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印刷電路板(Printed circuit board，PCB)幾乎會出現在每一種電子設備當中。如果(guo)在某樣(yang)設備(bei)中有(you)電(dian)子(zi)零(ling)(ling)件(jian)(jian)，那么(me)它們也都是鑲(xiang)在大小(xiao)各異的(de)(de)(de)PCB上。除了固定(ding)各種小(xiao)零(ling)(ling)件(jian)(jian)外(wai)，PCB的(de)(de)(de)主要功能是提供上頭(tou)各項零(ling)(ling)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)相互(hu)電(dian)氣連(lian)接。隨著(zhu)電(dian)子(zi)設備(bei)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)復雜，需要的(de)(de)(de)零(ling)(ling)件(jian)(jian)越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多，PCB上頭(tou)的(de)(de)(de)線(xian)(xian)路與(yu)零(ling)(ling)件(jian)(jian)也越(yue)(yue)來越(yue)(yue)密集了。 標準的(de)(de)(de)PCB長得就像(xiang)這樣(yang)。裸(luo)板(ban)(上頭(tou)沒有(you)零(ling)(ling)件(jian)(jian))也常(chang)被稱為「印刷線(xian)(xian)路板(ban)Printed Wiring Board(PWB)」。

　　板(ban)子本(ben)身的(de)(de)(de)基板(ban)是由(you)絕緣隔熱、并不(bu)易(yi)彎(wan)曲(qu)的(de)(de)(de)材(cai)質所制作成(cheng)。在表面可(ke)以看到的(de)(de)(de)細小(xiao)線(xian)路(lu)(lu)(lu)材(cai)料是銅(tong)箔，原(yuan)本(ben)銅(tong)箔是覆(fu)蓋在整(zheng)個板(ban)子上的(de)(de)(de)，而在制造過程(cheng)中部(bu)份(fen)被蝕刻(ke)處理掉(diao)，留下來(lai)的(de)(de)(de)部(bu)份(fen)就變成(cheng)網(wang)狀(zhuang)的(de)(de)(de)細小(xiao)線(xian)路(lu)(lu)(lu)了。這些線(xian)路(lu)(lu)(lu)被稱作導線(xian)(conductor pattern)或稱布線(xian)，并用來(lai)提供PCB上零(ling)件的(de)(de)(de)電路(lu)(lu)(lu)連接。

　　為了將零(ling)件(jian)固定在(zai)(zai)PCB上(shang)面(mian)，我們將它們的(de)接(jie)腳直接(jie)焊(han)在(zai)(zai)布(bu)線上(shang)。在(zai)(zai)最(zui)基本(ben)的(de)PCB(單面(mian)板)上(shang)，零(ling)件(jian)都(dou)集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)其中(zhong)一面(mian)，導線則(ze)都(dou)集(ji)中(zhong)在(zai)(zai)另(ling)一面(mian)。這么一來我們就需要(yao)在(zai)(zai)板子上(shang)打(da)洞(dong)，這樣接(jie)腳才能穿(chuan)過板子到另(ling)一面(mian)，所以零(ling)件(jian)的(de)接(jie)腳是焊(han)在(zai)(zai)另(ling)一面(mian)上(shang)的(de)。因(yin)為如此，PCB的(de)正反(fan)面(mian)分別被稱為零(ling)件(jian)面(mian)(Component Side)與(yu)焊(han)接(jie)面(mian)(Solder Side)。

　　如果PCB上(shang)頭有某些零(ling)(ling)件(jian)，需要在(zai)制(zhi)作完成后(hou)也可(ke)以(yi)拿(na)掉(diao)或裝(zhuang)回去，那么該零(ling)(ling)件(jian)安裝(zhuang)時會(hui)用到插(cha)座(zuo)(Socket)。由于插(cha)座(zuo)是直接焊在(zai)板子上(shang)的，零(ling)(ling)件(jian)可(ke)以(yi)任意的拆裝(zhuang)。下(xia)面(mian)看到的是ZIF(Zero Insertion Force，零(ling)(ling)撥插(cha)力式)插(cha)座(zuo)，它可(ke)以(yi)讓(rang)零(ling)(ling)件(jian)(這里指的是CPU)可(ke)以(yi)輕松插(cha)進插(cha)座(zuo)，也可(ke)以(yi)拆下(xia)來。插(cha)座(zuo)旁(pang)的固(gu)定桿，可(ke)以(yi)在(zai)您插(cha)進零(ling)(ling)件(jian)后(hou)將其固(gu)定。

