什么是PCB？
PCB是一种铜层压的非导电印刷电路板，其中所有电气和电子组件都连接在一块公用板中，并为所有具有板底的组件提供物理支撑。当不开发PCB时，那时所有组件都通过电线连接，这增加了复杂性并降低了电路的可靠性，因此，我们无法制作出像主板那样的非常大的电路。在PCB中，所有组件都无需电线连接，所有组件都在内部连接，因此将降低整个电路设计的复杂性。PCB用于在组件之间提供电力和连通性，并以此实现设计时的功能。可以根据用户要求定制任何规格的PCB。它可以在许多电子设备中找到，例如：电视，手机，数码相机，计算机零件等；图形卡，主板等。它也用于许多领域，例如：医疗设备，工业机械，汽车工业，照明等
PCB类型：
该电路有几种类型的PCB。在这些类型的PCB中，我们必须根据应用选择合适的PCB类型。
- 单层PCB
- 双层PCB
- 多层PCB
- 柔性PCB
- 铝背板
- 刚挠性PCB
1）单层PCB：
单层PCB也称为单面PCB。这种类型的PCB很简单，并且使用最多的PCB，因为这些PCB易于设计和制造。该PCB的一侧涂有一层任何导电材料。通常，铜被用作PCB的导电材料，因为铜具有非常好的导电特性。一层阻焊层用于保护PCB免受氧化，然后丝网印刷以标记出PCB上的所有组件。在这种类型的PCB中，仅PCB的一侧用于连接不同类型的电气或电子组件，例如电阻器，电容器，电感器等。这些组件被焊接。这些PCB用于低成本和批量制造应用中，例如计算器，收音机，打印机和固态驱动器。
2）双层PCB
双层PCB也称为双面PCB。顾名思义，在这种类型的PCB中，将薄薄的导电材料层（如铜）应用于板的顶面和底面。在PCB中，在板的不同层上包括通孔，通孔在不同层上的相应位置具有两个焊盘。它们通过板上的孔电连接，如图2b所示。这种类型的PCB板更灵活，成本相对较低，最重要的优势是其尺寸减小，从而使电路紧凑。这种类型的PCB主要用于工业控制，转换器，UPS系统，HVAC应用，电话，放大器和电源监控系统。
3）多层PCB：
多层PCB具有两层以上。这意味着这种类型的PCB至少具有三个铜导电层。为了固定电路板，胶水被夹在绝缘层之间，以确保多余的热量不会损坏电路的任何组件。这种类型的PCB设计非常复杂，并且在非常小的空间和紧凑的电路中用于非常复杂的大型电气任务。这种类型的PCB用于GPS技术，卫星系统，医疗设备，文件服务器和数据存储等大型应用。
4）柔性PCB：
柔性PCB也被称为柔性电路。这种类型的PCB使用柔性塑料材料，例如聚酰亚胺，PEEK（聚醚醚酮）或透明导电聚酯薄膜。电路板通常以折叠或扭曲的方式放置。这是一种非常复杂的PCB，还包含不同范围的层，如单面柔性电路，双面柔性电路和多面柔性电路。柔性电路用于有机发光二极管，LCD制造，柔性太阳能电池，汽车行业，蜂窝电话，相机和诸如笔记本电脑之类的复杂电子设备中。
5）硬质PCB：
刚性PCB由坚固的材料制成，不允许PCB扭曲。与柔性PCB一样，刚性PCB也具有不同的层配置，例如单层，双层和多层刚性PCB。安装后此PCB的形状不变。无法根据底座的形状弯曲该PCB，这就是为什么该PCB被称为RIGID PCB的原因。这种类型的PCB的使用寿命很高，因此可用于计算机的许多部分，如RAM，GPU和CPU。设计简单，使用最多，制造最多的PCB是单面刚性PCB。多层刚性PCB可以容纳9-10层，从而更加紧凑。
6）刚挠性PCB：
柔性电路与刚性电路的结合是最重要的板。刚柔板由多层柔性PCB组成，该多层PCB附着在多个刚性PCB层上。刚柔板如图所示。它用于手机，数码相机和汽车等。
根据安装系统的PCB类型
- 通孔PCB
- 表面贴装PCB
1）通孔PCB：
在这种类型的PCB中，我们必须在PCB上使用钻孔来打孔。在这些孔中，安装了组件的引线并将其焊接到PCB相对侧的焊盘上。这项技术最有用，因为它为电气组件提供了更多的机械支持，并且为组件的安装提供了非常可靠的技术，但是在PCB上钻孔会使其更加昂贵。在单层PCB中，这种安装技术易于实现，但是在双层和多层PCB的情况下，开孔就比较困难。
2）表面安装的PCB：
在这种类型的PCB中，组件尺寸很小，因为这些组件的引线非常小，或者不需要将引线安装在板上。此处，在这项技术中，SMD组件直接安装在电路板上，而无需在电路板上打孔。
PCB的不同部分：
焊盘：焊盘不过是一块铜，上面安装了组件的引线并进行了焊接。垫为组件提供机械支撑。
迹线：在PCB中，没有借助电线连接组件。所有组件均与铜之类的导电材料连接。PCB的铜部分，用于连接所有组件，称为走线。痕迹如下图所示。
层数：根据应用，电路的成本和可用空间，用户可以选择PCB的层数。单层PCB在结构上最简单，易于设计并且在日常使用中最有用。但是对于非常大型和复杂的电路，与单层PCB相比，双层PCB或多层PCB是最优选的。如今，在多层PCB中，可以连接10到12层，最关键的是在不同层中的组件之间进行通信。
