แผ่นวงจรพิมพ์ ( PCB ) หรือที่รู้จักกันในชื่อแผ่นวงจรพิมพ์ ( PWB ) เป็น โครงสร้างแบบแซนด์วิช เคลือบของชั้นนำไฟฟ้าและฉนวน โดยแต่ละชั้นมีรูปแบบของร่องรอย ระนาบ และคุณลักษณะอื่นๆ (คล้ายกับสายไฟบนพื้นผิวเรียบ) ที่สลักจากแผ่นทองแดงหนึ่งแผ่นหรือมากกว่าที่เคลือบอยู่บนหรือระหว่างแผ่นของวัสดุพื้นฐานที่ไม่นำไฟฟ้า^{[ 1 ]} PCB ใช้สำหรับเชื่อมต่อหรือ " เดินสาย " ส่วนประกอบต่างๆเข้าด้วยกันในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ส่วนประกอบทางไฟฟ้าอาจถูกยึดติดกับแผ่นนำไฟฟ้าบนชั้นนอก โดยทั่วไปโดย การบัดกรีซึ่งทั้งเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและยึดส่วนประกอบเข้ากับแผ่นวงจรทางกล อีกกระบวนการผลิตหนึ่งจะเพิ่มviasซึ่งเป็นรูเจาะที่บุด้วยโลหะที่ช่วยให้การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าเกิดขึ้นระหว่างชั้นนำไฟฟ้าบนแผ่นวงจรที่มีมากกว่าหนึ่งด้าน

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ถูกนำมาใช้ในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์เกือบทั้งหมดในปัจจุบัน ทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก PCB ได้แก่การพันสายไฟและการสร้างแบบจุดต่อจุดซึ่งเคยได้รับความนิยมแต่ปัจจุบันแทบไม่ได้ใช้แล้ว PCB ต้องใช้ความพยายามในการออกแบบเพิ่มเติมเพื่อวางผังวงจร แต่การผลิตและการประกอบสามารถทำได้โดยอัตโนมัติ มี ซอฟต์แวร์ การออกแบบอัตโนมัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถทำงานด้านการวางผังได้มากมาย การผลิตวงจรจำนวนมากด้วย PCB นั้นถูกกว่าและเร็วกว่าวิธีการเดินสายแบบอื่น เนื่องจากมีการติดตั้งและเดินสายส่วนประกอบในขั้นตอนเดียว สามารถผลิต PCB จำนวนมากได้ในเวลาเดียวกัน และการวางผังจะต้องทำเพียงครั้งเดียวเท่านั้น PCB ยังสามารถผลิตด้วยมือได้ในปริมาณน้อย แต่จะได้ประโยชน์น้อยลง^{[ 2 ]}

แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) สามารถเป็นแบบด้านเดียว (ชั้นทองแดงหนึ่งชั้น), สองด้าน (ชั้นทองแดงสองชั้นบนทั้งสองด้านของชั้นวัสดุพื้นฐานหนึ่งชั้น) หรือหลายชั้น (ชั้นวัสดุพื้นฐานซ้อนกันโดยมีแผ่นทองแดงเคลือบอยู่ระหว่างแต่ละชั้นและอยู่ด้านนอกสุด) แผ่นวงจรพิมพ์หลายชั้นให้ความหนาแน่นของชิ้นส่วนสูงกว่ามาก เนื่องจากร่องรอยวงจรบนชั้นภายในจะใช้พื้นที่ผิวระหว่างชิ้นส่วนต่างๆ ความนิยมที่เพิ่มขึ้นของแผ่นวงจรพิมพ์หลายชั้นที่มีระนาบทองแดงมากกว่าสองชั้น และโดยเฉพาะอย่างยิ่งมากกว่าสี่ชั้น เกิดขึ้นพร้อมกับการนำเทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว มาใช้ อย่างไรก็ตาม แผ่นวงจรพิมพ์หลายชั้นทำให้การซ่อมแซม การวิเคราะห์ และการดัดแปลงวงจรในภาคสนามทำได้ยากขึ้นมากและมักไม่สามารถทำได้ในทางปฏิบัติ