　　如果要(yao)將兩(liang)塊(kuai)PCB相互連結，一(yi)(yi)般我們都會用到俗稱「金(jin)(jin)手指(zhi)」的(de)邊接(jie)(jie)頭(tou)(edge connector)。金(jin)(jin)手指(zhi)上包含了許多裸露的(de)銅墊，這些銅墊事實上也是(shi)PCB布線的(de)一(yi)(yi)部份。通常連接(jie)(jie)時，我們將其(qi)中(zhong)一(yi)(yi)片PCB上的(de)金(jin)(jin)手指(zhi)插進另一(yi)(yi)片PCB上合適(shi)的(de)插槽上(一(yi)(yi)般叫做擴充槽Slot)。在(zai)計算機(ji)中(zhong)，像(xiang)是(shi)顯(xian)示(shi)卡，聲卡或是(shi)其(qi)它類似(si)的(de)界(jie)面卡，都是(shi)借著金(jin)(jin)手指(zhi)來與主機(ji)板連接(jie)(jie)的(de)。

　　PCB上的(de)(de)(de)綠(lv)色(se)或是(shi)棕(zong)色(se)，是(shi)阻焊漆(solder mask)的(de)(de)(de)顏色(se)。這層是(shi)絕緣的(de)(de)(de)防護(hu)層，可以保護(hu)銅線(xian)，也可以防止零(ling)件被焊到不正(zheng)確(que)的(de)(de)(de)地方。在(zai)阻焊層上另外會印刷(shua)上一層絲網印刷(shua)面(mian)(mian)(silk screen)。通常在(zai)這上面(mian)(mian)會印上文字與符號(hao)(大(da)多是(shi)白色(se)的(de)(de)(de))，以標示出各(ge)零(ling)件在(zai)板子上的(de)(de)(de)位(wei)置。絲網印刷(shua)面(mian)(mian)也被稱作(zuo)圖標面(mian)(mian)(legend)。

　　單面板(Single-Sided Boards)

　　我們剛剛提到(dao)過(guo)，在最基本(ben)的(de)(de)PCB上，零件集(ji)中(zhong)在其中(zhong)一(yi)面(mian)，導(dao)(dao)線則集(ji)中(zhong)在另一(yi)面(mian)上。因為導(dao)(dao)線只(zhi)出(chu)現在其中(zhong)一(yi)面(mian)，所以(yi)我們就(jiu)稱這種PCB叫作單面(mian)板(Single-sided)。因為單面(mian)板在設(she)計線路上有許(xu)多嚴格的(de)(de)限制(因為只(zhi)有一(yi)面(mian)，布線間不(bu)能交叉(cha)而(er)必(bi)須(xu)繞獨自(zi)的(de)(de)路徑)，所以(yi)只(zhi)有早期的(de)(de)電路才使用這類的(de)(de)板子。

　　雙面板(Double-Sided Boards)

　　這(zhe)種電(dian)路板(ban)的兩(liang)面(mian)(mian)都有布(bu)線。不過要用上(shang)(shang)兩(liang)面(mian)(mian)的導線，必須要在兩(liang)面(mian)(mian)間有適當的電(dian)路連(lian)接(jie)才行。這(zhe)種電(dian)路間的「橋梁」叫做導孔(via)。導孔是(shi)在PCB上(shang)(shang)，充(chong)滿或(huo)涂上(shang)(shang)金屬的小(xiao)洞，它可(ke)以(yi)(yi)與(yu)兩(liang)面(mian)(mian)的導線相(xiang)連(lian)接(jie)。因為(wei)雙面(mian)(mian)板(ban)的面(mian)(mian)積比單面(mian)(mian)板(ban)大了一(yi)倍(bei)，而(er)且因為(wei)布(bu)線可(ke)以(yi)(yi)互相(xiang)交(jiao)錯(可(ke)以(yi)(yi)繞到另一(yi)面(mian)(mian))，它更適合用在比單面(mian)(mian)板(ban)更復雜的電(dian)路上(shang)(shang)。

　　多層板(Multi-Layer Boards)

