PCB板即印制电路板,PCB 是英文 printed circuit board 的缩写,中文也常称印刷电路板。它是几乎所有电子产品内部都有的一块平板,用来承载元器件,并用铜导线把它们连接起来。PCB 中的 B 就是 board(板),因此“PCB板”的说法重复了“板”字,但这是大多数人使用的名称,日常也称电路板或线路板。本文介绍电路板由什么构成、有哪些主要种类、裸板与已组装的电路板以及芯片有何区别,并梳理这项技术从最早的专利到今天泰国所产电路板的发展历程。
要点
- 印制电路板是一种电子部件,用铜导体在元器件之间建立电气连接[1]。大多数电路板以 FR-4 为基材,这是一种玻璃纤维增强环氧树脂层压板[3]。
- 电路板既有只带一层铜的单面板,也有双面板和多层板[2];针对高密度或需要弯折的设计,还有 HDI 板、柔性板和刚挠结合板(又称软硬结合板)[6][7]。
- 裸板焊上元器件之后,就成为 PCBA[5]。芯片则是另一种产品:在单一硅片上形成的完整电路[8]。
- 这一构想可以追溯到 Albert Hanson(阿尔伯特·汉森)于 1903 年提交的一项英国专利[9]。Paul Eisler(保罗·爱斯勒)于 1942 年用印制电路制作了一台收音机[12];1945 年初,印制电路在一种无线电近炸引信中投入批量生产[13]。
- 2025 年泰国电路板产值为 50.6 亿美元,约占全球产值的 5.4%[22]。泰国上市电路板厂商之一 KCE Electronics 成立于 1982 年[20]。
PCB 是什么
印制电路板是一种电子部件,用铜导体在元器件之间建立电气连接[1]。它同时承担两项任务:一是把每个元器件固定在确定的位置上,二是通过铜导线把信号和电力从一个元器件传到下一个元器件。在印制电路板出现之前,这些连接要用一根根单独的导线完成;印制电路板则把同样的连接图形做成一个可以重复制造的部件。
PCB 这三个字母同时也是多氯联苯 (polychlorinated biphenyls) 的缩写,那是一类工业化学品,与电路板毫无关系。
PCB 结构图:PCB板的组成部分
下图是一块四层板的剖面图。第 1 和第 2 部分在电路板组装时加装;第 3 至第 11 部分构成 PCB 工厂交付的裸板。
组装时加上的部分(PCBA)
- 1元器件:图中为一个表面贴装电阻,右侧为一个插件元件。元器件在组装工序中装上。
- 2焊点:将元器件固定在焊盘上并导通电流的金属。
裸板(PCB)
- 3焊盘:用于焊接元器件的裸露铜面,表面有 ENIG 或 HASL 等表面处理层。
- 4走线:在焊盘之间传输信号或电源的铜线。
- 5阻焊层:通常为绿色的保护涂层,覆盖除焊盘以外的全部铜面。
- 6丝印:印在板上标示元器件的文字和轮廓,例如 R1 或 U1。
- 7金属化通孔:内壁镀铜的钻孔,元器件引脚穿过其中并焊接。
- 8导通孔:连接各铜层的小型金属化孔,不插装元器件。
- 9半固化片:浸渍树脂的玻纤布,用于粘合各层并起绝缘作用。
- 10内层铜:多层板内部埋设的线路或接地层。
- 11芯板:已固化的层压板,通常为 FR-4 玻纤环氧材料,为电路板提供强度。
电路板由哪些材料制成
大多数电路板以 FR-4 为基材,这是一种玻璃纤维增强环氧树脂层压板,介电强度高,阻燃等级为 UL 94 V-0,强度重量比良好[3]。基材表面的铜箔经蚀刻形成电路。多层板通过层压制成:铜箔、半固化片和内层芯板在受控的温度和压力下粘合在一起[4]。成品板随后覆上阻焊层,外露焊盘经过表面处理,并印上丝印字符[4]。
| 结构层 | 材料 | 作用 |
|---|---|---|
| 芯板 | FR-4 玻璃纤维环氧树脂层压板 | 为电路板提供强度,并使各铜层相互绝缘 |
| 铜层 | 铜箔 | 以导线、焊盘和平面层的形式传输信号和电力 |
| 半固化片 | 浸有树脂的玻纤布 | 将多层板的各层粘合在一起 |
| 阻焊层 | 聚合物涂层,通常为绿色 | 保护铜面,防止焊料桥连 |
| 表面处理 | ENIG(化学镍金)、HASL(热风整平)、OSP(有机保焊膜)等 | 保持外露焊盘的可焊性 |
| 丝印 | 印刷油墨 | 标注元器件编号和外形轮廓 |
PCB 的主要种类
电路板首先按所含铜层的数量分类。单面板只有一层铜,双面板在同一块基材的两面都有铜,多层板则叠压了多个铜层[2]。
| 种类 | 结构 |
|---|---|
| 单面板 | 基材一面有一层铜 |
| 双面板 | 同一基材层的两面均有铜 |
| 多层板 | 三层或更多铜层层压成一块板 |
| HDI 板(高密度互连板) | 精细线路和激光钻出的微孔,用于高密度设计 |
| 柔性板与刚挠结合板 | 可弯折的聚酰亚胺薄膜,单独成板或连接各刚性部分 |
高密度互连板用微孔连接各层,微孔是用激光穿透薄介质层钻出的微小孔[6]。在刚挠结合板中,一层或多层柔性聚酰亚胺薄膜压合在整个结构之中,并连接各刚性部分,使电路板能够折叠装入狭小的空间[7]。
PCB、PCBA 与芯片的区别
裸印制电路板不带任何元器件。PCB 组装是把电路板所需的全部元器件装配到板上的过程[5],组装后的产品称为 PCBA,即印制电路板组件。芯片则是第三种产品:在单一硅片上形成的完整电路[8],经封装后再焊接到电路板上。MPBxChange 关于 PCB 材料的文章将电路板与芯片并列对照。
电路板的制造流程
典型的多层板要经过以下工序[4]:
- 通过曝光成像把每个内层的电路图形转移到覆铜板上,再蚀刻掉不需要的铜。
- 将各内层与半固化片和铜箔叠合,在加热加压条件下层压。
- 钻孔,并在孔壁上镀铜形成金属化孔,使各层导通。
- 对外层进行图形转移、电镀和蚀刻。