ตลาดโลกสำหรับ PCB เปล่ามีมูลค่าเกิน 60.2 พันล้าน ดอลลาร์สหรัฐในปี 2557 ^{[ 3 ]}และคาดการณ์ว่าจะมีมูลค่า 80.33 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2567 และคาดว่าจะมีมูลค่า 96.57 พันล้านดอลลาร์สหรัฐในปี 2562 โดยเติบโตในอัตรา 4.87% ต่อปี^{[ 4 ]}

ก่อนการพัฒนาแผงวงจรพิมพ์ วงจรไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์จะต่อสายแบบจุดต่อจุดบนตัวถัง โดยทั่วไป ตัวถังจะเป็นโครงหรือถาดโลหะแผ่น บางครั้งอาจมีฐานเป็นไม้ ชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกยึดติดกับตัวถัง โดยปกติจะใช้ฉนวนเมื่อจุดเชื่อมต่อบนตัวถังเป็นโลหะ จากนั้นจึงต่อขาของชิ้นส่วนเหล่านั้นโดยตรงหรือใช้สายจัมเปอร์โดยการบัดกรีหรือบางครั้งอาจใช้ ตัวเชื่อมต่อแบบ บีบตัวเชื่อมต่อสายไฟบนขั้วต่อแบบสกรู หรือวิธีการอื่นๆ วงจรมีขนาดใหญ่ เทอะทะ หนัก และค่อนข้างเปราะบาง (แม้จะไม่นับรวมซองแก้วที่แตกง่ายของหลอดสุญญากาศที่มักรวมอยู่ในวงจร) และการผลิตต้องใช้แรงงานมาก ดังนั้นผลิตภัณฑ์จึงมีราคาแพง

การพัฒนาวิธีการที่ใช้ในแผงวงจรพิมพ์สมัยใหม่เริ่มต้นขึ้นในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในปี 1903 อัลเบิร์ต แฮนสัน นักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน ได้อธิบายถึงตัวนำฟอยล์แบนที่เคลือบลงบนแผ่นฉนวนเป็นชั้นๆโทมัส เอดิสันทดลองวิธีการทางเคมีในการชุบตัวนำลงบนกระดาษลินินในปี 1904 อาร์เธอร์ เบอร์รี จดสิทธิบัตรวิธีการพิมพ์และกัดในสหราชอาณาจักรในปี 1913 และในสหรัฐอเมริกาแม็กซ์ สคูปได้รับสิทธิบัตร^{[ 5 ]}ในการพ่นโลหะด้วยเปลวไฟลงบนแผ่นวงจรผ่านหน้ากากที่มีลวดลาย ชาร์ลส์ ดูคาส จดสิทธิบัตรวิธีการชุบด้วยไฟฟ้าของลวดลายวงจรในปี 1925 ^{[ 6 ]}

ก่อนการประดิษฐ์แผงวงจรพิมพ์ และมีหลักการคล้ายคลึงกัน คืออุปกรณ์ผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ (ECME) ของจอห์น ซาร์โกรฟ ซึ่งพัฒนาขึ้นระหว่างปี 1936-1947 โดยใช้วิธีการพ่นโลหะลงบนแผ่นพลาสติก เบคไลต์ ECME สามารถผลิตแผงวงจรวิทยุได้สามแผ่นต่อนาที

พอล ไอส์เลอร์วิศวกรชาวออสเตรียคิดค้นวงจรพิมพ์ขึ้นเป็นส่วนหนึ่งของเครื่องรับวิทยุขณะทำงานในสหราชอาณาจักรราวปี 1936 ต่อมาในปี 1941 วงจรพิมพ์หลายชั้นถูกนำไปใช้ในทุ่นระเบิดทางทะเลที่ใช้สนามแม่เหล็ก ของ เยอรมนี