　　為了(le)(le)增加(jia)可(ke)以(yi)布線(xian)的(de)(de)(de)面(mian)積，多層(ceng)(ceng)(ceng)板(ban)(ban)用(yong)上了(le)(le)更(geng)多單(dan)或雙面(mian)的(de)(de)(de)布線(xian)板(ban)(ban)。多層(ceng)(ceng)(ceng)板(ban)(ban)使(shi)用(yong)數(shu)片雙面(mian)板(ban)(ban)，并在每層(ceng)(ceng)(ceng)板(ban)(ban)間放進一層(ceng)(ceng)(ceng)絕緣層(ceng)(ceng)(ceng)后黏牢(壓合(he))。板(ban)(ban)子的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)(ceng)數(shu)就代表(biao)了(le)(le)有(you)幾層(ceng)(ceng)(ceng)獨立的(de)(de)(de)布線(xian)層(ceng)(ceng)(ceng)，通(tong)常層(ceng)(ceng)(ceng)數(shu)都(dou)是偶(ou)數(shu)，并且包含(han)最(zui)外(wai)側的(de)(de)(de)兩層(ceng)(ceng)(ceng)。大(da)部分的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)機(ji)板(ban)(ban)都(dou)是4到8層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)結構(gou)，不(bu)過技術上可(ke)以(yi)做到近(jin)100層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)PCB板(ban)(ban)。大(da)型的(de)(de)(de)超(chao)級(ji)計(ji)算(suan)機(ji)大(da)多使(shi)用(yong)相當多層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)主(zhu)(zhu)機(ji)板(ban)(ban)，不(bu)過因(yin)為這類計(ji)算(suan)機(ji)已經可(ke)以(yi)用(yong)許(xu)多普通(tong)計(ji)算(suan)機(ji)的(de)(de)(de)集群代替，超(chao)多層(ceng)(ceng)(ceng)板(ban)(ban)已經漸漸不(bu)被(bei)使(shi)用(yong)了(le)(le)。因(yin)為PCB中的(de)(de)(de)各層(ceng)(ceng)(ceng)都(dou)緊(jin)密的(de)(de)(de)結合(he)，一般不(bu)太容易看出實(shi)際數(shu)目，不(bu)過如(ru)果您仔細觀(guan)察主(zhu)(zhu)機(ji)板(ban)(ban)，也(ye)許(xu)可(ke)以(yi)看出來。

　　我們(men)剛剛提(ti)到的導孔(via)，如果(guo)應用在雙面板(ban)上，那么一(yi)定都是(shi)(shi)打(da)穿整(zheng)個(ge)板(ban)子(zi)。不過在多(duo)層板(ban)當中(zhong)，如果(guo)您只想連接其(qi)中(zhong)一(yi)些線路(lu)，那么導孔可(ke)(ke)能會浪費(fei)一(yi)些其(qi)它層的線路(lu)空(kong)間。埋孔(Buried vias)和(he)盲(mang)孔(Blind vias)技術可(ke)(ke)以(yi)避免(mian)這個(ge)問(wen)題，因(yin)為它們(men)只穿透其(qi)中(zhong)幾層。盲(mang)孔是(shi)(shi)將幾層內(nei)(nei)部PCB與(yu)表(biao)面PCB連接，不須穿透整(zheng)個(ge)板(ban)子(zi)。埋孔則只連接內(nei)(nei)部的PCB，所(suo)以(yi)光是(shi)(shi)從表(biao)面是(shi)(shi)看不出來(lai)的。

　　在多(duo)層板PCB中，整層都(dou)直接連接上(shang)地(di)線(xian)與電(dian)源。所(suo)以我們將各層分類(lei)為信號層(Signal)，電(dian)源層(Power)或是(shi)地(di)線(xian)層(Ground)。如果PCB上(shang)的(de)零件需要不同的(de)電(dian)源供應，通常(chang)這類(lei)PCB會有兩層以上(shang)的(de)電(dian)源與電(dian)線(xian)層。

　　零件封裝技術

　　插入式封裝技(ji)術(Through Hole Technology)

　　將零件安置在板子的一面，并將接腳焊在另一面上，這種技術稱為「插入式(Through Hole Technology，THT)」封裝。這種零件會需要占用大量的空間，并且要為每只接腳鉆一個洞。所以它們的接腳其實占掉兩面的空間，而且焊點也比較大。但另一方面，THT零件和smt(Surface Mounted Technology，表面黏著式)零件比起來，與PCB連接的(de)構造(zao)比較(jiao)好，關于(yu)這點(dian)我(wo)們稍(shao)后再談。像(xiang)是排(pai)線的(de)插座，和類似的(de)界面都需要能耐壓力，所以通(tong)常(chang)它(ta)們都是THT封裝(zhuang)。

　　表面(mian)黏(nian)貼式(shi)封(feng)裝(zhuang)技術(Surface Mounted Technology)

