PCB 板類型:規格與應用場景終極指南
1 分鐘
印刷電路板(PCB)由絕緣層與導電層壓合而成,用於連接多個電子元件。可以把 PCB 想像成玻璃纖維與環氧樹脂疊成的複合板材,上面蝕刻出銅線路,作為訊號與電源的導電路徑。PCB 可以是單層、雙層(兩層導電層)或多層(三層以上導電層),在極小空間內容納大量電路。根據 IPC 的定義,PCB 是由導電與非導電材料經壓合後,形成電氣組件所需的電路。
官方 IPC 定義與層次結構
實務上,PCB 是由交替的介電層與銅箔層構成。銅層上佈有線路、平面、焊墊與通孔,用於連接元件。典型的 4 層 PCB 疊構可能如下:
銅層 – 預浸料或芯材 – 銅層 – 芯材 – 銅層
所有層次都經壓合固定。樹脂/玻璃基材提供機械強度與絕緣。IPC-2221 與 IPC-4101 標準規範了疊構幾何與材料特性。簡單來說,PCB 就是一塊多層三明治板,銅片(線路)負責導電,而非起司。
12 種核心 PCB 類型(2025 版)
工程師通常依結構與用途分類 PCB。以下為 2025 年最常見的 12 種基礎 PCB 類型:
單面 / 雙面 / 多層
- 單面板:僅有一層銅線路,成本最低,用於基本消費電子,如玩具、簡單電源電路。
- 雙面板:雙面皆有銅線,可透過通孔互連,常見於音響、電源供應器。
- 多層板:三層以上銅層,中間以絕緣材隔開,用於手機、路由器等高密度電路,並提供接地與電源平面以減少雜訊。
硬板 / 軟板 / 軟硬結合
- 硬板:最常見的 FR-4 板,剛性且平整,用於電腦、電視、工業控制。
- 軟板:使用可彎曲塑膠基材,適合空間受限或需動態彎曲的應用,如汽車、醫療。
- 軟硬結合板:結合硬板與軟板,用於高可靠度且需折疊或移動的場景,如相機模組、軍用設備。
金屬基板 / HDI / 高頻 / 陶瓷 / 厚銅
- 金屬基板(MCPCB):以鋁或銅為基底,具高導熱性,常用於 LED 照明與功率元件散熱。
- HDI 板:微孔、細線、高零件密度,適合 0.4 mm 以下間距的 BGA。
- 高頻板:使用 Rogers、PTFE 等低損耗材料,用於 RF、Wi-Fi、雷達。
- 陶瓷板:以氧化鋁或氮化鋁為基材,耐高溫、高導熱,用於高功率 LED。
- 厚銅板:銅厚達 3–20 oz,可承載 30 A 以上電流,用於電源模組、充電器。
依實際應用分類的電路板類型:
不同產業偏好不同 PCB 類型:
- 消費與行動:手機、平板、筆電使用多層 HDI 板,以達到小型化與高效能。
- 汽車與電動車:車用模組需耐振動與高溫,常選用厚銅或多層板,符合 IPC Class 2/3。
- 醫療:植入式裝置需 HDI 與軟板,診斷設備則用高可靠度多層硬板。
- 航太與國防:需零缺陷,使用高頻陶瓷或 PTFE 板,符合 IPC Class 3。
元件需求如何決定板型:
元件或設計需求將直接決定 PCB 類型:
BGA 與細間距 → HDI
0.5 mm 以下 BGA 需微孔與細線,必須採用 HDI 技術。
高電流 → 厚銅 / 金屬基板
大電流需增加銅截面積與散熱,厚銅或 MCPCB 為首選。
高電壓 → 高介電材料
數百伏以上需選高擊穿電壓材料並增加爬電距離。
必備 PCB 標準與等級
每位工程師都應了解:
IPC-6012D Class 2 vs Class 3
IPC-6012 是裸板品質標準。Class 2 用於一般消費與商業產品,允許輕微缺陷;Class 3 用於航太、醫療等關鍵應用,要求最高可靠度。
UL 94V-0、IPC-4101、RoHS 3、MIL-PRF-31032
UL 94V-0:垂直燃燒測試最高阻燃等級。
IPC-4101:基材規範,涵蓋 FR-4 等級。
RoHS 3:歐盟有害物質限制指令最新版。
新興與利基 PCB 趨勢
值得關注的未來趨勢:
嵌入式被動元件:嵌入式被動板將電阻、電容做在內層,減少元件數與體積。
3D 列印加法製造:3D 列印可在數小時內完成原型,並實現複雜幾何結構。
永續製造:採用可分解的生物基聚合物,降低電子廢棄物。
結論