ประมาณปี 1943 สหรัฐอเมริกาเริ่มใช้เทคโนโลยีนี้ในวงกว้างเพื่อผลิตฟิวส์ระยะใกล้สำหรับใช้ในสงครามโลกครั้งที่สอง^{[ 6 ]}ฟิวส์ดังกล่าวต้องใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทนทานต่อการยิงจากปืน และสามารถผลิตได้ในปริมาณมาก แผนก Centralab ของ Globe Union ได้ยื่นข้อเสนอโดยใช้เทคโนโลยีฟิล์มหนาซึ่งตรงตามข้อกำหนด แผ่นเซรามิกจะถูกพิมพ์สกรีนด้วยสีโลหะสำหรับตัวนำและวัสดุคาร์บอนสำหรับตัวต้านทานโดยมีตัวเก็บประจุแบบแผ่นเซรามิกและหลอดสุญญากาศขนาดเล็กพิเศษบัดกรีเข้าที่^{[ 7 ]}เทคนิคนี้พิสูจน์แล้วว่าใช้งานได้ และสิทธิบัตรที่ได้จากกระบวนการนี้ ซึ่งถูกจัดเป็นความลับโดยกองทัพสหรัฐฯ ได้ถูกมอบให้แก่ Globe Union จนกระทั่งปี 1984 สถาบันวิศวกรรมไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ (IEEE) จึงได้มอบ รางวัล Cledo Brunettiให้แก่ Harry W. Rubinstein สำหรับการมีส่วนร่วมที่สำคัญในช่วงเริ่มต้นในการพัฒนาส่วนประกอบและตัวนำแบบพิมพ์บนพื้นผิวฉนวนทั่วไป ในปี 1984 รูบินสไตน์ได้รับเกียรติจาก มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสันซึ่งเป็นสถาบันที่เขาจบการศึกษาสำหรับนวัตกรรมของเขาในด้านเทคโนโลยีวงจรพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์และการผลิตตัวเก็บประจุ^{[ 8 ] [ 9 ]}สิ่งประดิษฐ์นี้ยังแสดงถึงก้าวสำคัญในการพัฒนา เทคโนโลยี วงจรรวมเนื่องจากไม่เพียงแต่การเดินสายเท่านั้น แต่ส่วนประกอบแบบพาสซีฟก็ถูกผลิตบนพื้นผิวเซรามิก ด้วย

ในปี 1948 สหรัฐอเมริกาได้นำสิ่งประดิษฐ์นี้มาใช้ในเชิงพาณิชย์ วงจรพิมพ์ไม่ได้แพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคจนกระทั่งช่วงกลางทศวรรษ 1950 หลังจากที่ กองทัพสหรัฐฯ ได้พัฒนากระบวนการ ประกอบอัตโนมัติในช่วงเวลาเดียวกันนั้น ในสหราชอาณาจักรก็มีการดำเนินงานในลักษณะเดียวกันโดยGeoffrey Dummer ซึ่งขณะนั้น ทำงาน อยู่ที่RRDE

Motorola เป็นผู้นำในช่วงแรกในการนำกระบวนการนี้มาใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค โดยประกาศในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2495 ว่าจะนำ "วงจรชุบ" มาใช้ในวิทยุบ้านหลังจากการวิจัยเป็นเวลาหกปีและการลงทุน 1 ล้านดอลลาร์^{[ 10 ]} Motorola เริ่มใช้คำที่จดทะเบียนเครื่องหมายการค้าสำหรับกระบวนการนี้ คือ PLAcir ในโฆษณาวิทยุสำหรับผู้บริโภคในไม่ช้า^{[ 11 ]} Hallicrafters เปิดตัวผลิตภัณฑ์วงจรพิมพ์ "foto-etch" ตัวแรก ซึ่งเป็นวิทยุนาฬิกา เมื่อวันที่ 1 พฤศจิกายน พ.ศ. 2495 ^{[ 12 ]}

