介紹
印刷電路板用於除最簡單的電子產品之外的所有產品。它們也用於某些電子產品，例如無源開關盒。
PCB的替代品包括繞線和點對點結構，這兩種材料曾經很受歡迎但很少使用。 PCB需要額外的設計工作來布置電路，但製造和組裝可以自動化。專業的CAD軟體可用於完成大部分布局工作。與其他布線方法相比，採用PCB的批量生產電路更便宜，更快速，因為元件在一次操作中安裝和接線。可以同時製造大量PCB，布局只需要進行一次。 PCB也可以少量手工製造，效益降低。
PCB可以是單面的（一個銅層），雙面的（一個基板層兩側的兩個銅層），或多層（銅的外層和內層，與基板層交替）。多層PCB允許更高的元件密度，因為內層上的電路跡線否則將占據元件之間的表面空間。具有兩個以上，特別是四個以上銅平面的多層PCB的普及與採用表面貼裝技術同時發生。然而，多層PCB使電路的修復，分析和現場修改變得更加困難並且通常是不切實際的。
2014年全球裸PCB的市場規模超過602億美元。
歷史
在開發印刷電路板之前，電氣和電子電路在底盤上進行點對點布線。通常，底盤是金屬板框架或平底鍋，有時帶有木製底部。當機箱上的連線點是金屬時，組件通常通過絕緣體連線到機箱，然後通過焊接直接或通過跳線連線它們的引線，或者有時使用壓接連線器，螺釘端子上的電線連線器接線片或其他方法。電路體積大，體積大，重且相對易碎（甚至不包括電路中經常包含的真空管的易碎玻璃外殼），並且生產是勞動密集型的，因此產品價格昂貴。
現代印刷電路板中使用的方法的開發始於20世紀初。 1903年，德國發明家阿爾伯特·漢森（Albert Hanson）描述了在多層中層壓到絕緣板上的扁平箔導體。托馬斯·愛迪生於1904年試驗了在亞麻紙上電鍍導體的化學方法.Arthur Berry於1913年在英國獲得了印刷和蝕刻方法的專利，而在美國，Max Schoop獲得了將金屬火焰噴塗到金屬上的專利通過圖案面具的板。查爾斯·杜卡斯於1927年申請了一種電鍍電路圖案的方法。
奧地利工程師保羅·艾斯勒（Paul Eisler）在1936年左右在英國工作時發明了印刷電路作為收音機的一部分。1941年，德國磁性影響海軍礦山使用了多層印刷電路。大約在1943年，美國開始大規模地使用這項技術製造用於第二次世界大戰的接近保險絲。戰爭結束後，1948年，美國將該發明用於商業用途。直到20世紀50年代中期，在美國陸軍開發自動裝配工藝之後，印刷電路在消費電子產品中並不常見。在英國大約同一時間，Geoffrey Dummer在RRDE開展類似工作。
即使電路板可用，點對點機箱構造方法至少在20世紀60年代後期仍然在工業（例如電視和高保真音響設備）中普遍使用。引入印刷電路板以減小電路部件的尺寸，重量和成本。在1960年，一個小型消費無線電接收器可能在一個電路板上構建了所有電路，但電視機可能包含一個或多個電路板。
約翰·薩格羅夫（John Sargrove）的1936-1947電子電路製造設備（ECME）將金屬噴塗到電木塑膠板上，從而實現了印刷電路的發明和類似的精神。 ECME每分鐘可以生產三個無線電板。
在第二次世界大戰期間，防空接近保險絲的開發需要一種能夠經受槍枝射擊的電子電路，並且可以大量生產。 Globe Union的Centralab部門提交了一份符合要求的提案：陶瓷板上將印有金屬塗料用於導體和碳材料用於電阻器，陶瓷圓盤電容器和超小型真空管焊接到位。該技術被證明是可行的，並且由美國陸軍分類的該過程的最終專利被分配給Globe Union。直到1984年，電氣和電子工程師協會（IEEE）才授予Harry W. Rubinstein先生Cledo Brunetti獎，以表彰其在共同絕緣基板上開發印刷元件和導體的早期關鍵貢獻。魯賓斯坦先生於1984年被他的母校威斯康星大學麥迪遜分校授予榮譽，因為他在印刷電子電路技術和電容器製造方面的創新。本發明還代表了積體電路技術發展的一個步驟，因為不僅在陶瓷基板上製造了布線而且還製造了無源元件。
特點
1、通孔技術。
第一個PCB使用通孔技術，通過引線插入電路板一側的孔並將電路元件焊接到另一側的銅跡線上。板可以是單面的，具有未電鍍的元件側，或者更緊湊的雙面板，兩側都焊接有元件。通過將引線沿相同方向彎曲90度，將部件插入電路板（通常是位於電路板背面的彎曲引線），可以水平安裝帶有兩個軸向引線（例如電阻器，電容器和二極體）的通孔部件。在相反的方向上提供板以提高部件的機械強度），焊接引線，並修剪端部。引線可以手動焊接，也可以用波峰焊機焊接。通孔製造通過要求精確鑽孔來增加電路板成本，並限制了多層電路板頂層正下方層上信號走線的可用布線區域，因為這些孔必須通過所有層到達對面。一旦表面安裝投入使用，儘可能使用小尺寸SMD元件，由於功率要求或機械限制，僅通孔安裝不適合表面安裝的元件，或受到可能損壞PCB的機械應力（例如，將銅從電路板表面提起）
2、表面貼裝技術。
表面貼裝技術在20世紀60年代出現，在20世紀80年代早期獲得了發展勢頭，並在20世紀90年代中期得到廣泛套用。對元件進行機械重新設計，使其具有可以直接焊接在PCB表面上的小金屬片或端蓋，而不是導線穿過孔。元件變得更小，電路板兩側的元件放置比通孔安裝更常見，允許更小的PCB組件具有更高的電路密度。表面安裝非常適合高度自動化，降低勞動力成本並大大提高生產率。可以將元件安裝在載帶上。表面貼裝元件的尺寸和重量可以是通孔元件的四分之一到十分之一，而無源元件要便宜得多。然而，半導體表面貼裝器件（SMD）的價格更多地取決於晶片本身而不是封裝，與較大封裝相比幾乎沒有價格優勢，而一些線端元件，如1N4148小信號開關二極體，實際上要便宜得多比SMD等價物 。
3、PCB的電路特性
每條跡線由蝕刻後殘留的扁平窄部分銅箔組成。 由其寬度，厚度和長度決定的電阻必須足夠低，以便導體承載的電流。 電源和接地走線可能需要比信號走線寬。 在多層板中，整個層可以主要是實心銅，以用作禁止和功率返回的接地平面。 對於微波電路，傳輸線可以以平面形式布置，例如帶狀線或微帶，其尺寸經過精心控制，以確保一致的阻抗。 在射頻和快速開關電路中，印刷電路板導體的電感和電容成為重要的電路元件，通常是不希望的; 相反，它們可以作為電路設計的一個有意識的部分，不需要額外的分立元件。