　　使用表面黏貼(tie)式(shi)封裝(Surface Mounted Technology，SMT)的零(ling)(ling)件，接腳(jiao)是焊在(zai)(zai)與零(ling)(ling)件同一面。這種(zhong)技(ji)術不用為每個接腳(jiao)的焊接，而(er)都在(zai)(zai)PCB上鉆洞。

　　表面(mian)黏貼(tie)式的零件，甚至還(huan)能在兩面(mian)都(dou)焊上。

　　SMT也比THT的(de)(de)零件(jian)(jian)要(yao)小。和使用THT零件(jian)(jian)的(de)(de)PCB比起來，使用SMT技(ji)術的(de)(de)PCB板上零件(jian)(jian)要(yao)密集很多。SMT封裝零件(jian)(jian)也比THT的(de)(de)要(yao)便宜。所以現今的(de)(de)PCB上大部分(fen)都是SMT，自然不足為奇。

　　因為焊(han)點和零(ling)件(jian)的接腳非常(chang)的小，要(yao)用人工焊(han)接實在(zai)非常(chang)難。不過如果考慮到目前的組裝都是全自(zi)動的話，這(zhe)個問題只會(hui)出現在(zai)修復零(ling)件(jian)的時候吧。

　　設計流程

　　在PCB的(de)設計(ji)中，其實在正式布(bu)線前，還要(yao)經過很漫長的(de)步驟，以下就(jiu)是主要(yao)設計(ji)的(de)流程：

　　系統規格

　　首先(xian)要先(xian)規劃出該電(dian)子設備的各(ge)項系統規格。包含(han)了系統功能，成本(ben)限制(zhi)，大(da)小，運(yun)作情形等(deng)等(deng)。

　　系統功能區塊圖

　　接下來必(bi)須要制作(zuo)出系(xi)統的(de)功(gong)能方塊圖。方塊間的(de)關(guan)系(xi)也必(bi)須要標(biao)示出來。

　　將系統分割幾個(ge)PCB

　　將系(xi)統分(fen)(fen)割數個PCB的(de)話(hua)，不(bu)僅在尺寸(cun)上可(ke)以縮(suo)小，也可(ke)以讓系(xi)統具有升級與(yu)交換零件的(de)能力。系(xi)統功能方塊(kuai)圖就(jiu)提供了我們分(fen)(fen)割的(de)依據。像是計算機就(jiu)可(ke)以分(fen)(fen)成主機板(ban)、顯示(shi)卡、聲(sheng)卡、軟盤驅動器和電源(yuan)等(deng)等(deng)。

　　決(jue)定使用封(feng)裝方法(fa)，和各PCB的(de)大小

　　當各(ge)PCB使用的技術和電(dian)路(lu)數量都(dou)決定好(hao)了(le)(le)，接下(xia)來就是決定板子的大小了(le)(le)。如果設計的過大，那么(me)封裝技術就要改變，或是重新作(zuo)分割(ge)的動作(zuo)。在(zai)選擇技術時，也要將線路(lu)圖的品質(zhi)與速度都(dou)考量進(jin)去。

　　繪出所有PCB的電路概圖

　　概(gai)圖(tu)中(zhong)要表示出各零(ling)件間的相互連(lian)接(jie)細節。所有(you)系(xi)統中(zhong)的PCB都必須要描出來，現(xian)今大多采用CAD(計算機輔助設計，Computer Aided Design)的方式(shi)。下(xia)面就是使用CircuitMakerTM設計的范例。

　　PCB的電路概圖

　　初步設計的仿(fang)真(zhen)運(yun)作

　　為了(le)確保設計出來的(de)電路圖(tu)可以(yi)正(zheng)常(chang)運作(zuo)，這(zhe)必須先用計算機(ji)軟件(jian)來仿真一(yi)次(ci)。這(zhe)類軟件(jian)可以(yi)讀(du)取設計圖(tu)，并且用許(xu)多(duo)(duo)方式顯(xian)示電路運作(zuo)的(de)情況。這(zhe)比起實際做(zuo)出一(yi)塊樣(yang)本PCB，然后用手動(dong)測量要(yao)來的(de)有效率(lv)多(duo)(duo)了(le)。