- 涂覆阻焊层,进行表面处理,并印上丝印字符。
- 对每块电路板进行电气测试和检验。
买方在上述每个环节可以向工厂索取哪些记录,详见应向 PCB 工厂索取什么。
印制电路板的发展历史
| 年份 | 进展 |
|---|---|
| 1903 | Albert Hanson 申请英国专利,涉及固定在多层纸质绝缘层上的电缆导体 |
| 1925 | Charles Ducas(查尔斯·杜卡斯)获得专利,将导电电路图形印制到支撑表面上 |
| 1936 至 1942 | Paul Eisler 在伦敦试验印制电路,并用其制作了一台收音机 |
| 1945 | 印制电路在一种无线电近炸引信中投入批量生产 |
| 1949 至 1956 | 美国陆军通信兵部队的“Auto-sembly”(自动组装)工艺,1956 年获得专利 |
| 1953 | 带金属化孔的电路板问世 |
| 1963 | 一项专利描述了以金属化孔相连的多层板 |
| 1984 至 1991 | 激光钻孔的 HDI 板在美国和日本投入生产 |
| 1994 | 表面贴装约占已封装芯片出货量的 75% |
Albert Hanson 于 1903 年提交的英国专利,描述了裸露或涂有薄层清漆的导体,这些导体固定在一层纸或类似的绝缘材料上[9]。1925 年,Charles Ducas 获得一项专利,其方法是在支撑表面上按电路的形状印制一层导电材料[10]。
Paul Eisler 是流亡伦敦的奥地利难民,他从 1936 年开始试验,并于 1942 年用印制电路制作了一台收音机[12]。他于 1948 年获得的美国专利,涵盖一种以印刷为基础的工艺,可在绝缘支撑体上原位制作金属导体[11]。美国国家标准局 1947 年的一份报告记载,1945 年初,印制电路投入批量生产,用于该局为迫击炮弹研制的无线电近炸引信[13]。
战后,美国陆军通信兵部队的两位科学家 Moe Abramson 和 Stanislaus Danko 于 1949 年开发出“Auto-sembly”工艺,该工艺在电路板上冲孔,供元器件引线插入[14]。根据他们于 1956 年获得的专利,将电路板带图形的一面浸入焊料槽,即可一次焊好全部元器件[15]。Dataquest 1993 年的一份报告将带金属化孔的电路板的问世时间定为 1953 年,它取代了以手工布线连接电路的做法[16]。到 20 世纪 60 年代初,已有专利描述多层板:由多张承载导体的绝缘片叠合而成,并以连续镀覆的金属化孔相连[17]。
后来的两项变化塑造了今天的电路板。表面贴装技术 (SMT) 把元器件贴装在电路板表面;到 1994 年,表面贴装约占已封装芯片出货量的 75%,通孔插装占 17%[18]。采用激光钻孔微孔的高密度电路板于 1984 年随 Hewlett-Packard(惠普)的计算机电路板出现,1991 年又在日本以 Surface Laminar Circuits 技术出现[19]。
泰国的 PCB 产业
泰国的电路板制造至少可以追溯到 20 世纪 80 年代。KCE Electronics 成立于 1982 年 11 月 5 日,1988 年 8 月在泰国证券交易所上市[20]。Fujikura 的印制电路业务于 1988 年在 Navanakorn 设立了泰国工厂[21]。
近几年该产业增长最快。据台湾电路板协会 (TPCA) 统计,2025 年泰国 PCB 产值为 50.6 亿美元,比上年增长 22.4%,约占全球产值的 5.4%[22]。MPBxChange 工厂登记册收录泰国 39 家 PCB 工厂,其中 33 家已投产或正在爬坡。这些工厂的所有者、厂址和在建项目,详见泰国 PCB 产能建设。
数据与方法
本文依据的公开资料均于 2026 年 10 月 15 日查阅,包括 Google Patents 上的专利记录、博物馆和档案馆藏品、美国政府 1947 年的一份报告、存档的 Dataquest 市场报告、企业投资者关系页面、PCB 制造商的技术页面以及行业媒体报道。文中日期均采用各来源给出的日期。各来源对战时引信的描述不尽相同,本文采用美国国家标准局 1947 年报告的表述。电路板剖面图是 MPBxChange 绘制的示意图,各部分比例仅作示意。
资料来源
文献标题和引文保留原始来源的语言。
- 企业 Zachariah Peterson (2020). What is a PCB and Intro to PCB Design. Altium. 返回正文
- 企业 The Sierra Circuits Team (2019). What is a PCB?. Sierra Circuits. 返回正文
- 企业 Milan Yogendrappa (2021). Why FR4 Material is Commonly used in PCB Fabrication?. Sierra Circuits. 返回正文
- 企业 Sierra Circuits (2025). PCB Manufacturing Process. Sierra Circuits. 返回正文
- 企业 Sierra Circuits (2021). PCB Assembly Process. Sierra Circuits. 返回正文
- 企业 Würth Elektronik (2026). HDI Microvia PCBs. Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG (we-online.com). 返回正文
