印刷电路板技术应用广泛，例如手机和汽车。2024年，印刷电路板市场规模达到917.9亿美元，这足以说明其重要性。早期的电路板结构简单，随着时间的推移，变得越来越复杂。一些重大事件推动了这一转变：
年/十年 | 里程碑描述 |
|---|---|
1920年代-1930年代 | 早期的电路板采用绕线方式，但使用并不广泛。 |
1940年代 | 保罗·艾斯勒为军方设计了现代印刷电路板。 |
1950年代 | 收音机和电视机里都安装了印刷电路板，这使得它们的性能更好了。 |
1960年代 | 多层印刷电路板问世。设备变得更小巧、更智能。 |
这些变化的发生是因为人们对电子产品的需求增加。电路板制造工艺的革新也起到了推动作用。汽车开始使用更多电子元件，这也产生了影响。
印刷电路板（PCB）在当今电子产品中非常重要。例如手机和汽车中都能找到它们的身影。
印刷电路板从单层设计转变为多层设计。这有助于电子产品变得更小巧，功能更强大。
镀通孔和高密度互连（HDI）等新技术使印刷电路板（PCB）性能更佳，也有助于缩小设备尺寸。
人们使用X射线和自动光学检测技术对印刷电路板进行测试。这可以确保印刷电路板工作良好且使用安全。
新材料和新技术有助于降低印刷电路板的能耗，同时也有助于提高印刷电路板的环境友好性。
印刷电路板起源于20世纪30年代和40年代。保罗·艾斯勒和约翰·萨格罗夫是当时的两位发明家。他们致力于寻找连接电子元件的新方法。艾斯勒在不导电的基底上制作了导电通路。萨格罗夫则将电路元件嵌入到诸如胶木之类的材料中。这些创新推动了电子技术的发展。
单层电路设计易于使用和理解，仅由一层导电材料构成。这使得它们成本低廉，适用于简单的电路。但它们并非万能。下表列出了一些特性和不足：
特征 | 局限性 |
|---|---|
简单 | 有限的复杂性 |
成本效益 | 路由挑战 |
可靠性 | 没有跳线，线路无法交叉。 |
对简单电路来说很高效 | 与多层PCB相比，设计选项较少 |
保罗·艾斯勒改变了人们使用印刷电路板的方式。1943年，他制造出了第一块可用于收音机的印刷电路板。他的发明在二战期间发挥了重要作用。美军利用印刷电路板制造出小型而坚固的收音机。艾斯勒的工作降低了电子产品的制造成本。他还推动了大规模焊接技术的发展，使企业能够更快地生产更多设备。
单层印刷电路板曾被广泛应用于许多简单的产品中，例如咖啡机、计算器、收音机、打印机、LED灯以及一些固态硬盘。这些电路板适用于简单的应用，但它们也存在一些问题：
空间不足以容纳包含众多部件的复杂设备
连接数减少，意味着速度更慢、功率更低。
添加更多功能时，体积会更大，重量也会更重。
早期的印刷电路板设计开启了电子产品的新时代。但它们无法满足更先进技术的需求。
镀通孔改变了电路板的工作原理。这种新方式使得顶层和底层可以连接。你可以在电路板的两面都放置元件。金属孔将两面连接起来。这使得设计更加坚固耐用。
下表展示了镀通孔如何帮助双层板的制造：
益处 | 描述 |
|---|---|
改善电气连接性 | 牢固的连接将各层连接起来，这有助于构建复杂的电路。 |
密度增加 | 更小的空间里可以容纳更多的零件，所以设备体积会越来越小。 |
信号完整性提高 | 信号传输更流畅，因此速度快的设备效果更好。 |
提高机械强度 | 电路板会变得更坚固，能承受更大的压力。 |
改进的热管理 | 热量会从高温部件散失，因此设备能保持凉爽。 |
设计灵活性 | 您可以制作更具创意和更高级的电路板布局。 |
双层电路板可以让你在更小的空间内集成更多电路。电路板的两面都承载着元件和线路。这有助于制造更小的手机、手表和电脑。信号传输路径更短，因此运行速度更快。设备可以在不增加体积的情况下实现更多功能。
工程师们为什么改用双层电路板？造成这种改变的原因有很多：
你需要更多功能和更小的设备，因此双层板有助于在更小的空间内实现更多功能。
你需要更好的信号和更凉爽的设备，所以信号完整性和散热管理很重要。
电子产品市场不断增长，因此你需要既节省空间又性能良好的设计。
智能手表等可穿戴设备需要体积小巧、坚固耐用的电路板。
汽车使用的信息娱乐系统需要将许多功能集成在一个电路板上。
连接器越少，问题就越少，这在空间和重量都很重要的情况下很有帮助。
双层印刷电路板的出现，使现代电子产品成为可能。
如今，许多新型设备都采用了多层电路板。这些电路板利用堆叠技术，在更小的空间内集成更多电路。每一层的功能都不同。有些层用于传输信号，有些层则提供电源或接地。各层的堆叠方式直接影响设备的性能。
下表列出了重要的叠加因素和目标：
