關(guān)于PCB的十件有趣的事實

毫無疑問，印刷電路板（PCB）是人類技術(shù)中具有里程碑意義的工具。為什么呢？這是因為當(dāng)今在每一個電子設(shè)備中都隱藏著它的身影。就像其他歷史中的偉大發(fā)明一樣，PCB 也是隨著歷史車輪前進而逐步成熟的，至今已經(jīng)有 130 年的發(fā)展歷史，它是工業(yè)革命車輪中最為靚麗的一道風(fēng)景。

PCB 成為優(yōu)化電子設(shè)備生成工藝的手段，曾經(jīng)那些使用手工制作的電子設(shè)備不得不 PCB 來替代了，這都是因為電路板上將會集成更多的功能

▲ 對比 1968 年計算器中的電路板和現(xiàn)代計算機主板

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下面就是關(guān)于 PCB 的十件有趣的事實。

1. 顏色

即使對于一些并不了解 PCB 是干什么的人來說，也大體知道 PCB 的樣子是什么。它們至少看起來給人一種具有一種傳統(tǒng)風(fēng)格，那就是它的綠色。這個綠色實際是阻焊層玻璃油漆透光的顏色。阻焊層雖然名稱是阻焊，但它的主要功能還是保護覆蓋的線路免受潮濕、灰塵的侵?jǐn)_。

至于阻焊層為何選擇綠色，主要的原因被認為綠色是軍隊防護標(biāo)準(zhǔn)，軍方設(shè)備中 PCB 最早使用了阻焊層來保護電路在野外的可靠性，綠色是軍隊里自然保護色。還有人認為最初的阻焊油漆所使用的環(huán)氧樹脂的顏色本身就呈現(xiàn)綠色，于是一直沿用至今。

現(xiàn)在阻焊層的顏色已經(jīng)是多種多樣的，有黑色、紅色、黃色等等。畢竟綠色并不是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

▲ 五顏六色的 PCB

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2. 誰先發(fā)明了 PCB

如果問誰發(fā)明了印刷術(shù)，這個殊榮當(dāng)屬中國北宋年間的 畢昇[1] 。但最早的印刷電路板則需要追蹤到奧地利工程師 Charles Ducas 在 1920 年提出了使用墨水導(dǎo)電（在底板上打印黃銅電線）的概念。他借助于電鍍技術(shù)制作在絕緣體表面直接生成導(dǎo)線，制作出 PCB 的原型。

最初電路板上的金屬導(dǎo)線是黃銅，一種銅和鋅的合金。這種顛覆性的發(fā)明消除了電子線路的復(fù)雜連線工藝，并保證電路性能的可靠性。這個工藝直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束才開始進入實際應(yīng)用階段。

▲ 印刷電路板的專利和 Charles Ducas

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3. 標(biāo)記

在綠色電路板還存在著大量白色標(biāo)記。很多年來，人們弄不明白為何這些白色印刷標(biāo)記被叫做“絲網(wǎng)層”。它們主要是用來標(biāo)識電路板上元器件的信息，以及其他與電路板相關(guān)的內(nèi)容。

這些信息最早是通過絲網(wǎng)印刷的方式打印在電路板上，所以被稱為絲網(wǎng)層，現(xiàn)在則使用特殊的噴墨打印機來完成。這些信息可以幫助電路工程師來檢查電路板中是否存在故障。

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4. 元器件

電路板的功能主要通過將元器件按照原理圖有效連接起來完成的。每一個元器件都有它們獨特的功能。即使在電路板上緊密相鄰的兩個器件都有可能千差萬別。器件的種類基本上包括有電阻、二極管、晶體管、電容、繼電器、電池、變壓器以及其它的林林總總（比如保險絲、電感、電位器等等）。

5. 無處不在

毫不夸張的說，PCB 無處不在。從計算機到數(shù)字鐘表、從微波爐到電視機以及立體音響系統(tǒng)。只要是電子物品和設(shè)備，超過 99%的可能性其中包含有 PCB。所以我們有可能想當(dāng)然認為，如果沒有 PCB 可能任何電子設(shè)備就無法運行。

6. 美國航空航天局（NASA）

在美國國家航空航天管理局（NASA）的很多項目中就使用了一些石破天驚的技術(shù)，其中在上個世紀(jì) 60 年代，NASA 就在阿波羅 11 號火箭上使用了 PCB，這是因為基于 PCB 的電子設(shè)備重量輕、耗電小。那可是人類最偉大的時刻，第一次將宇航員送到了月球上。這其中就有 PCB 的功勞。

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7. 表面封裝焊接技術(shù)（SMT）

表面安裝焊接技術(shù)使得 PCB 走進了現(xiàn)代化。相比于以前插孔安裝方式，這種表面安裝焊接技術(shù)則先使用特殊膠水將器件粘貼在 PCB 上，然后在通過特殊的回流焊將器件與電路板進行電氣連接。

8. 快速成型 PCB

在對電路進行局部實驗過程中，可以借助于 面包板[2] 、 洞洞板 以及其他的通用電路板進行測試。隨著表面封裝元器件增多，也有新型的快速 PCB 成型技術(shù)出現(xiàn)，比如熱轉(zhuǎn)印 PCB、3D 打印多層電路板等。

▲ 3D 打印電路板

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9. 柔軟 PCB

PCB 并不都是平直堅硬的，還有很多柔軟的 PCB 工作在很多緊密電子設(shè)備中，它們往往構(gòu)成了很多活動關(guān)節(jié)中的應(yīng)用電路，或者組成多層立體電路。

▲ 透明柔軟的 PCB

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10. 世界上最大的 PCB

世界上最大的一塊 PCB 來自于英國 Johnson 電子公司的這條應(yīng)用在無人太陽能飛機上的柔性多層電路板。它長約 28 米。是由柔軟聚酰亞胺作為基地制作的電路板有著更好的散熱、更高的導(dǎo)電密度。這么長的的電路板是通過特殊的生產(chǎn)工藝分段進行腐蝕制作的。

▲ 最長的柔性電路板

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參考資料

[1]畢昇: https://baike.baidu.com/item/%E6%AF%95%E6%98%87/79539?fr=aladdin

[2]面包板: https://zhuoqing.blog.csdn.net/article/details/106269740