PCB是什么？一文读懂印制电路板的原理与制作

简介：

印制电路板（PCB）是现代电子设备的基石，无论是智能手机、笔记本电脑还是各种电子设备，都离不开 PCB 的支持。PCB 的质量直接影响着电子产品的性能和可靠性。本文将深入探讨 PCB 的原理与制作，帮助读者全面了解这一重要的电子元件。

工具原料：

系统版本：Windows 11

品牌型号：华硕 ZenBook Pro 14 Duo OLED (UX8402)

软件版本：Altium Designer 22.9.1

一、PCB 的基本概念

PCB，全称为 Printed Circuit Board，即印制电路板。它是一种用于电气连接和机械支撑电子元件的板材。PCB 上印制有导电图案，用于连接各种电子元件，如集成电路、电阻、电容等。PCB 的主要材料是绝缘基材，如环氧树脂玻璃布基材（FR-4），上面覆盖着导电层，通常为铜箔。

二、PCB 的制作工艺

PCB 的制作工艺主要包括以下步骤：

1. 设计电路图：使用 EDA（电子设计自动化）软件，如 Altium Designer，设计电路原理图和 PCB 布线图。

2. 制作光绘底片：根据设计的 PCB 图形，制作出菲林底片或者直接输出到感光干膜上。

3. 曝光和显影：将光绘底片与覆铜板对位，通过紫外线曝光，然后进行显影，去除未曝光部分的感光油墨。

4. 蚀刻：将显影后的覆铜板浸入蚀刻液中，去除裸露的铜箔，形成导电图案。

5. 钻孔和镀通孔：在 PCB 上钻孔，然后通过电镀的方式，在孔壁上沉积一层导电金属，形成导通的通孔。

6. 阻焊和字符：在 PCB 表面涂覆一层绿色或其他颜色的阻焊油墨，用于保护导电图案。然后通过丝印的方式，印上元件标识、文字等。

7. 表面处理：对 PCB 进行表面处理，如沉金、喷锡、镀银等，提高焊接性能和防氧化能力。

三、PCB 的应用实例

以智能手机为例，其内部的主板就是一块高度集成的多层 PCB。以 iPhone 13 为例，其主板采用了 10 层 HDI（高密度互连）PCB，集成了 A15 仿生芯片、存储器、射频芯片、各种传感器等元件。这种高密度的 PCB 设计，大大提高了手机的性能和可靠性，同时也让手机更加轻薄。

内容延伸：

1. PCB 的发展趋势：随着电子设备的不断升级，PCB 也在向着更高密度、更小尺寸、更高频率、更环保的方向发展。如 5G 通信设备对 PCB 的高频高速要求，新能源汽车对 PCB 的高功率、高可靠性要求等。

2. PCB 的环保要求：传统的 PCB 制作工艺会产生一些有毒有害物质，如铅、镉等。现代 PCB 工艺越来越重视环保，采用无铅工艺、可降解基材等，以减少对环境的影响。

总结：

PCB 是电子设备的核心组件，其质量直接影响着电子产品的性能和可靠性。了解 PCB 的原理和制作工艺，有助于我们更好地理解现代电子设备的工作原理，以及 PCB 设计和制造中的关键因素。随着电子技术的不断发展，PCB 也将向着更高密度、更环保的方向发展，为我们带来更智能、更可靠的电子产品。