什麼是空白電路板(裸 PCB)以及它的用途
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沒有任何電子零件的印刷電路板(PCB)稱為空白 PCB 或裸板 PCB。相對地,PCBA 則是已裝上所有所需電子零件的 PCB。由於電路板表面覆蓋一層銅,空白 PCB 有時也被稱為「覆銅」電路板。空白 PCB 由多層環氧玻璃纖維、銅箔與 PCB 油墨構成。在銅箔之前,空白印刷電路板上有非導電的預浸層,並包含一張基材板。銅填充的導通孔連接多層銅走線。
裸板 PCB 可分為單面、雙面與多層等類型,可依複雜度與用途選擇疊構。製作時使用 FR-4(玻璃纖維環氧樹脂)、聚醯亞胺(用於軟板)或金屬核心材料等基材,以因應高功率應用。下文將進一步說明。本文介紹空白 PCB 的定義、用途與製程,並示範如何利用 JLCPCB 的製板服務製作空白 PCB。
1. 零 PCB 與空白 PCB 的差異:
零 PCB(亦稱萬用板或洞洞板)是預製的板子,帶有孔陣列與銅焊盤,用於手動電路原型製作。零件插入孔中,再以導線或焊錫橋接。零 PCB 適合快速小規模實驗,但無法支援複雜或高密度電路。
空白 PCB 則是依特定電路設計客製生產的板子,無預鑽孔或銅走線,可依需求製成任意形狀、尺寸或層數,用於專業 原型與量產。
2. 裸板 PCB 的結構
典型的空白電路板包含下列層次:
⦁ 基材(基礎材料):提供機械支撐與絕緣。
⦁ 銅層:導電路徑,用於連接電子零件。
⦁ 防焊層:保護銅走線,防止焊接時焊錫橋接。
⦁ 絲印:印刷文字或符號,標示零件位置與參考代號。
3. 如何在 JLCPCB 製作空白 PCB
JLCPCB 是價格實惠、交期快速且流程完整的 PCB 製造服務。透過 JLCPCB 製作空白 PCB 的步驟如下:
1. 準備 Gerber 檔案
使用 KiCad、Altium Designer 或 Eagle 等 PCB 設計軟體繪製電路,匯出包含銅層、防焊層、絲印層與鑽孔資料的 Gerber 檔案。
2. 進入 JLCPCB 網站
登入帳號並建立新訂單,上傳 Gerber 檔案,平台會自動渲染板子預覽。
3. 設定 PCB 規格
選擇板子參數,例如:
⦁ 尺寸與數量
⦁ 層數
⦁ 板厚
⦁ 銅厚
⦁ 表面處理(HASL、ENIG 等)
⦁ 防焊顏色
由於訂購的是空白 PCB,不需上傳 BOM 或貼片檔案。
4. 下單付款
確認所有參數後進入結帳,依交期與預算選擇運送方式。
5. 收貨並使用空白 PCB
收到板子後即可進行零件組裝,可手焊或透過自動貼片機完成。
4. 空白 PCB 的種類:
1. FR-4
最常見的空白 PCB 為 FR4 PCB。FR4 並非材料名,而是第四級阻燃等級。FR4 PCB 實際為環氧玻璃纖維 PCB,介於銅層間的預浸片亦為部分固化的環氧玻璃纖維。FR4 空白 PCB 易於生產,在相同層數與線路複雜度下成本較低。
2. 金屬核心 PCB
金屬核心 PCB 包含銅核心或鋁核心,常用於 LED 照明與高功率應用,其導熱能力遠高於 FR4。
3. 軟硬結合板
以 PI 或 PET 為基材的可撓空白 PCB 稱為軟板或軟硬結合板;軟硬結合板在可撓區域外另疊合 FR4 PCB 層。
4. 高頻 PCB
高頻 PCB 亦稱高速或射頻微波 PCB,採 PTFE 基材,可收發高頻訊號,應用於天線、雷達、防撞系統、GPS、手機、飛彈系統等。
5. 混合訊號裸板 PCB 設計準則:
分區佈線:類比訊號與時脈訊號應分離,兩區保持 20H 間距,H 為頂層至最近參考地層的距離。
阻抗匹配:設計時須確保阻抗一致並降低 電磁干擾,以減少訊號反射並維持訊號完整性。
6. 使用空白 PCB 的優點:
首先,設計者能以極低成本測試電路並驗證想法;待電路完善後再進行正式焊接與組裝。其次,DIY 電子愛好者廣泛使用裸板,因為公開板無法滿足需求時可從頭製作。主要優勢如下:
現代電子製造依賴空白 PCB 的多樣性與適應性,它是電路設計的基石,為創新電子產品提供堅實基礎。
空白 PCB 測試:
外形尺寸:裸板在零件尚未安裝前就可能存在缺陷,若板框不合格,後續將引發諸多問題。
製程缺陷:常見問題包括蝕刻不足、過蝕與孔洞缺陷,微小瑕疵都可能導致失效。隨著元件密度提高,多層板需求上升,裸板測試更顯重要。
若將裸板比作骨架,零件便是器官與肌肉;堅固的骨架可避免高價零件的長期浪費。
結論
空白印刷電路板是所有電子產品的基礎。透過 JLCPCB 等服務,自訂空白 PCB 變得前所未有的簡單。只需設計檔案與幾個設定步驟,即可將數位電路圖轉化為可量產的實體板。無論專業工程師或電子愛好者,理解並善用空白 PCB 都是硬體開發成功的關鍵。若對空白或裸板 PCB 的疊構、層數或設計問題有任何疑問,歡迎聯繫 JLCPCB 支援團隊。
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