總結來說,PCB 並非千篇一律。從玩具的單層 FR-4,到手機的多層 HDI,再到電動車的厚銅金屬基板,每種板型都有其使命。不論你是在手機裡塞滿晶片,還是為逆變器導通數十安培,總有一款 PCB 為你而生。
想深入了解?參考 JLCPCB 的 HDI、厚銅與柔性 PCB 指南。準備好打樣時,JLCPCB 幾乎能製造所有類型。
持續學習
為您的電子設計選擇合適的電子元件:技巧與最佳實踐
一塊裝有各種電子元件的印刷電路板(PCB) 選擇合適的電子元件對任何電子設計的成功至關重要。不論你是在為業餘專案設計簡單電路,還是為商業應用打造複雜系統,正確的元件選擇都能帶來決定性的差異。面對種類繁多的電子元件,往往不知從何下手。 本文將提供挑選合適電子元件的訣竅與最佳實踐,討論選型時的關鍵因素,包括性能需求、成本、供貨與可靠性,並指出常見錯誤,提供實用建議,確保你的電子設計成功。 什麼是電子元件? 電子元件是電子技術的基礎建構單元,用於電路中控制與調節電流。本文將概述最常見的電子元件類型、功能、特性與應用。 電路中的基本電子元件 電子元件種類繁多,各具獨特性質與功能,以下為最常見的幾類: 電阻器 電阻器為被動元件,用於限流、設定偏壓與分壓,遵循歐姆定律,關鍵參數為阻值、誤差、溫度係數(TCR)與功率額定。 常見電阻類型 碳膜電阻 – 成本低,適用於一般用途的中低功率場合。 金屬膜電阻 – 精度高、雜訊低、溫度穩定性佳,常用於精密類比電路。 線繞電阻 – 可承受高功率且熱穩定性優異,常見於電源、馬達驅動與大電流應用。 典型應用 限流 上拉/下拉網路 分壓器 放大器級偏壓 電容器 電容器以電場形式......
理解數位電路時序:Setup、Hold、污染延遲與時脈偏移
這是關於數位電路傳播延遲系列的第二篇文章。設計數位電路時,我們必須確保兩件事:第一是功能性,第二是時序。我們已在另一篇文章中介紹過基本模組。在電子領域,時間就是時脈的滴答聲,所有動作都基於這些時脈週期,它決定了電子電路的運作頻率、速度等。我們先前看過的電路只有在與時脈同步時才會運作,稱為時序電路。使用微控制器、FPGA 或 ASIC 時,必須符合時序限制,才能確保電路正確運作。今天我們將探討有哪些時序限制需要注意。本指南涵蓋基礎:setup 時間、hold 時間、污染(最小)延遲與時脈偏移,並說明它們如何在時序公式與實際設計中互動。 數位設計中的時序參數: 組合邏輯區塊有兩個重要的延遲指標: Tpd(傳播延遲,最大值):由組合邏輯元件所造成的最長可能延遲,用於 setup 檢查。 Tcd(污染延遲,最小值):最短可能延遲,用於 hold 檢查。 時脈週期(Tclk):用於某路徑之連續時脈邊緣之間的時間。 傳播延遲 vs 污染延遲: 傳播延遲(Tpd,最大值):閘極/邏輯區塊的最壞情況(最長)延遲,用於 setup 檢查,以確保最晚資料仍能滿足 setup。 污染/最小延遲(Tcd,最小值):閘極/......
PCB 板類型:規格與應用場景終極指南
印刷電路板(PCB)由絕緣層與導電層壓合而成,用於連接多個電子元件。可以把 PCB 想像成玻璃纖維與環氧樹脂疊成的複合板材,上面蝕刻出銅線路,作為訊號與電源的導電路徑。PCB 可以是單層、雙層(兩層導電層)或多層(三層以上導電層),在極小空間內容納大量電路。根據 IPC 的定義,PCB 是由導電與非導電材料經壓合後,形成電氣組件所需的電路。 官方 IPC 定義與層次結構 實務上,PCB 是由交替的介電層與銅箔層構成。銅層上佈有線路、平面、焊墊與通孔,用於連接元件。典型的 4 層 PCB 疊構可能如下: 銅層 – 預浸料或芯材 – 銅層 – 芯材 – 銅層 所有層次都經壓合固定。樹脂/玻璃基材提供機械強度與絕緣。IPC-2221 與 IPC-4101 標準規範了疊構幾何與材料特性。簡單來說,PCB 就是一塊多層三明治板,銅片(線路)負責導電,而非起司。 12 種核心 PCB 類型(2025 版) 工程師通常依結構與用途分類 PCB。以下為 2025 年最常見的 12 種基礎 PCB 類型: 單面 / 雙面 / 多層 單面板:僅有一層銅線路,成本最低,用於基本消費電子,如玩具、簡單電源電路。 雙面板:......