แม้ว่าแผงวงจรพิมพ์จะเริ่มมีจำหน่ายแล้ว แต่โครงสร้างตัวถังแบบจุดต่อจุดยังคงใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม (เช่น โทรทัศน์และเครื่องเสียง) อย่างน้อยจนถึงช่วงปลายทศวรรษ 1960 แผงวงจรพิมพ์ถูกนำมาใช้เพื่อลดขนาด น้ำหนัก และต้นทุนของชิ้นส่วนวงจร ในปี 1960 เครื่องรับวิทยุขนาดเล็กสำหรับผู้บริโภคอาจสร้างขึ้นโดยใช้แผงวงจรพิมพ์เพียงแผงเดียว แต่โทรทัศน์อาจมีแผงวงจรพิมพ์มากกว่าหนึ่งแผง

เดิมที ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ทุกชิ้นจะมีสาย ไฟ และแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) จะมีรูเจาะสำหรับสายไฟแต่ละเส้นของแต่ละชิ้นส่วน จากนั้นจึงเสียบสายไฟของชิ้นส่วนเข้าไปในรูและบัดกรีเข้ากับลายทองแดงบนแผ่นวงจรพิมพ์ วิธีการประกอบแบบนี้เรียกว่า การประกอบ แบบรูทะลุ (through-hole construction ) ในปี 1949 Moe Abramson และ Stanislaus F. Danko จากหน่วยสื่อสารกองทัพบกสหรัฐฯ ได้พัฒนา กระบวนการประกอบ อัตโนมัติ (Auto-Sembly)โดยเสียบสายไฟของชิ้นส่วนเข้าไปในรูปแบบการเชื่อมต่อบนแผ่นฟอยล์ทองแดงและบัดกรีแบบจุ่มสิทธิบัตรที่พวกเขาได้รับในปี 1956 ได้ถูกมอบให้แก่กองทัพบกสหรัฐฯ^{[ 13 ]}ด้วยการพัฒนา เทคนิค การเคลือบและการกัดแผ่นวงจร แนวคิดนี้ได้พัฒนาไปสู่กระบวนการผลิตแผ่นวงจรพิมพ์มาตรฐานที่ใช้ในปัจจุบัน การบัดกรีสามารถทำได้โดยอัตโนมัติโดยการผ่านแผ่นวงจรไปบนคลื่นหรือระลอกของตะกั่วหลอมเหลวใน เครื่อง บัดกรีแบบคลื่นอย่างไรก็ตาม สายไฟและรูนั้นไม่มีประสิทธิภาพ เนื่องจาก1การเจาะรูมีราคาแพงและสิ้นเปลืองดอกสว่าน และสายไฟที่ยื่นออกมาจะถูกตัดทิ้ง

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 ชิ้นส่วนแบบติดตั้งบนพื้นผิวได้เข้ามาแทนที่ชิ้นส่วนแบบเจาะรูมากขึ้นเรื่อยๆ ทำให้ได้แผงวงจรขนาดเล็กลงและต้นทุนการผลิตต่ำลง แต่ก็ทำให้การซ่อมแซมยากขึ้นเช่นกัน

ในช่วงทศวรรษ 1990 การใช้แผ่นวงจรพิมพ์หลายชั้นเริ่มแพร่หลายมากขึ้น ส่งผลให้ขนาดลดลงไปอีก และมีการนำ PCB ทั้งแบบยืดหยุ่นและแบบแข็งมาใช้ในอุปกรณ์ต่างๆ มากขึ้น ในปี 1995 ผู้ผลิต PCB เริ่มใช้ เทคโนโลยี ไมโครเวียเพื่อผลิต PCB ที่มีการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูง (HDI) ^{[ 14 ]}

ความก้าวหน้าล่าสุดในด้านการพิมพ์ 3 มิติทำให้เกิดเทคนิคใหม่ๆ มากมายในการสร้างแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สามารถใช้การพิมพ์อิเล็กทรอนิกส์ 3 มิติ (PEs) ในการพิมพ์ชิ้นงานทีละชั้น และหลังจากนั้นสามารถพิมพ์ชิ้นงานด้วยหมึกเหลวที่มีฟังก์ชันการทำงานทางอิเล็กทรอนิกส์ได้

