1.1.1　PCB技术的概念

1.PCB概念及应用

PCB是印制电路板（Printed Circuit Board）的英文缩写。通常把在绝缘基材上，按预定设计，制成印制电路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制电路。这样就把印制电路或印制电路的成品板称为印制电路板，亦称为印制板或印制电路板。

PCB提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。同时为自动锡焊提供阻焊图形；为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。

2.PCB发展及演变

印制电路基本概念在本世纪初已有人在专利中提出过，早在1903年Mr.Albert Hanson便首先将“电路”（Circuit）概念应用于电话交换机系统。它是用金属箔予以切割成电路导体，将之粘贴于石蜡纸上，上面同样贴上一层石蜡纸，就成了现今PCB的机构雏形，见图1-1。

错误！至1936年，Dr Paul Eisner真正发明了PCB的制作技术，也发表多项专利。而今天的print-tech（photoimage transfer）的技术，就是沿袭其发明而来的。

3.PCB分类及制造

根据PCB材质、结构、用途的不同，可以对PCB进行多种分类，下面仅就PCB层数的不同，对PCB分类进行简单的介绍。

（1）单面板（Single-Sided Boards）

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，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。因为单面板在设计电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电路板，见图1-2。

（2）双面板（Double-Sided Boards）

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」叫作导孔（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，而且布线可以互相交错（可以绕到另一面），所以它更适合用在比单面板更复杂的电路上。见图1-3。

（3）多层板（Multi-Layer Boards）

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。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。电路板的层数就代表了有几层独立的布线层，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，不过技术上可以做到近100层的PCB板。大型的超级计算机大多使用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，所以超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCB中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果仔细观察主机板，也许可以看出来。

刚刚提到的过孔（via），如果应用在双面板上，那么一定都是打穿整个电路板。不过在多层板当中，如果只想连接其中一些电路，那么导孔可能会浪费一些其它层的电路空间。埋孔（Buried vias）和盲孔（Blind vias）技术可以避免这个问题，因为它们只穿透其中几层。盲孔是将几层内部PCB与表面PCB连接，不需穿透整个电路板。埋孔则只连接内部的PCB，所以仅从表面是看不出来的。

在多层板PCB中，整层都直接连接上地线与电源。所以我们将各层分类为信号（Signal）层，电源（Power）层或是地线（Ground）层。如果PCB上的零件需要不同的电源供应，通常这类PCB会有两层以上的电源与电线层，见图1-4。

PCB是如何制造出来的呢？打开通用电脑的键盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与键位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以称这种印制电路板为挠性银浆印制电路板。

而各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了，如图1-5所示。它所用的基材是纸基（常用于单面）或玻璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜簿再层压固化而成。这种电路板覆铜簿板材，就称它为刚性板。再制成印制电路板，就称它为刚性印制电路板。单面有印制电路图形称单面印制电路板，双面有印制电路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的印制电路板，就称其为双面板。如果用一块双面作内层、两块单面作外层或两块双面作内层、两块单面作外层的印制电路板，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制电路板就成为四层、六层印制电路板了，也称为多层印制电路板。

为进一步认识PCB，有必要了解一下单面、双面印制电路板及普通多层板的制作工艺，于加深对它的了解。

单面刚性印制板：单面覆铜板→下料→刷洗、干燥→网印电路抗蚀刻图形→固化检查修板→蚀刻铜→去抗蚀印料、干燥→钻网印及冲压定位孔→刷洗、干燥→网印阻焊图形（常用绿油）、UV固化→网印字符标记图形、UV固化→预热、冲孔及外形→电气开、短路测试→刷洗、干燥→预涂助焊防氧化剂（干燥）→检验包装→成品出厂。

双面刚性印制板：双面覆铜板→下料→钻基准孔→数控钻导通孔→检验、去毛刺刷洗→化学镀（导通孔金属化）→（全板电镀薄铜）→检验刷洗→网印负性电路图形、固化（干膜或湿膜、曝光、显影）→检验、修板→电路图形电镀→电镀锡（抗蚀镍/金）→去印料（感光膜）→蚀刻铜→（退锡）→清洁刷洗→网印阻焊图形常用热固化绿油（贴感光干膜或湿膜、曝光、显影、热固化，常用感光热固化绿油）→清洗、干燥→网印标记字符图形、固化→外形加工→清洗、干燥→电气通断检测→（喷锡或有机保焊膜）→检验包装→成品出厂。

贯通孔金属化法制造多层板工艺流程：内层覆铜板双面开料→刷洗→钻定位孔→贴光致抗蚀干膜或涂覆光致抗蚀剂→曝光→显影→蚀刻与去膜→内层粗化、去氧化→内层检查→（外层单面覆铜板电路制作、B——阶粘结片、板材粘结片检查、钻定位孔）→层压→数控制钻孔→孔检查→孔前处理与化学镀铜→全板镀薄铜→镀层检查→贴光致耐电镀干膜或涂覆光致耐电镀剂→面层底板曝光→显影、修板→电路图形电镀→电镀锡铅合金或镍/金镀→去膜与蚀刻→检查→网印阻焊图形或光致阻焊图形→印制字符图形→（热风整平或有机保焊膜）→数控洗外形→成品检查→包装出厂。

从工艺流程可以看出多层板工艺是从双面孔金属化工艺基础上发展起来的。它除了继承双面工艺外，还有几个独特内容：金属化孔内层互连、钻孔与去环氧钻污、定位系统、层压和专用材料。