印刷电路板

历史

印刷电路板来自于19世纪50年代使用的电气连接系统。最初，金属条或金属棒被用来连接安装在木质底座上的大型电气元件。后来，金属条被连接到螺丝终端的电线所取代，木质底座被金属框架所取代。这让东西变得更小，而这正是电路变得更复杂、部件更多所需要的。托马斯-爱迪生测试了在亚麻纸上使用金属的方法。1913年，阿瑟-贝里在英国申请了印刷和蚀刻方法的专利。1925年，美国的Charles Ducas开发了一种使用电镀的方法。他通过模版（在木板或纸上切割出的形状）用特殊的墨水直接在绝缘表面上创造出一条电路线，这种墨水可以导电，就像电线一样。这种方法被称为 "印刷布线 "或 "印刷电路"。

1943年，在英国工作的奥地利人保罗-艾斯勒（Paul Eisler）为一种在附着在不导电的硬底座上的铜箔层上蚀刻导电图案或电路的方法申请了专利。艾斯勒的技术被美国军方注意到，他们开始将其用于新武器，包括第二次世界大战中的近距离引信。他的想法在20世纪50年代晶体管问世时变得非常有用。到那时为止，真空管和其他元件都非常大，传统的安装和布线方法是全部需要的。然而，随着晶体管的引入，元件变得非常小，制造商需要使用印刷电路板，这样连接也可以很小。

电镀通孔技术及其在多层印刷电路板中的使用于1961年由美国公司Hazeltine获得专利。这使得电路板变得更加复杂，元件被紧密地放置在一起。集成电路芯片在20世纪70年代问世，这些元件很快被纳入印刷电路板的设计和制造技术中。今天，印制电路板在某些应用中可以有多达50层。

表面贴装技术是在20世纪60年代开发的，并在20世纪80年代末开始广泛使用。

设计

设计一块PCB的主要任务是弄清所有元件的位置。通常会有一个设计或原理图，将其变成一块PCB。没有所谓的标准印制电路板。每块板子都是为自己的用途而设计的，必须有合适的尺寸以适应所需的空间。电路板设计者使用计算机辅助设计软件在电路板上布局电路设计。电路之间的空间可以是0.04英寸（1.0毫米）或更小。元件引线或接触点的孔的位置也被布置出来。一旦电路图案被设计出来，就会在透明的塑料板上以精确的尺寸打印出阴图。在底片上，不属于电路图案的区域显示为黑色，而电路图案则显示为透明。然后将金属从清晰的区域中移除，通常是用化学品。这种设计被制作成计算机控制的钻孔机或制造过程中使用的自动焊膏的指令。

制造业

卡片的外层是由铜制成的。不需要的铜被去除，留下连接电子元件的铜线。组件被放置在电路板上，与导线接触。

光刻胶

电路板有时是用光刻法制作的。一种叫做光刻胶的覆盖物与光发生反应，然后将电路板和覆盖物放在显影剂中。这种方法每块电路板都很昂贵，但在开始时设置起来非常便宜。

丝网印刷

不过，制作电路板的方法也有不同。一些专业制作的电路板使用不同的方法来去除电路板上多余的铜。采用的是一种叫做丝印的工艺。丝网印刷是指将一块布拉紧在一个框架上。然后将图像印在布上。然后墨水被压过布。墨水不会进入印在布上的图像的地方。它被称为丝印，因为布通常是丝绸。布通常是丝的，因为它有非常小的孔。丝印是用来把一种叫做抗蚀剂的墨水印在板上。抗蚀剂是一种能抵抗用于制作电路板的蚀刻剂的墨水。蚀刻剂会溶解电路板上的铜。这对每块电路板来说都比光阻剂便宜，但在开始时比较昂贵。

铣削

制作电路板的另一种方法是使用铣床。铣床是一个可以向许多方向移动的钻头。钻头每次在电路板上移动时都会去除少量的铜。铣床将电路板上的电线周围的铜去除。这在电路板上留下了额外的铜。其他方法不会在板上留下多余的铜。这种方法每块板都比较便宜，但制造这种方法的设备很贵。这种方法不经常使用，因为其他两种方法更容易。