　　將零(ling)件放上PCB

　　零件放置(zhi)的(de)(de)方式，是根據它們之間如(ru)何相(xiang)(xiang)連來決定(ding)的(de)(de)。它們必須以最有效率(lv)的(de)(de)方式與路徑相(xiang)(xiang)連接。所謂有效率(lv)的(de)(de)布線(xian)，就是牽線(xian)越短(duan)并且(qie)通(tong)過層(ceng)數(shu)越少(shao)(這也同時(shi)減少(shao)導孔的(de)(de)數(shu)目)越好，不過在真正布線(xian)時(shi)，我們會再提到這個問題。下面是總(zong)線(xian)在PCB上布線(xian)的(de)(de)樣子。為了讓各零件都能夠擁有完美的(de)(de)配線(xian)，放置(zhi)的(de)(de)位(wei)置(zhi)是很重要的(de)(de)。

　　測試布線可能性，與高速下的正確運作

　　現今的(de)部份(fen)計算(suan)機軟件(jian)，可(ke)以(yi)檢查各零(ling)件(jian)擺設的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)是否(fou)可(ke)以(yi)正確(que)連接，或是檢查在(zai)高速運作(zuo)下，這(zhe)樣是否(fou)可(ke)以(yi)正確(que)運作(zuo)。這(zhe)項(xiang)步(bu)驟稱為安(an)排(pai)零(ling)件(jian)，不(bu)過我(wo)們(men)不(bu)會太深入研究(jiu)這(zhe)些。如(ru)果電路設計有問題，在(zai)實(shi)地(di)導(dao)出線路前(qian)，還可(ke)以(yi)重(zhong)新安(an)排(pai)零(ling)件(jian)的(de)位(wei)置(zhi)(zhi)。

　　導出PCB上線路

　　在概圖中的(de)連接(jie)，現在將(jiang)會實地作成布(bu)線(xian)的(de)樣子。這項步驟(zou)通常都是(shi)全自動的(de)，不過一般來(lai)說還是(shi)需要(yao)手動更改某些(xie)部(bu)份(fen)。下(xia)面(mian)是(shi)2層板的(de)導線(xian)模板。紅(hong)色和藍色的(de)線(xian)條，分(fen)別代表PCB的(de)零件層與焊(han)接(jie)層。白色的(de)文字(zi)與四方形(xing)代表的(de)是(shi)網版印刷面(mian)的(de)各項標(biao)示。紅(hong)色的(de)點和圓圈代表鉆(zhan)洞與導孔。最右方我們可(ke)以(yi)看到PCB上的(de)焊(han)接(jie)面(mian)有金手指。這個(ge)PCB的(de)最終(zhong)構(gou)圖通常稱為工作底片(Artwork)。

　　每一次的(de)(de)設計，都必(bi)須(xu)要符(fu)合一套(tao)規(gui)定(ding)，像是線(xian)(xian)(xian)路(lu)(lu)間的(de)(de)最小(xiao)保留(liu)空隙(xi)，最小(xiao)線(xian)(xian)(xian)路(lu)(lu)寬度(du)，和其(qi)它類似(si)的(de)(de)實際(ji)限制等(deng)(deng)。這(zhe)些規(gui)定(ding)依照電(dian)(dian)路(lu)(lu)的(de)(de)速度(du)，傳送(song)信號(hao)(hao)的(de)(de)強弱(ruo)，電(dian)(dian)路(lu)(lu)對耗電(dian)(dian)與噪聲(sheng)的(de)(de)敏感度(du)，以及(ji)材質品質與制造設備等(deng)(deng)因素(su)而有(you)不同。如(ru)果電(dian)(dian)流強度(du)上升，那(nei)導線(xian)(xian)(xian)的(de)(de)粗細也必(bi)須(xu)要增(zeng)加。為了減(jian)少PCB的(de)(de)成本，在減(jian)少層數的(de)(de)同時，也必(bi)須(xu)要注意這(zhe)些規(gui)定(ding)是否(fou)仍舊符(fu)合。如(ru)果需要超過(guo)2層的(de)(de)構(gou)造的(de)(de)話，那(nei)么(me)通常會使用到電(dian)(dian)源層以及(ji)地線(xian)(xian)(xian)層，來避免(mian)信號(hao)(hao)層上的(de)(de)傳送(song)信號(hao)(hao)受到影響，并(bing)且可以當作信號(hao)(hao)層的(de)(de)防護罩。

　　導線后電路測試

　　為了確定線(xian)路在導線(xian)后(hou)能夠正常運作，它必(bi)須要通(tong)過(guo)最(zui)后(hou)檢測(ce)。這項(xiang)檢測(ce)也可以檢查是否有不正確的連接，并且(qie)所(suo)有聯機都照著概圖(tu)走。