- 企业 Würth Elektronik (2026). RIGID.flex PCB solutions. Würth Elektronik eiSos GmbH & Co. KG (we-online.com). 返回正文
- 学术 Computer History Museum (2026). 1959: Practical Monolithic Integrated Circuit Concept Patented. Computer History Museum (The Silicon Engine). 返回正文
- 官方 Albert Parker Hanson (1903). Improvements in or connected with Electric Cables and the Jointing of the same (GB190304681A). Google Patents. 返回正文
- 官方 Charles Ducas (1925). Electrical apparatus and method of manufacturing the same (US1563731A). Google Patents. 返回正文
- 官方 Paul Eisler (1948). Manufacture of electric circuit components (US2441960A). Google Patents. 返回正文
- 学术 Science Museum Group (2026). Radio set containing original printed circuit boards. Science Museum Group Collection. 返回正文
- 官方 Cledo Brunetti and Roger W. Curtis (1947). Printed Circuit Techniques (National Bureau of Standards Circular 468). National Bureau of Standards, US Department of Commerce (hosted by NIST). 返回正文
- 官方 Susan Thompson, CECOM Command Historian (2026). Historical Innovations pave the way for current microelectronic mission at CECOM. U.S. Army (army.mil). 返回正文
- 官方 Moe Abramson and Stanislaus F. Danko (1956). Process of assembling electrical circuits (US2756485A). Google Patents. 返回正文
- 数据 Dataquest Incorporated (1993). Integrated Circuit Packaging Trends Focus Report. Dataquest (archived by the Computer History Museum). 返回正文
- 官方 Donald E. Bedson, Salvatore A. Di Nuzzo and Anthony C. Suleski (Hazeltine Research, Inc.) (1963). Multiplanar printed circuits and methods for their manufacture (US3102213A). Google Patents. 返回正文
- 数据 Dataquest Incorporated (1995). Integrated Circuit Packaging Focus Report. Dataquest (archived by the Computer History Museum). 返回正文
- 企业 Happy Holden (2019). Get to Know Microvia Manufacturing Processes and HDI Substrates. Altium. 返回正文
- 企业 KCE Electronics Public Company Limited (2026). Company's Business. KCE Electronics (investor relations website). 返回正文
- 企业 Fujikura Printed Circuits Ltd. (2023). History | Corporate information for Fujikura Printed Circuits Ltd.. Fujikura Printed Circuits Ltd.. 返回正文
- 数据 TPCA (Taiwan Printed Circuit Association) (2026). AI, Geopolitics Drive Southeast Asia's High-End PCB Ecosystem. I-Connect007 (IPC Publishing Group Inc.). 返回正文
引用格式: MPBxChange (2026). PCB是什么:PCB板(印制电路板)的组成、种类与发展历史. MPBxChange 调研报告. https://www.mpbxchange.com/zh/research/what-is-a-pcb-board-printed-circuit-board-history