PCB 基板材料之熱阻與效能比較
印刷電路板(PCB)是現代電子產品不可或缺的一部分,作為從智慧型手機到醫療設備等多種裝置的骨幹。在 PCB 設計中,基板材料的選擇是一項關鍵因素,特別是在涉及 PCB 阻抗、熱阻以及整體效能時。在本文中,我們將比較三種常見 PCB 基板材料的熱阻與效能:FR-4、鋁基板與陶瓷基板,並為尋求優化 PCB 熱效能的設計師提供建議。我們還將探討其他基板材料,並提供這些材料常見應用的額外範例。 三種常見的 PCB 基板材料 FR-4 基板材料 (圖片來源:Jichangsheng Technology) FR-4 是 PCB 製造中廣泛使用的基板材料。它是一種以環氧樹脂為基礎的層壓材料,由玻璃纖維布和阻燃樹脂組成。FR-4 具有良好的機械強度和優異的電絕緣特性,使其成為許多應用的熱門選擇。然而,它的導熱率相對較低,這會限制其散熱能力。 改善 FR-4 熱效能的一種方法是使用較厚的銅層和較寬的走線,以增加散熱表面積。另一種選擇是使用散熱孔(Thermal Vias),為熱量從元件傳遞到電路板另一側提供路徑。此外,設計師可以使用散熱片來改善熱管理,儘管這可能會增加電路板的成本。 鋁基板材料 鋁是一種金屬基底材......
FR-4 與 Rogers:您應該選擇哪種 PCB 材料?
傳統上,製造商一直使用具備耐熱特性且生產成本較低的材料來製造 PCB。隨著電子產業在高頻應用方面的需求日益增長,僅靠 FR-4 已不足以應付。某些設備雖然不一定會處於極端溫度下,但可能必須在射頻下運作。根據射頻所要求的極端效能條件,必須使用如 羅傑斯等專門材料,才能發揮 PCB 的最佳功能。請參閱我們近期關於 PCB 設計中不同類型導通孔的文章。Rogers 廣泛的 PCB 材料組合使其能夠應用於多種領域,包括: • 5G NR 毫米波天線 • 衛星通訊 • 雷達系統 • 車用感測器 • 航太航空電子設備 • 高速資料通訊 • 測試儀器 讓我們來探討為何 Rogers PCB 材料是這些尖端電子領域的優質解決方案。 什麼是 FR-4: FR-4 是一種熱固性玻璃纖維強化環氧樹脂複合材料。它是大多數 PCB 的傳統基礎材料,也是『等級 4 阻燃』(Flame Retardant Level 4)的縮寫。作為一種由環氧樹脂和玻璃纖維製成的複合材料,製造商將其加工成片狀,並在其中一側或兩側壓合銅箔。 FR-4 的關鍵特性與特徵: 低成本:FR-4 是最經濟的 PCB 基板材料之一。 適中的介電常數:1 ......
十大常用電子元件指南
電子元件是電子技術的基本要素,也是電子電路不可或缺的構建模組。隨著電子技術及其應用領域的快速發展,設計過程中使用的元件數量日益增加。對於電子工程師或愛好者而言,掌握常用電子元件的特性與應用至關重要。本文介紹工程師最常用的十大電子元件,並提供選擇合適元件的指導。 電阻器 它是電路中最常用的元件,是一種限流元件。電阻器對電流具有阻礙作用。透過改變電阻器的電阻值,可以控制所連接支路的電流,從而確保電子設備中的各種元件在其額定電流下穩定工作。常見的電阻器包括熱敏電阻、壓敏電阻、分壓電阻、色環電阻、功率電阻和光敏電阻。這些電阻器可以用符號 Ω 或字母 R 表示。 電容器 在電路科學中,電容器具有在特定電壓下儲存電荷的能力。這種能力稱為電容,以 C 表示。電容的單位是法拉,標記為 F。電容器的電容值決定了其儲存電荷的能力。在電路圖中,電容器通常以字母 C 開頭標識,例如 C01、C02、C03、C100 等。 二極體 二極體,也稱為晶體二極體或簡稱二極體,由兩個電極(端子)組成。它具有單向導電特性,只允許電流朝一個方向流動。它可用於整流、保護、開關和檢波等應用。 齊納二極體 齊納二極體是一種具有單向導電特性的......