　　建立制作檔案

　　因為目(mu)前有許多(duo)設計PCB的(de)(de)CAD工具，制(zhi)(zhi)造(zao)廠商必須有符合(he)標準的(de)(de)檔案，才能制(zhi)(zhi)造(zao)板子。標準規格(ge)有好幾種，不過最常(chang)用的(de)(de)是Gerber files規格(ge)。一組(zu)Gerber files包括各信號、電源以(yi)及地(di)線層(ceng)的(de)(de)平面(mian)圖，阻焊層(ceng)與網(wang)板印刷(shua)面(mian)的(de)(de)平面(mian)圖，以(yi)及鉆孔與取放等指定(ding)檔案。

　　電磁兼容問題

　　沒有(you)(you)照EMC(電(dian)磁兼容)規格(ge)設(she)(she)計(ji)的電(dian)子設(she)(she)備(bei)，很可(ke)能(neng)(neng)(neng)會散(san)發(fa)(fa)出電(dian)磁能(neng)(neng)(neng)量(liang)，并且(qie)干(gan)擾附(fu)近的電(dian)器(qi)。EMC對(dui)電(dian)磁干(gan)擾(EMI)，電(dian)磁場(EMF)和(he)射頻干(gan)擾(RFI)等都規定了最大的限制(zhi)。這(zhe)項規定可(ke)以確保該電(dian)器(qi)與附(fu)近其它電(dian)器(qi)的正常運作。EMC對(dui)一(yi)項設(she)(she)備(bei)，散(san)射或(huo)傳導到另一(yi)設(she)(she)備(bei)的能(neng)(neng)(neng)量(liang)有(you)(you)嚴格(ge)的限制(zhi)，并且(qie)設(she)(she)計(ji)時要減(jian)少對(dui)外(wai)來EMF、EMI、RFI等的磁化率(lv)。換(huan)言之，這(zhe)項規定的目的就(jiu)是要防止(zhi)電(dian)磁能(neng)(neng)(neng)量(liang)進入或(huo)由裝置散(san)發(fa)(fa)出。這(zhe)其實是一(yi)項很難解決(jue)的問(wen)題(ti)(ti)，一(yi)般大多會使用電(dian)源(yuan)和(he)地(di)線層(ceng)，或(huo)是將PCB放(fang)進金屬盒(he)子當中以解決(jue)這(zhe)些問(wen)題(ti)(ti)。電(dian)源(yuan)和(he)地(di)線層(ceng)可(ke)以防止(zhi)信(xin)號層(ceng)受干(gan)擾，金屬盒(he)的效用也(ye)差不多。對(dui)這(zhe)些問(wen)題(ti)(ti)我們(men)就(jiu)不過于(yu)深入了。

　　電路的(de)(de)最大(da)速(su)(su)度得看如(ru)(ru)何照EMC規定做(zuo)了。內部的(de)(de)EMI，像是導體(ti)間的(de)(de)電流耗損，會隨(sui)著頻(pin)率(lv)上(shang)升而增強。如(ru)(ru)果兩者之(zhi)間的(de)(de)的(de)(de)電流差距(ju)過大(da)，那(nei)么(me)一(yi)定要(yao)拉長兩者間的(de)(de)距(ju)離。這也告(gao)訴我們(men)如(ru)(ru)何避(bi)免高壓，以及讓電路的(de)(de)電流消耗降到最低。布線(xian)的(de)(de)延遲率(lv)也很重要(yao)，所以長度自然越(yue)短(duan)越(yue)好(hao)。所以布線(xian)良好(hao)的(de)(de)小(xiao)PCB，會比大(da)PCB更適合在高速(su)(su)下運(yun)作。

　　制造流程

　　PCB的(de)(de)制(zhi)造過程由玻璃環氧(yang)樹脂(zhi)(Glass Epoxy)或類似材質制(zhi)成(cheng)的(de)(de)「基板(ban)」開始

　　影像(成形/導線制作)

　　制(zhi)作的第一步(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)建立出(chu)零(ling)件間(jian)聯(lian)機的布線。我(wo)們采(cai)用(yong)負(fu)片轉(zhuan)印(Subtractive transfer)方式將(jiang)工(gong)作底(di)片表現在(zai)金屬導體(ti)上。這(zhe)項技(ji)巧(qiao)是(shi)(shi)(shi)(shi)將(jiang)整個(ge)表面(mian)鋪上一層薄薄的銅箔，并(bing)且把多余的部份給消(xiao)除。追加式轉(zhuan)印(Additive Pattern transfer)是(shi)(shi)(shi)(shi)另一種比較少人使(shi)用(yong)的方式，這(zhe)是(shi)(shi)(shi)(shi)只在(zai)需要的地方敷上銅線的方法(fa)，不過我(wo)們在(zai)這(zhe)里就不多談了。

