印刷电路板(PCB) 是用于固定和连接电路元件的机械基座。几乎所有现代消费电子设备和配件都使用 PCB，包括手机、平板电脑、智能手表、无线充电器和电源。这些多材料多层板构成了 PCB 组件 (PCBA) 的稳定基础，并负责引导有源和无源元件之间的电流。

　　PCB 的底层通常由坚固的非导电材料组合而成，具有绝缘、防水和温度稳定性。常见的 PCB 材料包括 FR4、金属和聚酰亚胺 (PI)。在选择 PCB 材料时，成本节约、功能性能(例如热膨胀)和环保性都是需要考虑的因素。

　　PCB 底层上蚀刻有传输点到点信号的路径。这些细小的物体被称为“走线”，通常由铜制成，铜是一种高导电性材料，可使电子在元件之间以很小的阻力移动。

　　PCB 类型

　　不同类型的 PCB 具有不同的性能品质，通常根据所用基板的可塑性进行分类。这些基板可以是刚性的、柔性的，也可以是两者的组合。

　　除了这三种主要类型之外，PCB 还可以使用其他标准进行分类，例如元件放置(单面或双面 PCB)、材料(金属芯或陶瓷 PCB)、连接密度或层数(16 层 PCB)。

　　PCB 应用行业

　　如果它有一个开关，那么它很可能有 PCB。PCB 几乎用于所有电子设备，其用途涵盖各个行业和设备类型。

　　高科技：定制 PCB 助力高度复杂且发展迅速的高科技行业创新，包括 5G 基础设施和高速数据处理。这些电路板可以采用多层数和独特材料，因为该行业处于设备开发的前沿。

　　航空航天和国防：可靠性是这些应用的关键，因为这些应用中的设备通常位于远程，并且可能会受到极端环境因素的影响(例如温度、振动或冲击)。在这里，PCB 用于卫星和飞机的传感器、电源和导航系统。

　　汽车：虽然所有现代车辆的平视显示器、安全气囊、高级驾驶辅助系统等中都可以找到 PCB ，但它们在电动汽车中发挥着尤为关键的作用，因为它们管理电动机的运行和电力输送。

　　能源： PCB 对于发电、收集和分配电力至关重要。它们的可靠性可确保能源部门正常运转，同时促进电网与控制器、储能和系统监控之间的通信。

　　工业：工业应用中使用的自动化设备依靠 PCB 来承受包括高压电流、机械振动和极端温度在内的恶劣条件。它们可用于制造钻机和压力机、测量设备和高速视频捕捉。

　　PCB 设计基础

　　早期的电路板设计依赖于通孔结构，随后采用表面贴装技术 (SMT)。几十年来，设计都是手工绘制的，制造速度慢且成本高。随着计算机的引入，整个设计流程发生了变化，加快了生产速度，同时也提高了一致性和功能性。如今的制造商使用PCB 设计仿真软件在开发的每个步骤中对其设计进行建模、分析和验证。

　　PCB 设计的挑战包括尺寸限制、热考虑、电迁移、机械集成和功率效率。这些复杂性要求设计人员与各种专家合作，以确保在整个过程中解决电气、机械和热工程问题。

　　PCB设计流程：

　　原理图创建：设计师使用电子计算机辅助设计 (ECAD) 软件绘制 PCB 的 2D 蓝图。这可以确定 PCB 的组件、组件的位置以及它们的连接方式。

　　材料选择：根据最终组装的需求，设计人员选择电路板上要使用的材料。这些选择可以包括 FR-4、聚酰亚胺层压板、复合环氧材料 (CEM)、液晶聚合物等。

　　设计审查：在生产之前，使用模拟软件测试和验证电路板在各种情况下的性能。这些测试确保组件布置符合所有要求。

　　PCB 是如何制造的?

　　此过程完成后，电路板即可开始制造。PCB 制造是一个多阶段过程，包含许多关键阶段，但关键步骤包括印刷、蚀刻、压制、钻孔、丝网印刷和遮蔽。

　　首先，将PCB原理图印刷到覆铜基板上。

　　然后，通过蚀刻工艺去除多余的铜，露出电路的走线和焊盘。

　　接下来，使用高温将材料交替层压在一起，并在电路板上钻孔以形成安装孔、通孔引脚和过孔。

　　然后添加丝网印刷层，在表面标记极性、连接器名称和公司徽标等信息。

　　最后，涂上阻焊层以防止氧化和焊桥形成。

　　PCB 的未来

　　作为现代电子产品的支柱，随着由 PCB 驱动的设备和机器变得越来越小、越来越灵活、功能越来越强大，PCB 将继续发展。小型化以及透明和可拉伸的材料将使 PCB 能够以多种有趣的方式补充电子设计。随着电气化推动汽车和航空航天领域的创新，PCB 将在定义更清洁的能源如何为通信和导航等系统提供动力方面发挥重要作用。