因素/目标 | 描述 |
|---|---|
总层数 | 电路板的层数（例如 4 层、6 层、8 层或更多层）。 |
电源/接地平面 | 为电路供电或作为接地层的层。 |
层序 | 图层的排列顺序。 |
层间距 | 层与层之间的距离会改变信号的传输方式。 |
信号层邻近性 | 信号层应紧邻电源层或接地层。 |
层间耦合 | 为了获得更好的性能，信号层需要靠近其所在平面。 |
地面平面 | 为了降低噪声，电源层和接地层应该靠近放置。 |
高速路由 | 高速信号通过埋设层传输，以减少干扰。 |
多个接地平面 | 更多的接地平面有助于降低阻抗并减少不必要的信号。 |
我们可以看到，现在的印刷电路板设计使用了更多层。人工智能服务器主板可能有 18 到 22 层，有些甚至多达 30 层。例如，一块 24 层的电路板可能包含 12 层信号层、8 层电源层和 4 层接地层。这种层叠方式有助于设备运行速度更快、稳定性更强。
多层电路板有助于解决复杂的电子元件问题。它可以在更小的空间内集成更多元件，从而使手机或电脑在不增加体积的情况下实现更多功能。每一层都有其特定的功能。有些层用于传输信号，有些层则用于供电或接地。如果合理规划叠层结构，信号质量会更好，发热量也会更低。
以下是多层板的一些主要优点：
优势 | 描述 |
|---|---|
增加组件密度 | 您可以在同一空间内添加更多部件。 |
信号完整性得到改善 | 更短的路径和更少的噪声使信号更清晰、传输速度更快。 |
增强的设计灵活性 | 您可以为高级设备创建新的复杂布局。 |
此外，堆叠式设计还能降低串扰和电磁干扰，从而获得更佳的性能。良好的设计能将热量从热点区域散发出去，延长设备的使用寿命。
信号完整性：良好的层序保证信号清晰正确。
散热管理：智能堆叠设计有助于保持设备低温运行。
制作多层电路板非常困难，需要解决很多问题。每一层都必须精准对齐，否则信号可能会中断，电路板也可能断裂。不同材料在高温下生长速度不同，这会导致电路板弯曲或开裂。
以下是一些您可能会遇到的常见问题：
控制热膨胀：不同材料的热膨胀方式不同，这可能会造成问题。
层间连接：必须将各层对齐以防止信号丢失。
信号完整性：需要控制阻抗并消除串扰。
复杂的组装工艺：堆叠和粘合各层需要时间和技巧。
材料成本更高：层数越多，需要的材料就越多。
劳动力成本增加：熟练工人和更长的工作时间成本更高。
先进设备要求：精细作业需要专用机器。
浪费增加：层数越多，剩余材料就越多。
化学品使用：您会用到很多化学品，这些化学品需要安全处理。
能源消耗：制造这些电路板需要消耗大量能源。
您还需要检查一些隐藏的问题，例如细小的裂缝或信号故障。现代工厂会在发货前使用专门的测试来发现这些问题。下表列出了常见的故障类型及其解决方法：
故障模式 | 缓解策略 |
|---|---|
隐蔽缺陷（微裂纹） | 利用电路内测试和自动X射线检测来查找问题。 |
信号完整性问题 | 设计时在信号层旁边设置接地平面，并使用受控阻抗。 |
热管理问题 | 添加导热过孔并使用金属芯基板，以更好地控制热量。 |
多层印刷电路板技术可以制造出坚固而强大的设备，但必须精心设计和制造，以避免出现问题。
HDI技术广泛应用于许多新型电子产品中。HDI电路板采用极细的走线和间距，并使用微孔和超薄材料。这种设计使得在更小的空间内集成更多电路，无需增加电路板尺寸即可添加更多元件。HDI技术助力智能手机和平板电脑实现高性能和小尺寸。医疗设备也采用HDI技术，以在小尺寸下实现卓越性能。HDI技术能够提供更佳的信号质量和更快的传输速度，并且由于材料用量更少，设备也更加轻便。
柔性PCB和刚柔结合PCB改变了电子产品的制造方式。这些电路板可以弯曲或折叠，以适应狭小的空间。这对于可穿戴设备、相机和医疗设备来说非常有利。这些电路板像刚性电路板一样坚固，但又可以弯曲。下表展示了这些电路板的优势：
优势 | 描述 |
|---|---|
空间效率 | 结合刚性区域和柔性区域，实现紧凑设计，适合狭小的几何形状。 |
可靠性 | 通过减少连接器和互连，降低潜在的故障点。 |
耐久性 | 由于互连点减少，因此提供了更高的长期可靠性。 |
降低组装成本 | 通过最大限度地减少连接点，简化安装，减少组装过程中的人为错误。 |
刚挠结合板轻巧坚固，适用于新技术。
连接数越少，信号质量越好。
特殊的屏蔽措施有助于降低辐射。
先进的印刷电路板技术有助于制造更小的设备。您可以使用球栅阵列封装 (BGA) 在狭小空间内实现更多连接。BGA 有助于构建功能强大的掌上型系统。晶圆级芯片封装 (WLCSP) 可为小型芯片提供牢固的连接。这些设计使您能够为每个设备添加更强大的功能和更多特性。
