　　常用的金属涂层有： 铜 锡 厚度通常在5至15 铅锡合金（或锡铜合金） 即焊料，厚度通常在5至25μm，锡含量约在63% 金 一般只会镀在接口 银 一般只会镀在接口，或以整体也是银的合金

　　印制电路板的设计是以为蓝本，实现电路使用者所需要的功能。印刷电路板的设计主要指，需要内部电子元件、金属连线、通孔和外部链接的布局、、、等各种因素。优秀的线路设计可以节约生产成本，达到良好的电路能和散热能。简单的版图设计可以用手工实现，但复杂的线路设计一般也需要借助计算机辅助设计（CAD）实现，而著名的设计软件有OrCAD、Pads （也即PowerPCB）、（也即）、、、AutoCAD以及开源软件KiCad等。

　　目前的电路板，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hth官网首页。 介电层(Dielectric):用来保持线路及各层之间的绝缘，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):此为非必要的结构，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。

　　根据不同的技术可分为消除和增加两大类过程。

　　减去法（Subtractive），是利用化学品或机械将空白的电路板（即铺有完整一块的金属箔的电路板）上不需要的地方除去，余下的地方便是所需要的电路。 丝网印刷：把预先设计好的电路图制成丝网遮罩，丝网上不需要的电路部分会被蜡或者不透水的物料覆盖，然后把丝网遮罩放到空白线路板上面，再在丝网上油上不会被腐蚀的保护剂，把线路板放到腐蚀液中，没有被保护剂遮住的部分便会被蚀走，最后把保护剂清理。 感光板：把预先设计好的电路图制在透光的胶片遮罩上（最简单的做法就是用打印机印出来的投影片），同理应把需要的部分印成不透明的颜色，再在空白线路板上涂上感光颜料，将预备好的胶片遮罩放在电路板上照射强光数分钟，除去遮罩后用显影剂把电路板上的图案显示出来，最后如同用丝网印刷的方法一样把电路腐蚀。 刻印：利用铣床或激光雕刻机直接把空白线路上不需要的部分除去。

　　加成法（Additive），现在普遍是在一块预先镀上薄铜的基板上，覆盖光阻剂（D/F)，经紫外光曝光再显影，把需要的地方露出，然后利用电镀把线路板上正式线路铜厚增厚到所需要的规格,再镀上一层抗蚀刻阻剂－金属薄锡，最后除去光阻剂（这制程称为去膜），再把光阻剂下的铜箔层蚀刻掉。

　　半加成法是在基材绝缘介质表面，首先沉积一层薄铜，然后在其上覆盖抗蚀剂，选择遮盖非目标区域，之后再利用电镀沉积一层厚铜，最后除去抗蚀剂和闪蚀掉薄层基铜完成电子线路构建。

　　积层法是制作多层印刷电路板的方法之一。是在制作内层后才包上外层，再把外层以减去法或加成法所处理。不断重复积层法的动作，可以得到再多层的多层印刷电路板则为顺序积层法。 内层制作 积层编成（即黏合不同的层数的动作） 积层完成（减去法的外层含金属箔膜；加成法） 钻孔 减去法 Panel电镀法 全块PCB电镀 在表面要保留的地方加上阻绝层（resist，防止被蚀刻） 蚀刻 去除阻绝层 Pattern电镀法 在表面不要保留的地方加上阻绝层 电镀所需表面至一定厚度 去除阻绝层 蚀刻至不需要的金属箔膜消失 加成法 令表面粗糙化 完全加成法（full-additive） 在不要导体的地方加上阻绝层 以无电解铜组成线路 部分加成法（semi-additive） 以无电解铜覆盖整块PCB 在不要导体的地方加上阻绝层 电解镀铜 去除阻绝层 蚀刻至原在阻绝层下无电解铜消失

　　增层法是制作多层印刷电路板的方法之一，顾名思义是把印刷电路板一层一层的加上。每加上一层就处理至所需的形状hthcom华体会。

　　ALIVH（Any Layer Interstitial Via Hole，Any Layer IVA）是日本松下电器开发的增层技术。这是使用芳香聚酰胺（Aramid）纤维布料为基材。 把纤维布料浸在成为“黏合片”（prepreg） 钻孔 钻孔中填满导电膏 在外层黏上铜箔 铜箔上以蚀刻的方法制作线路图案 把完成第二步骤的半成品黏上在铜箔上 积层编成 再不停重复第五至七的步骤，直至完成

　　B2it（Buried Bump Interconnection Technology）是开发的增层技术。 先制作一块双面板或多层板 在铜箔上印刷圆锥银膏 放黏合片在银膏上，并使银膏贯穿黏合片 把上一步的黏合片黏在第一步的板上 以蚀刻的方法把黏合片的铜箔制成线路图案 再不停重复第二至四的步骤，直至完成

　　（，存于互联网档案馆） （，存于互联网档案馆） （，存于互联网档案馆） （，存于互联网档案馆）

　　由于印制电路板的制作处于制造的后半程，因此被称为电子工业的下游产业。几乎所有的电子设备都需要印制电路板的支援，因此印制电路板是全球电子元件产品中市场占有率最高的产品。目前日本、中国大陆、、西欧和美国为主要的印制电路板制造基地。 —— 一体化的电子产品开发系统。 OrCAD —— 电子设计自动化套装软件，用于电子工程师设计。 KiCad —— 是用于设计的自由软件，最初由法国人Jean-Pierre Charras于1992年推出，现由KiCad开发者团队维护。KiCad目前支持英语、法语、德语、意大利语、中文、日语等23个语言版本。 —— 由嘉立创板厂推出的网页在线设计工具，亦有离线版本。 电路设计 主板 集成电路 柔印刷电路板 认证互连设计者 PCB分板 三防胶 （，存于互联网档案馆） （，存于互联网档案馆）