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PCB的历史 1925年，美国的Charles Ducas 在绝缘基板上印刷出线路图案，再以电镀的方式，建立导线。这是开启现代PCB技术的一个标志。 1947年，环氧树脂开始用做制造基板。 1953年，Motorola开发出电镀贯穿孔法的双面板，后应用到多层电路板上。 1960年，V. Dahlgreen以印有电路的金属箔膜贴在塑胶中，制作出软性印刷电路板。 1961年，美国的Hazeltine Corporation参考了电镀贯穿孔法，制作出多层板。 1995年，松下电器开发了ALIVH的增层印刷电路板。 1996年，东芝开发了B2IT的增层印刷电路板。 20世纪末，Rigid-Flex、埋阻、埋容、金属基板等新技术不断涌现，PCB不仅是完成互连功能的载体，而且作为所有电子产品中一个极为重要的部件，在当今的电子产品中起到举足轻重的作用。 PCB设计的发展趋势 电子产业在摩尔定律的驱动下，产品的功能越来越强，集成度越来越高，信号的速率越来越快，产品的研发周期也越来越短。由于电子产品不断微小化、精密化、高速化，PCB设计不仅仅要完成各元器件的线路连接，更要考虑高速、高密带来的各种挑战。 PCB设计不再是硬件开发的附属，而成为产品硬件开发中“前端IC，后端PCB，SE集成”的重要一环。 IC公司不仅完成芯片的开发，同时给出典型应用原理图设计参考。 系统工程师根据产品功能需要，完成IC选型，功能定义，按照IC公司的原理参考设计完成产品的原理图开发;传统硬件工程师电路开发的工作逐渐减少，电路开发工作逐渐转向IC工程师、PCB工程师身上。 PCB工程师根据系统工程师提供的原理方案，在结构工程师的配合下，在整体考虑SI、PI、EMI、结构、散热的情况下，根据当前主流PCB工厂的加工能力、工艺参数完成PCB设计。 PCB设计将呈现如下趋势。 1.研发周期不断缩短 电子产品的更新换代加剧，新功能层出不穷，缩短了消费类电子产品的使用寿命。上市机会窗的缩短，迫使产品研发加速，PCB的开发周期也相应被压缩。 PCB工程师的解决对策： 要采用一流的EDA工具软件。 追求一板成功，PCB专业工程师综合考虑各方面因素，力争一次成功。 多人并行设计，分工合作。 模块重用，重视技术沉淀。 此外，PCB工程师提前介入产品研发流程，以减少后续返工，这也是非常重要且必要的。 2.信号速率的不断提高 随着信号速率的不断提升，信号完整性不断困扰着研发人员，包括总线驱动能力、信号的反射、串扰、时序等。 PCB工程师的解决对策：专业SI工程师参与，PCB设计工程师掌握一定的高速PCB设计技能。 3.单板密度加大 从面包板到单面板，再到双面板、多层板、HDI板，电子产品的小型化加剧了PCB设计的高密度、精细化。50～75μm微细导线已逐渐成为主流，在智能终端设备上被广泛使用。 PCB工程师的解决对策：PCB工程师必须紧跟业界前沿，了解新材料、新工艺，例如埋阻、埋容技术、HDI技术等。采用能支撑高密PCB设计的一流EDA软件。封装基板技术将被逐渐引入常规PCB设计中。 4.门电路工作电压越来越低 电子技术的发展，使得电路的工作电压越来越低、电流越来越大。低电压工作虽然有利于降低电路的整体功率消耗，但也给PCB的电源设计提出了新的难题。 PCB工程师的解决对策：理清电源通道，不仅要满足载流能力的需要，还要通过适当增加去耦电容，必要时采用电源地平面相邻、紧耦合的方式，以降低电源地平面阻抗，减少电源地噪声。此外，埋容技术能有效降低电源地平面阻抗，在高密终端电子设备中正逐渐受到青睐。为了应对低电压时代的电源地噪声问题，专职PI工程师成为必要。 门电路翻转提供电源供给路径，如图1-1所示。 5.SI、PI、EMI问题趋于复杂 高速信号衍生的高次谐波，延伸了频带宽度;不同信号之间的串扰、共阻抗通道增加了信号之间的干扰。产品小型化、高度集成化带来PCB设计的高密度，这进一步加剧了SI、PI、EMI问题的产生。 PCB工程师的解决对策： PCB设计工程师需具备高速PCB的SI、PI、EMI设计基本技能。此外，专业SI、PI、EMI工程师参与PCB设计非常必要。 随着信号速率的进一步提升，使用传统电路的方式解决高速问题已逐渐吃力，采用三维电、借助近场探头测出的RE指标及特定频率的EMI物理空间分布图，从磁场的角度分析SI、PI、EMI成为必然。
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