丝层：丝层用于在PCB表面上印刷线条，文字或任何艺术品。通常，对于丝网印刷，使用环氧油墨。根据用户要求，可以在PCB的顶层和/或底层中使用丝印层，即丝印TOP和丝印BOTTOM。
顶层和底层：在PCB的顶层中，所有组件都安装在PCB的这一层中。通常，该层是绿色的。在PCB的底层中，所有组件都通过孔焊接，并且组件的引线被称为PCB的底层。有时，PCB的顶层和/或底层涂有绿色涂层，这被称为阻焊层。
阻焊剂：铜层的顶部还有一层称为阻焊剂。该层通常具有绿色，但是可以是任何颜色。该绝缘层用于防止焊盘与PCB上的其他导电材料意外接触。
PCB材料：
主要元素是刚性或柔性的介电基板。该介电基板与诸如铜的导电材料一起使用。作为介电材料，使用玻璃环氧层压板或复合材料。
1）FR4：
FR代表防火。对于所有类型的PCB制造，最常见的玻璃层压材料是FR4。FR4基于玻璃环氧复合材料，是一种最有用的复合材料，因为它具有非常好的机械强度。
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FR4 |
玻璃化温度 |
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标准 |
130 |
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玻璃化转变温度更高。 |
170-180 |
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无卤素 |
- |
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2）FR-1和FR-2：
该材料由纸和酚类化合物制成，并且该材料仅用于单层PCB。FR1和FR2具有相似的特性，唯一的区别是玻璃化温度。与FR2相比，FR1具有更高的玻璃化转变温度。这些材料还分为无卤素和非疏水性标准材料。
3）CEM-1：
这些材料由纸和两层编织的玻璃环氧和苯酚化合物制成，该材料仅用于单面PCB。可以使用CEM-1代替FR4，但是CEM1的价格高于FR4。
4）CEM-3：
这种材料是白色的玻璃环氧化合物，主要用于双层PCB。与FR4相比，CEM-3的机械强度较低，但比FR4便宜。因此，这是FR4的很好替代。
5）聚酰亚胺：
该材料用于柔性PCB。这种材料是由Keepon，rogers，dupont制成的。该材料具有良好的电性能，适用性，宽温度范围和高耐化学性。该材料的工作温度为-200ͦC至300ͦC。
6）预浸料
预浸料是指预浸渍的。它是用树脂浸渍的玻璃纤维。这些树脂已预先干燥，因此加热时会流动，粘着并完全浸入。预浸料具有粘合层，其强度类似于FR4。根据树脂含量，SR-标准树脂，MR-中树脂和HR-高树脂，该材料有许多版本。根据所需的厚度，层结构和阻抗进行选择。该材料还具有较高的玻璃化转变温度且不含卤素。
PCB设计软件：
以下是一些最受欢迎的PCB设计软件。您可以在此处了解有关这些PCB设计软件的更多信息。
鹰：
EAGLE是设计PCB的最流行和最简单的方法。EAGLE代表先前由CadSoft Computer开发的Easily Applicable Graphical Layout Editor，现在由Autodesk负责开发此软件。为了设计电路图，EAGLE有一个原理图编辑器。EAGLE文件扩展名是.SCH，并且不同的零件和组件在.LBR扩展名中定义。主板文件扩展名为.BRD。
Multisim：
Multisim也是非常强大且易于学习的软件。它最初由Electronics Workbench开发，现在是National Instruments（NI）的一个部门。它包括微控制器仿真（MultiMCU）和集成到PCB布局软件的导入导出功能。该软件在学术界和工业界广泛用于电路教育。
EasyEDA：
EasyEDA是用于设计和仿真电路的软件。该软件是基于Ngspice和PCB布局的用于原理图捕获，SPICE电路仿真的集成工具。该软件最重要的优点是，它是基于Web的软件，并且在浏览器窗口中使用。因此，该软件独立于OS。
Altium Designer：
该软件由澳大利亚软件公司Altium Limited开发。该软件的主要功能是原理图捕获，3D PCB设计，FPGA开发以及发布/数据管理。这是第一款直接从PCB编辑器提供3D可视化和PCB间隙检查的软件。
KiCad：该软件由Jean-pierre charras开发。该软件具有可创建BoM（物料清单），PCB的图稿和3D视图以及电路中使用的所有组件的工具。该软件的库中提供了许多组件，并且具有用户可以添加其自定义组件的功能。该软件支持多种人类语言。
CircuitMaker：该软件也是由Altium开发的。该软件的原理图编辑器包括基本的元件放置，该软件用于设计高级多通道和分层原理图。所有原理图均已上载到服务器，并且只要您需要CircuitMaker帐户，任何人都可以查看这些文件。