　　如果(guo)制(zhi)作的(de)是雙面板(ban)，那(nei)么PCB的(de)基板(ban)兩面都會(hui)鋪上銅箔(bo)，如果(guo)制(zhi)作的(de)是多層板(ban)，接下(xia)來的(de)步驟則會(hui)將(jiang)這(zhe)些板(ban)子黏(nian)在(zai)一起(qi)。

　　接下來的流程圖(tu)，介紹了導線如何焊在(zai)基板(ban)上。

　　正光(guang)阻(zu)(zu)劑(positive photoresist)是由感光(guang)劑制成的(de)(de)(de)，它(ta)在(zai)照明下會溶解(jie)(負光(guang)阻(zu)(zu)劑則是如果(guo)沒有(you)經過照明就會分解(jie))。有(you)很多(duo)方式可(ke)以處理(li)銅表(biao)面的(de)(de)(de)光(guang)阻(zu)(zu)劑，不過最普遍的(de)(de)(de)方式，是將它(ta)加(jia)熱，并(bing)在(zai)含有(you)光(guang)阻(zu)(zu)劑的(de)(de)(de)表(biao)面上滾動(稱作(zuo)干膜光(guang)阻(zu)(zu)劑)。它(ta)也可(ke)以用液(ye)態的(de)(de)(de)方式噴在(zai)上頭，不過干膜式提(ti)供比較高的(de)(de)(de)分辨率，也可(ke)以制作(zuo)出(chu)比較細的(de)(de)(de)導(dao)線(xian)。

　　遮光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)(zhao)只是一(yi)個(ge)制造中PCB層的模板(ban)(ban)。在PCB板(ban)(ban)上的光(guang)(guang)(guang)阻劑經(jing)過UV光(guang)(guang)(guang)曝(pu)光(guang)(guang)(guang)之前，覆蓋在上面的遮光(guang)(guang)(guang)罩(zhao)(zhao)可以(yi)防(fang)止部份區(qu)域的光(guang)(guang)(guang)阻劑不被曝(pu)光(guang)(guang)(guang)(假設用的是正光(guang)(guang)(guang)阻劑)。這些被光(guang)(guang)(guang)阻劑蓋住的地方，將會變(bian)成布線。

　　在光阻劑(ji)顯影(ying)之后，要(yao)蝕(shi)刻(ke)(ke)的(de)其(qi)它的(de)裸銅部份。蝕(shi)刻(ke)(ke)過程可以將板子浸(jin)到蝕(shi)刻(ke)(ke)溶劑(ji)中，或是將溶劑(ji)噴在板子上(shang)。一般用作蝕(shi)刻(ke)(ke)溶劑(ji)的(de)有，氯化(hua)鐵(Ferric Chloride)，堿(jian)性氨(Alkaline Ammonia)，硫酸加過氧化(hua)氫(Sulfuric Acid + Hydrogen Peroxide)，和氯化(hua)銅(Cupric Chloride)等。蝕(shi)刻(ke)(ke)結束后將剩下的(de)光阻劑(ji)去除掉(diao)。這稱作脫膜(Stripping)程序。

　　鉆孔與電鍍

　　如(ru)果制作的(de)是(shi)多層PCB板(ban)，并且里頭包含埋(mai)孔(kong)或是(shi)盲孔(kong)的(de)話，每一層板(ban)子在黏合前必須(xu)要(yao)先鉆孔(kong)與電鍍(du)。如(ru)果不經過這個(ge)步驟，那么就(jiu)沒辦法互(hu)相連接了。

　　在(zai)根據(ju)鉆(zhan)(zhan)孔(kong)(kong)需求(qiu)由機器設備鉆(zhan)(zhan)孔(kong)(kong)之后，孔(kong)(kong)璧里頭必須經過電(dian)鍍(du)(鍍(du)通孔(kong)(kong)技術，Plated-Through-Hole technology，PTH)。在(zai)孔(kong)(kong)璧內部作(zuo)金屬處理(li)后，可以讓(rang)內部的各層線路能夠(gou)彼此連接。在(zai)開始(shi)電(dian)鍍(du)之前，必須先清掉孔(kong)(kong)內的雜物(wu)。這是因(yin)為(wei)樹脂環氧(yang)物(wu)在(zai)加(jia)熱后會產生(sheng)一些(xie)化(hua)學變化(hua)，而它會覆蓋住(zhu)內部PCB層，所以要先清掉。清除與電(dian)鍍(du)動(dong)作(zuo)都會在(zai)化(hua)學制程中完成。

