电路板是电子元器件的支撑体。主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成，电路板使电路迷你化、直观化，对于固定电路的批量生产和优化用电器布局起重要作用。

1 电路板简介

电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)，又称线路板、PCB板、铝基板、高频板、超薄线路板、超薄电路板、印刷(铜刻蚀技术)电路板等，是重要的电子部件，是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的提供者。传统的电路板，采用印刷蚀刻阻剂的工法，做出电路的线路及图面，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微小化跟精细化，目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂(压膜或涂布)，经过曝光显影后，再以蚀刻做出电路板。

2 电路板的原理

电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成。常见的板层结构包括单层板(Single Layer PCB)、双层板(Double Layer PCB)和多层板(Multi Layer PCB)三种。各组成部分的主要功能如下：

① 焊盘：用于焊接元器件引脚的金属孔。

② 过孔：有金属过孔和非金属过孔，其中金属过孔用于连接各层之间元器件引脚。

③ 安装孔：用于固定电路板。

④ 导线：用于连接元器件引脚的电气网络铜膜。

⑤ 接插件：用于电路板之间连接的元器件。

⑥ 填充：用于地线网络的敷铜，可以有效的减小阻抗。

⑦ 电气边界：用于确定电路板的尺寸，所有电路板上的元器件都不能超过该边界。

⑧ 工作原理：利用板基绝缘材料隔离开表面铜箔导电层，使得电流沿着预先设计好的路线在各种元器件中流动完成诸如做功、放大、衰减、调制、解调、编码等功能。

3 电路板制作方法

尽管电路板的制作和加工的方法有很多种，但传统的快速制板方法主要可分为物理方法和化学方法两大类：

① 物理方法：

通过利用各种刀具和电动工具，手工把线路板上不需要的铜刻去。这种方法比较费力，而且精度低，只有相对较简单的线路才可以采用。

特点：费工费时、精度不易控制且存在不可恢复性，对操作要求很高，目前已经鲜有人采用。

② 化学方法：

通过在空白覆铜板上覆盖保护层，在腐蚀性溶液里把不必要的铜蚀去，是当前大部份开发者使用的方法。覆盖保护层的方法多种多样，主要有最传统的手工描漆方法、粘贴定制的不干胶方法、胶片感光方法以及近年才发展起来的热转印打印PCB板方法。

特点：工艺相对复杂，但精度可控，是目前使用最广泛的快速制板方法，但仍存在诸多问题。

③ 手工描漆：

将油漆用毛笔或硬笔在空白覆铜板上手工描绘出线路的形状，吹干后即可放进溶液里面直接腐蚀。

④ 粘贴不干胶：

市面上有各种不干胶被制成条状和圆片状，在空白线路板上根据需要组合不同的不干胶，粘紧后即可腐蚀。

⑤ 胶片感光：

把PCB线路板图通过激光打印机打印在胶片上，空白覆铜板上预先涂上一层感光材料(市面有已涂好的覆铜板出售)，在暗房环境下曝光、显影、定影、清洗后即可在溶液里腐蚀。

⑥ 热转印：

通过热转印打印机把线路直接打印在空白线路板上，然后放进腐蚀液里腐蚀。

综上所述：传统的物理制板方法费工又费时且精度低，化学快速制板方法尽管精度可控，但工艺复杂且不利环保。而不论是物理方法还是化学方法，两者都对操作技巧要求较高，因此，都不能称得上是可以帮助工程师实现"快速"制板的好方法。

4 电路板设计步骤

在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板。多层板，多层有导线，必须要在两层间有适当的电路连接才行，这种电路间的桥梁叫做导孔(via)。电路板的基本设计过程可分为以下四个步骤：

(1) 电路原理图的设计：电路原理图的设计主要是利用Protel DXP的原理图编辑器来绘制原理图。

(2) 生成网络报表：网络报表就是显示电路原理与中各个元器件的链接关系的报表，它是连接电路原理图设计与电路板设计的桥梁与纽带，通过电路原理图的网络报表，可以迅速地找到元器件之间的联系，从而为后面的PCB设计提供方便。

(3) 印刷电路板的设计：印刷电路板的设计即我们通常所说的PCB设计，它是电路原理图转化成的最终形式，这部分的相关设计较电路原理图的设计有较大的难度，我们可以借助Protel DXP的强大设计功能完成这一部分的设计。

(4) 生成印刷电路板报表：印刷电路板设计完成后，还需生成各种报表，如生成引脚报表、电路板信息报表、网络状态报表等，最后打印出印刷电路图。

5 电路板的分类

线路板按层数来分的话分为单面板，双面板，和多层线路板三个大的分类。

1.单面板，在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以就称这种PCB叫作单面线路板。单面板通常制作简单，造价低，但是缺点是无法应用于太复杂的产品上。

