【導(dǎo)讀】毫無(wú)疑問(wèn)，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?yàn)楫?dāng)今在每一個(gè)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(jìn)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(lái)替代了，這都是因?yàn)殡娐钒迳蠈?huì)集成更多的功能。
▲ 對(duì)比1968年計(jì)算器中的電路板和現(xiàn)代計(jì)算機(jī)主板
下面就是關(guān)于PCB的十件有趣的事實(shí)。
1.顏色
即使對(duì)于一些并不了解PCB是干什么的人來(lái)說(shuō)，也大體知道PCB的樣子是什么。它們至少看起來(lái)給人一種具有一種傳統(tǒng)風(fēng)格，那就是它的綠色。這個(gè)綠色實(shí)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(hù)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(rèn)為綠色是軍隊(duì)防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，軍方設(shè)備中PCB最早使用了阻焊層來(lái)保護(hù)電路在野外的可靠性，綠色是軍隊(duì)里自然保護(hù)色。還有人認(rèn)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
2.誰(shuí)先發(fā)明了PCB
如果問(wèn)誰(shuí)發(fā)明了印刷術(shù)，這個(gè)殊榮當(dāng)屬中國(guó)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(gè)工藝直到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束才開(kāi)始進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。
▲ 印刷電路板的專利和Charles Ducas
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(lái)，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(lái)標(biāo)識(shí)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(guò) 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(jī)來(lái)完成。這些信息可以幫助電路工程師來(lái)檢查電路板中是否存在故障。
4.元器件
電路板的功能主要通過(guò)將元器件按照原理圖有效連接起來(lái)完成的。每一個(gè)元器件都有它們獨(dú)特的功能。即使在電路板上緊密相鄰的兩個(gè)器件都有可能千差萬(wàn)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(xiǎn)絲、電感、電位器等等）。
5.無(wú)處不在
毫不夸張的說(shuō)，PCB無(wú)處不在。從計(jì)算機(jī)到數(shù)字鐘表、從微波爐到電視機(jī)以及立體音響系統(tǒng)。只要是電子物品和設(shè)備，超過(guò)99%的可能性其中包含有PCB。所以我們有可能想當(dāng)然認(rèn)為，如果沒(méi)有PCB可能任何電子設(shè)備就無(wú)法運(yùn)行。
6.美國(guó)航空航天局（NASA）
在美國(guó)國(guó)家航空航天管理局（NASA）的很多項(xiàng)目中就使用了一些石破天驚的技術(shù)，其中在上個(gè)世紀(jì)60年代，NASA就在阿波羅11號(hào)火箭上使用了PCB，這是因?yàn)榛赑CB的電子設(shè)備重量輕、耗電小。那可是人類最偉大的時(shí)刻，第一次將宇航員送到了月球上。這其中就有PCB的功勞。
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(jìn)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(guò)特殊的回流焊將器件與電路板進(jìn)行電氣連接。
8.快速成型PCB
在對(duì)電路進(jìn)行局部實(shí)驗(yàn)過(guò)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(jìn)行測(cè)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
9.柔軟PCB
PCB并不都是平直堅(jiān)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(dòng)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
10.世界上最大的PCB
世界上最大的一塊PCB來(lái)自于英國(guó)Johnson電子公司的這條應(yīng)用在無(wú)人太陽(yáng)能飛機(jī)上的柔性多層電路板。它長(zhǎng)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(zhǎng)的的電路板是通過(guò)特殊的生產(chǎn)工藝分段進(jìn)行腐蝕制作的。
▲ 最長(zhǎng)的柔性電路板
參考資料
[1] 畢昇: https://baike.baidu.com/item/%E6%AF%95%E6%98%87/79539?fr=aladdin
推薦閱讀：