BGA封装提供了更多连接芯片和电路板的方式，从而提高了速度和功率。
WLCSP 允许您使用带有微小连接的超小型芯片。
设备可以更轻便、更快速、更可靠。
借助这些新技术，您可以制造出比以往更小、更轻、更坚固的电子产品。
You want every Printed Circuit Board to work well. Factories use many tests to check for problems. These tests help find mistakes early. This means you can trust the boards you get. Here is a table with common testing methods:
Testing Method | Description |
|---|---|
Automated Optical Inspection (AOI) | Uses cameras to look for surface problems and spots errors fast. |
X-ray Inspection | Shows inside connections and finds hidden problems in thick boards. |
In-Circuit Testing (ICT) | Checks how electricity moves and finds open or short circuits. |
Functional Testing | Pretends the board is working in real life to see if it does its job. |
Environmental Stress Testing | Puts boards in tough places to see if they last and work well. |
Benlida cares a lot about quality. The company uses ISO 9001 and IATF16949 systems. You get good order management with ERP and MaS. Benlida has AOI, X-ray, ICT testers, and BGA rework stations. These tools help fix problems before you get your boards.
Tip: Pick a company that tests well so your boards work every time.
You need good materials for strong boards. Factories use different materials for different jobs. Here is a table with common materials:
Material Type | Characteristics |
|---|---|
FR4 | Used a lot and works for most boards |
Polyimide | Handles heat well and works for tough jobs |
Ceramic | Lasts long and works for high-frequency boards |
Metal Core PCBs | Moves heat away and bends easily |
Benlida gives you many choices. You can pick FR-4, aluminum, ceramic, and more. The company makes boards with 1 to 48 layers. There are eight SMT lines for fast work. They can make over 50 million points each day. The factory is big, so you can order small or large batches. You get your boards quickly, sometimes in just five days.