　　多層PCB壓合

　　各單片(pian)層(ceng)必須要壓合(he)(he)才能制造出多層(ceng)板(ban)。壓合(he)(he)動(dong)作包(bao)括在各層(ceng)間加入絕緣層(ceng)，以及(ji)將彼此(ci)黏牢等。如果(guo)有透過好幾層(ceng)的導孔，那么每層(ceng)都必須要重復處理(li)。多層(ceng)板(ban)的外側(ce)兩面上(shang)的布(bu)線，則通(tong)常在多層(ceng)板(ban)壓合(he)(he)后才處理(li)。

　　處理阻焊層、網版印刷面和金手指部份電鍍

　　接(jie)下來將阻焊(han)漆(qi)覆蓋在(zai)最外(wai)層的布線(xian)上(shang)(shang)，這樣一(yi)來布線(xian)就(jiu)不(bu)(bu)會(hui)(hui)接(jie)觸到電鍍部(bu)(bu)份(fen)外(wai)了。網版(ban)印刷(shua)面則印在(zai)其上(shang)(shang)，以(yi)標示各(ge)零件(jian)的位置，它(ta)不(bu)(bu)能(neng)(neng)夠覆蓋在(zai)任何布線(xian)或是金(jin)手(shou)指(zhi)上(shang)(shang)，不(bu)(bu)然可能(neng)(neng)會(hui)(hui)減低可焊(han)性(xing)或是電流連(lian)接(jie)的穩(wen)定性(xing)。金(jin)手(shou)指(zhi)部(bu)(bu)份(fen)通常會(hui)(hui)鍍上(shang)(shang)金(jin)，這樣在(zai)插入擴充槽時(shi)，才能(neng)(neng)確(que)保高品(pin)質的電流連(lian)接(jie)。

　　測試

　　測試PCB是否有(you)短(duan)路(lu)或(huo)是斷(duan)路(lu)的(de)(de)狀況，可(ke)以使用(yong)光學或(huo)電子方(fang)式(shi)測試。光學方(fang)式(shi)采用(yong)掃描(miao)以找出各(ge)層的(de)(de)缺(que)陷，電子測試則通常(chang)用(yong)飛針探測儀(Flying-Probe)來檢(jian)查(cha)所有(you)連接(jie)。電子測試在尋找短(duan)路(lu)或(huo)斷(duan)路(lu)比較準確(que)，不(bu)(bu)過光學測試可(ke)以更(geng)容(rong)易偵測到(dao)導體間不(bu)(bu)正(zheng)確(que)空隙的(de)(de)問(wen)題。

　　零件安裝與焊接

　　最后一項步驟就是安裝與(yu)焊接各零(ling)件(jian)了。無(wu)論是THT與(yu)SMT零(ling)件(jian)都(dou)利(li)用機器設備(bei)來安裝放置在PCB上。

　　THT零件通常都用叫做波峰焊接(jie)(jie)(jie)(jie)(Wave Soldering)的(de)方式來焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。這可(ke)以讓所有零件一次焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)上PCB。首先將接(jie)(jie)(jie)(jie)腳切割到(dao)靠近板子，并(bing)且稍微彎曲以讓零件能夠固(gu)定(ding)。接(jie)(jie)(jie)(jie)著將PCB移到(dao)助溶劑(ji)(ji)的(de)水波上，讓底部(bu)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)到(dao)助溶劑(ji)(ji)，這樣可(ke)以將底部(bu)金屬上的(de)氧化物給除去。在(zai)加熱PCB后，這次則移到(dao)融化的(de)焊(han)料上，在(zai)和底部(bu)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)后焊(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)就完成了。

　　自(zi)動焊(han)接(jie)(jie)SMT零(ling)件(jian)的方式(shi)則稱為再(zai)流(liu)回(hui)焊(han)接(jie)(jie)(Over Reflow Soldering)。里頭含有助(zhu)溶劑與焊(han)料的糊(hu)狀焊(han)接(jie)(jie)物，在(zai)(zai)零(ling)件(jian)安裝在(zai)(zai)PCB上后(hou)先處理一次，經過PCB加熱后(hou)再(zai)處理一次。待PCB冷卻之(zhi)后(hou)焊(han)接(jie)(jie)就完成了，接(jie)(jie)下來就是(shi)準(zhun)備進行PCB的最終測試了