首页 / PCB 技术博客 / PCB结构解析：层与材料
印刷电路板（PCB）是现代电子设备的核心支柱。无论是智能手机、医用呼吸机还是汽车控制单元，PCB都承担着机械支撑电子元件与实现元件间电气连接的双重职责。.
对于工程师和采购专员而言，理解PCB结构至关重要。精心设计的层压结构能确保信号完整性、热管理及可制造性。本指南将详细解析PCB的构造原理、所用材料以及背后的工业制造流程。.
什么是 PCB？
印刷电路板是由不同材料层压而成的夹心结构。一块电路板可以包含从 一层到超过50层, 基本PCB结构始终由四种关键材料构成。.
想象它就像一道千层面。以下是从底层开始的分层结构：
基质（核心）
基板是印刷电路板的骨架，它赋予电路板形状和物理强度。.
材料 最常见的材料是 FR-4 （阻燃4型），是一种玻璃纤维增强环氧树脂层压板。其质地坚硬且经久耐用。.
灵活性： 对于柔性印刷电路板（柔性电路），其基板采用聚酰亚胺（PI）材料制成。这种设计使电路板能够弯曲折叠以适应狭小空间，这对可穿戴设备和紧凑型设备至关重要。.
铜层（导体）
在基板顶部，我们覆合一层薄铜箔。.
功能 这相当于电路板的“导线”。蚀刻的铜线被称为导线。.
厚度： 铜的厚度以盎司（oz）为单位进行测量。大多数 标准板 使用1盎司铜箔（35微米）。高功率PCB可采用2盎司或3盎司铜箔，以承受更大电流而不致过热。.
阻焊膜（皮肤）
这是赋予PCB颜色的层（通常为绿色，但也可能是黑色、蓝色或红色）。.
功能 它对铜迹线进行绝缘处理，防止其与其他金属部件意外接触而导致短路。同时还能保护铜迹线免受氧化。.
重要性： 优质的阻焊膜对组装至关重要，可防止间距紧密的焊盘之间形成焊锡桥。.
丝网印刷（标签）
最外层是印在顶部的白色油墨文字。.
功能 该标识用于指示元件位置（例如“R1”代表电阻1，“C1”代表电容1）及品牌标识。这对组装（PCBA）和故障排查阶段至关重要。.
刚性电路板 vs. 柔性电路板 vs. 刚柔结合电路板：选择合适的结构
并非所有PCB都是平坦坚硬的。根据应用场景的不同，其结构会发生变化：
刚性印刷电路板： 主板和机箱中使用的标准实心板材。它经济实惠且坚固，但无法弯曲。.
柔性印刷电路板（柔性电路）： 基于聚酰亚胺薄膜制造。这类产品适用于打印头或折叠式智能手机等动态应用场景，具有减轻重量和节省空间的优势。.
刚柔结合电路板： 这是一种混合结构。它结合了刚性部分（用于安装重型组件）与柔性部分（用于实现无线电路板连接）。由于其高可靠性，这种结构在航空航天和军用电子设备中较为常见。.
工业PCB制造工艺
与业余爱好者的方法不同，工业PCB制造是高精度的化学与机械工艺。以下是原材料转变为成品电路板的过程：
步骤1：图案化（蚀刻）
我们首先使用覆铜层压板。在铜层上涂覆感光胶膜。紫外线照射使胶膜在导线图案上固化。随后将电路板浸入碱性溶液中，通过蚀刻（溶解）去除多余铜层，最终仅保留电路设计图案。.
步骤2：层压（适用于多层电路板）
对于超过两层的电路板，我们将铜箔层与“预浸料”（部分固化的环氧树脂）层叠加在一起。通过大型压机施加热量和压力，将它们粘合为单一坚固的电路板。.
步骤3：钻孔
计算机控制的数控机床在电路板上钻出微小孔洞。这些孔洞具有双重功能：既是元件的安装孔，也是用于电气连接不同铜层的通孔（Vertical Interconnect Access）。.
步骤4：电镀
钻孔采用非导电玻璃纤维材质。为使其导电，我们会在孔内沉积一层薄铜层，从而形成镀通孔（PTH）。.
步骤5：阻焊层与丝印层
液态光敏阻焊剂（LPSM）经涂布与固化处理后，通过喷墨打印机或丝网印刷工艺印制元件标识。.
步骤6：表面处理
裸露的铜会生锈（氧化）。我们涂覆镀层以保护铜材并增强焊锡附着力。常见镀层包括热风整平（HASL）和 ENIG （无电镀镍浸金）。.
工程成功的5个设计技巧
若您正在设计用于制造的PCB（DFM），请遵循以下规则以确保质量并降低成本：
优化层压结构： 对于复杂电路，应尽早规划接地层与电源层。四层电路板（信号层 – 接地层 – 电源层 – 信号层）相比双层电路板能显著提升信号完整性。.
热管理： 若使用高功率芯片，请在其下方设置热过孔。这些微孔能将元件热量传导至内部接地层，起到散热器的作用。.
线宽至关重要： 不要凭猜测确定走线宽度。请使用计算器。电源线必须更宽以承载电流；信号线可以更细。.
Flex 注意事项： 对于 柔性印刷电路板设计, 避免在走线上使用90度直角。采用曲线走线可防止电路板弯曲时产生应力裂纹。.
保持标准： 除非必要，请坚持使用标准规格（1.6毫米厚度、绿色阻焊层、1盎司铜箔）。定制规格将增加交货周期和成本。.
结论
PCB结构不仅是材料的层叠组合，更是电子可靠性的基石。从坚固的FR-4基板到保护性的阻焊层，每一层都肩负着特定功能。.
无论您是在制造简单的消费类设备还是复杂的航空航天系统，选择正确的结构——刚性、柔性或刚柔结合——都是迈向成功的第一步。.
我是一个 PCB 设计工程师 擅长高可靠性和高密度互连 (HDI) 设计。我熟练使用 Altium Designer 和 Cadence Allegro。我在阻抗控制、差分线对布局、SI/PI 分析和优化功能测试设计 (DFM) 方面拥有丰富的经验。我的工作重点是与项目、流程和供应链团队沟通，确保从原型到量产的顺利交付，满足客户的规格和质量要求。
金鑫洋科技
常见问题
PCB的标准厚度是多少？ 行业标准厚度为1.6毫米（0.063英寸）。然而，电路板可制成薄至0.4毫米以适应紧凑型设备，也可制成厚达3.0毫米以满足高功率应用需求。.
为什么大多数印刷电路板是绿色的？ 绿色来自阻焊油墨。绿色之所以成为标准，是因为它具有最佳的化学性能，最易于光学检测设备扫描，且最具成本效益。.
FR4与CEM-1之间有何区别？ FR4是玻璃纤维增强环氧树脂板，具有高强度和耐热性。CEM-1是一种更经济的复合纸质材料，常用于低成本单面PCB（如遥控器）。FR4是专业电子产品的标准材料。.