You can order a few boards or many.
You get good boards every time, no matter how many you order.
Printed Circuit Boards are used everywhere today. They are in phones, computers, cars, and medical tools. Benlida helps over 380 customers around the world. Their boards are in electronics, cars, factories, and LED lights.
Benlida has lots of experience. The company has made boards for 18 years. You can trust them for easy or hard projects. Their testing and quality checks mean your boards last a long time.
Consumer electronics: Phones, tablets, smart gadgets
Automotive: Car radios, safety, and control parts
Industrial: Robots, machines, and power supplies
Medical: Health tools and wearable devices
Note: If you choose Benlida, you get new technology and help for your projects.
您将会看到印刷电路板（PCB）材料及其制造工艺的巨大变革。科学家们正在寻找新型材料，以增强电路板的强度和使用寿命。一些电路板现在采用陶瓷或特种塑料。这些材料能够承受更高的温度，并能以更高的速度运行。工厂也在尝试新的电路板制造方法。例如，他们使用激光来制造微小的导电通路。这些变革有助于提高设备的运行速度和可靠性。
印刷电路板 (PCB) 正变得越来越智能，互联程度也越来越高。以下是新技术正在改变 PCB 的一些方面：- 人工智能 (AI) 工具可以帮助工程师找到最佳的电源和信号布局方案。这对于使用物联网 (IoT) 的设备至关重要。- 5G 网络正在发展，因此电路板必须能够处理更高的频率。这意味着需要设计新的无线 PCB 和天线。- 越来越多的设备相互通信，因此电路板必须能够快速安全地传输大量数据。这些变化使得电子产品能够应用于更多场所，例如汽车、医院和智能家居。
在制造更环保的印刷电路板时，您将面临一些新的挑战。其中一些主要挑战包括：- 电路板难以拆卸回收。- 您必须遵守关于化学品和废弃物的新规定。- 您需要寻找对地球更友好的材料。为了解决这些问题，各公司正在：
1. 使用可回收利用的材料。
2. 遵循 RoHS 和 REACH 等法规，防止有害化学物质进入。
3. 停止使用 PFAS，因为它会对人类和自然造成伤害。
提示：选择环保板材既有利于地球，也符合新法规。
你已经看到了印刷电路板是如何随着时间推移改变电子行业的。
早期的发明为新设备的出现奠定了基础。
第二次世界大战加速了技术进步。
太空竞赛和新零件的出现使电路板性能更好。
如今，几乎所有你使用的设备都由电路板驱动。
行业/应用 | 增长与覆盖范围 |
|---|---|
汽车 | 到2030年，市场规模将增长至133.9亿美元。 |
物联网 | 到2027年，美国将有9300万户家庭使用智能设备。 |
新理念层出不穷。像 Benlida 这样的公司引领潮流，帮助您每天使用更智能、更小巧的技术。
多层印刷电路板（PCB）由三层或更多层组成，这些层层堆叠，从而为电路提供了更多空间。智能手机和电脑等设备都使用多层印刷电路板，它们有助于设备运行更快、功能更强大。
镀通孔用于双层和多层PCB板。这些孔将各层连接起来，从而增强电气连接强度，使设备运行速度更快、使用寿命更长。此外，它们还有助于将热量从发热部件散发出去。
柔性PCB广泛应用于可穿戴设备、相机和医疗器械。这种电路板易于弯曲和折叠，能够安装在设备内部的狭小空间内。柔性PCB使设备更轻便、更可靠，连接器越少，故障就越少。
工厂会使用AOI（自动光学检测）、X射线检测和功能测试。这些测试有助于及早发现问题，从而提高电路板的可靠性。AOI检测电路板表面是否存在缺陷；X射线检测电路板内部是否存在隐藏问题；功能测试则检查电路板是否正常工作。
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