2.双面板是单面板的延伸，当单层布线不能满足电子产品的需要时，就要使用双面板了。双面都有覆铜有走线，并且可以通过过孔来导通两层之间的线路，使之形成所需要的网络连接。

3.多层板是指具有三层以上的导电图形层与其间的绝缘材料以相隔层压而成，且其间导电图形按要求互连的印制板。多层线路板是电子信息技术向高速度、多功能、大容量、小体积、薄型化、轻量化方向发展的产物。

线路板按特性来分的话分为软板(FPC)，硬板(PCB)，软硬结合板(FPCB)。

6 电路板检测方法

1. 针床测试法

这种方法由带有弹簧的探针连接到电路板上的每一个检测点。弹簧使每个探针具有100?-?200g?的压力，以保证每个检测点接触良好，这样的探针排列在一起被称为"针床"。在检测软件的控制下，可以对检测点和检测信号进行编程，检测者可以获知所有测试点的信息。

2. 电路板的观测

电路板体积小，结构复杂，因此对电路板的观察也必须用到专业的观测仪器。一般我们采用便携式视频显微镜来观察电路板的结构，通过视频显微摄像头，可以清晰从显微镜看到非常直观的电路板的显微结构。通过这种方式，我们就比较容易进行电路板的设计和检测。

3. 双探针飞针测试法

飞针测试仪不依赖于安装在夹具或支架上的插脚图案。基于这种系统，两个或更多的探针安装在x-y平面上可自由移动的微小磁头上，测试点由CADI?Gerber数据直接控制。双探针能在彼此相距4mil的范围内移动。探针能够独立地移动，并且没有真正的限定它们彼此靠近的程度。带有两个可来回移动的臂状物的测试仪是以电容的测量为基础的。将电路板紧压着放在一块金属板上的绝缘层上，作为电容器的另一个金属板。假如在线路之间有一条短路，电容将比在一个确定的点上大。

7 电路板维修技巧

1、观察法

当我们拿到一块待维修的电路板时， 首先对它的外观进行仔细的观察。如果电路板被烧过， 那么在给电路板通电前， 一定要仔细检查电源电路是否正常， 在确保不会引起二次损伤后再通电。观察法是属于静态检查法的一种，在运用观察法时，一般遵循以下几个步骤。

第一步：观察电路板有没有被人为损坏；

第二步：观察电路板上的元器件有没有被烧坏的；

第三步：观察电路板上的集成电路；

第四步：观察电路板上的走线有没有起皮、烧糊断路的情况。沉铜孔有没有脱离焊盘的；

第五步：观察电路板上的保险(包括保险管和热敏电阻)，看保险丝是否被熔断。有时由于保险丝太细，看不清楚，可以借助辅助工具-万用表来判断保险管是否损坏。

2、静态测量法

对大部分的电路板来说，通过前面的观察法，并不能发现问题。只要少部分的电路板会因为一些特殊的原因发生物理变形，轻易的找出故障原因，大部分发生故障的电路板，还是需要借助万用表，对电路板上的一些主要元器件、关键点进行有序的测量，发现问题，解决问题。

在测量之前， 首先要判断电路是以模拟信号为主， 还是以数字信号为主。下面只着重阐述数字电路的静态测量法，维修主要遵循以下几个步骤来进行。

第一步：使用万用表检查电源与地之间是否短路；

第二步：使用万用表测量二极管，观察其工作是否正常；

第三步：使用万用表电阻档测量电容，看是否有短路、断路的情况，如果有，则说明这部分电路有问题，下一步就需要确定是元件本身有问题， 还是跟它相连的电路有问题；

第四步：同样使用万用表对电路板上的集成电路、三极管、电阻等进行测量，看其是否符合本身的逻辑性能……详细>>

Tips：通过观察法和静态测量法的检查之后， 电路板维修中出现的大部分问题可以被解决， 值得注意的一点是一定要确保电源的正常， 避免在下一步进行后造成对电路板的二次损伤。

3、在线测量法

在线测量法一般应用在批量生产电路板的厂家，生产厂商为了维修方便，一般会搭建一个比较通用的调试维修平台， 它可以方便的提供电路板所需的电源以及一些必要的初始信号。在线测量法主要解决两个方面的问题。一是将上两个步骤中发现的问题细分， 最终锁定到出现问题的元器件。二是通过上面两步的检查，问题并没有得到解决的，需要通过在线测量找出故障原因。在线测量法主要用于两块好坏电路板的对比，通过对比，发现问题，解决问题。