為何1.6mm是PCB設(shè)計(jì)的黃金標(biāo)準(zhǔn)？

一般的PCB成品板厚的常規(guī)厚度是0.8mm到1.6.mm之間這個(gè)規(guī)格，而更常見的板厚規(guī)格默認(rèn)是按公制單位1.6 mm (英制單位約為63mil)來設(shè)計(jì)的，很多接插件的標(biāo)準(zhǔn)也按照1.6mm這個(gè)規(guī)格來適配，那1.6mm這個(gè)厚度標(biāo)準(zhǔn)是怎樣來的呢？

通過PCB設(shè)計(jì)一板即成功專欄的《PCB的發(fā)展歷史》章節(jié)我們了解到，在電子管時(shí)代，PCB產(chǎn)業(yè)還處于萌芽階段，由于電子管元件發(fā)熱量大，體積笨重，不方便在印刷電路板上進(jìn)行安裝(需要一定的機(jī)械強(qiáng)度)，當(dāng)時(shí)的電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造基本上是手工搭棚安裝，當(dāng)然，這也與PCB的基板材料的發(fā)展有關(guān)，作為PCB基材的環(huán)氧樹脂（詳見專欄的PCB基材之樹脂這一章節(jié)）、PCB基材之增強(qiáng)材料、銅箔等制造技術(shù)還未有實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)。

在20世紀(jì)20年代，電路開發(fā)人員使用電木（酚醛樹脂）、石膏板、硬紙板，甚至是薄木片建造電路板（形式類似于洞洞板或者面包板，有別于印刷電路板）。他們?cè)诓牧仙香@孔，然后用鉚釘或螺栓將扁平的銅線固定在電路板上形成互聯(lián)電路。

1920 年代由 Signal 制造的TRF收音機(jī)是在木制面包板上建造的

其中，電木也即酚醛樹脂，由德國化學(xué)家阿道夫·馮·拜爾（1835年－1917年）于1872年首次合成。1907年，出生于比利時(shí)的美國化學(xué)家利奧·亨德里克·貝克蘭（1863年－1944年）改進(jìn)了酚醛樹脂的生產(chǎn)技術(shù)，將樹脂實(shí)用化、工業(yè)化。1910年，他建立通用貝克萊特公司（General Bakelite），并用根據(jù)自己的名字賦予酚醛樹脂商標(biāo)名“Bakelite”。

20世紀(jì)初，依靠貝克蘭的酚醛樹脂制造專利，在德國、英國、法國和日本等國家，先后實(shí)現(xiàn)了酚醛樹脂的工業(yè)化生產(chǎn)。酚醛樹脂也開始廣泛用于收音機(jī)的旋鈕、轉(zhuǎn)盤、安裝元器件的電路板（非印刷電路板），甚至收音機(jī)的產(chǎn)品外殼等。

1921年，F(xiàn)ormica（富美家）公司制造的層壓板已被整合到家用收音機(jī)和船用收音機(jī)的制造中，1927年，F(xiàn)ormica公司發(fā)現(xiàn)通過平版印刷工藝添加裝飾紙，他們的層壓板可以制成模擬木紋和大理石的圖案。隨著層壓板變得更加豐富多彩和具有裝飾性，其市場迅速擴(kuò)大，當(dāng)時(shí)很多工作臺(tái)都采用酚醛層壓板作為臺(tái)面表層的裝飾面板。

酚醛層壓板是一種堅(jiān)固且良好絕緣的高分子材料，具有耐熱、防水、耐化學(xué)性和可承受大電流的特性，雖然其不是專門作為電路板用途而開發(fā)的，更廣泛的應(yīng)用于裝飾性面板用途，但酚醛層壓板無論是鉆孔性能或者作為電子管的安裝支撐，其強(qiáng)度相對(duì)于石膏板、硬紙板，或者是薄木片都要好很多，選用酚醛層壓板替代硬紙板或者薄木板作為電路板是自然而然的事情。

但在酚醛層壓板上打孔然后接線將所有電子元件連接在一起依然是一件非常費(fèi)力的事情，比玩洞洞板還要費(fèi)勁，畢竟洞洞板還預(yù)先打好了孔。沒過多久，有人就想出了一種方法，把一張銅箔粘在酚醛層壓板上，然后把元件之間的互聯(lián)線路蝕刻在銅箔上（1913年，英國的Berry發(fā)明了采用抗蝕劑涂敷在金屬箔上，再進(jìn)行蝕刻沒有涂敷部分，從而形成導(dǎo)電圖形的技術(shù)），這就制成了一個(gè)單面印刷電路板。很快，多個(gè)電路板之間的互聯(lián)系統(tǒng)的發(fā)展產(chǎn)生了對(duì)板對(duì)板連接器的相關(guān)的需求。

而1/16英寸或63mil，則是當(dāng)時(shí)酚醛層壓板的生產(chǎn)厚度，板對(duì)板連接器自然也是按照1/16英寸（約63mil或者1.6mm）的板厚進(jìn)行設(shè)計(jì)的，這就形成了配套的產(chǎn)業(yè)鏈，1/16英寸（約63mil或者1.6mm）板厚也就形成了行業(yè)默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。

如今，基板材料的發(fā)展已經(jīng)非常多樣化，但1.6mm(或者英制單位的63mil)依然是PCB板廠的默認(rèn)成品板厚，但標(biāo)準(zhǔn)板厚范圍擴(kuò)展到了0.8mm~1.6mm。（具體以板廠的工藝為準(zhǔn)，有些板廠是0.6mm~2.5mm）

當(dāng)然，如果要生產(chǎn)更薄或者更厚（比如20層板）的PCB也是可以的，比如0.4mm或者3.0mm，但需要額外支付板材費(fèi)用，所以PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行考慮。

在確定 PCB 板厚時(shí)，需要考慮許多設(shè)計(jì)和制造因素，如：

• 銅厚

• 板材

• PCB的層數(shù)

• 信號(hào)類型

• 通孔的類型

• 操作環(huán)境

影響PCB厚度的制造因素包括：

• 鉆孔設(shè)備的工藝能力

• 銅厚

• 層數(shù)

• 分板方法

對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)厚度的PCB設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的因素：

1.板廠的工藝能力

首先要考慮的是你的板廠是否有設(shè)備來制造你所需要的電路板厚度。這一決定應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中盡早作出，同時(shí)還要考慮其他相關(guān)DFM的設(shè)計(jì)要求。否則，你可能會(huì)被迫進(jìn)行修改并重新設(shè)計(jì)你的PCB層疊結(jié)構(gòu)。

2. 延長交付時(shí)間

如果選擇了板廠不是常備的材料，往往會(huì)造成PCB的生產(chǎn)周期延長，所以對(duì)于非標(biāo)板厚需要考慮交付時(shí)間。

3. 額外的費(fèi)用

這可能是最為重要的一點(diǎn)，你需要評(píng)估特殊板材的成本、額外的制造成本以及延長交付的時(shí)間成本，以確定額外成本是否可以接受。

優(yōu)先采用標(biāo)準(zhǔn)的PCB厚度將使你的板子制造得更快，成本更低。但是，如果你決定選擇非標(biāo)厚度，那么你在啟動(dòng)PCB設(shè)計(jì)之前，就應(yīng)該第一時(shí)間與板廠溝通，確保板廠的工藝可以制造，并且溝通好交付時(shí)間以及額外的制造費(fèi)用。