เทคโนโลยี HDI (High Density Interconnect) ช่วยให้สามารถออกแบบ PCB ได้อย่างหนาแน่นมากขึ้น และทำให้ PCB มีขนาดเล็กลงได้ โดยมีจำนวนเส้นทางและส่วนประกอบมากขึ้นในพื้นที่ที่กำหนด ส่งผลให้เส้นทางระหว่างส่วนประกอบสั้นลงได้ HDI ใช้ vias แบบซ่อน/ฝัง หรือการผสมผสานที่รวมถึง microvias ด้วย PCB HDI หลายชั้น การเชื่อมต่อของ vias หลายตัวที่ซ้อนกัน (vías ซ้อนกัน แทนที่จะเป็น via ที่ฝังลึกเพียงตัวเดียว) สามารถทำให้แข็งแรงขึ้นได้ จึงช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือในทุกสภาวะ การใช้งานที่พบบ่อยที่สุดสำหรับเทคโนโลยี HDI คือส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์และโทรศัพท์มือถือ รวมถึงอุปกรณ์ทางการแพทย์และอุปกรณ์สื่อสารทางทหาร PCB microvia HDI 4 ชั้นมีคุณภาพเทียบเท่ากับ PCB แบบ through-hole 8 ชั้น ดังนั้นเทคโนโลยี HDI จึงสามารถลดต้นทุนได้ PCB HDI มักทำโดยใช้ฟิล์ม build-up เช่น ฟิล์ม build-up ajinomoto ซึ่งใช้ในการผลิตแพ็คเกจflip chip ด้วย ^{[ 15 ] [ 16 ]} PCB บางชนิดมีท่อนำแสงคล้ายกับใยแก้วนำแสงที่สร้างขึ้นบน PCB ^{[ 17 ]}

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) พื้นฐานประกอบด้วยแผ่นฉนวนเรียบและชั้นฟอยล์ ทองแดง ที่เคลือบติดกับแผ่นรองพื้น การกัดด้วยสารเคมีจะแบ่งทองแดงออกเป็นเส้นนำไฟฟ้าแยกกันเรียกว่าแทร็กหรือร่องรอยวงจรแผ่นรองสำหรับเชื่อมต่อรูเชื่อมต่อระหว่างชั้นทองแดง และคุณลักษณะต่างๆ เช่น พื้นที่นำไฟฟ้าที่เป็นของแข็งสำหรับป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าหรือวัตถุประสงค์อื่นๆ แทร็กทำหน้าที่เหมือนสายไฟที่ยึดอยู่กับที่ และถูกแยกออกจากกันด้วยอากาศและวัสดุแผ่นรองพื้น พื้นผิวของ PCB อาจมีสารเคลือบที่ป้องกันทองแดงจากการกัดกร่อนและลดโอกาสการลัดวงจรระหว่าง แทร็กหรือการสัมผัสทางไฟฟ้าที่ไม่พึงประสงค์กับสายไฟเปลือย สารเคลือบนี้เรียกว่า สาร กันบัดกรีหรือ หน้ากากบัดกรีเนื่องจากมีหน้าที่ช่วยป้องกันการลัดวงจร

ลวดลายที่จะสลักลงบนแต่ละชั้นทองแดงของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) เรียกว่า "แบบร่าง" การสลักมักทำโดยใช้สารไวแสง (photoresist)ซึ่งเคลือบลงบน PCB จากนั้นจึงฉายแสงตามแบบร่าง สารไวแสงจะช่วยปกป้องทองแดงจากการละลายในสารละลายสลัก จากนั้นจึงทำความสะอาดแผ่นวงจรที่สลักเสร็จแล้ว การออกแบบ PCB สามารถผลิตซ้ำได้ในปริมาณมากในลักษณะเดียวกับการ ทำสำเนา ภาพถ่ายจำนวนมากจากฟิล์มเนกาทีฟโดยใช้เครื่องพิมพ์ ภาพถ่าย

FR-4 ไฟเบอร์กลาสอีพ็อกซีเป็นวัสดุฉนวนที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด วัสดุอีกชนิดหนึ่งคือกระดาษฝ้ายชุบด้วยเรซินฟีนอลซึ่งมักมีสีน้ำตาลอ่อนหรือสีน้ำตาลเข้ม

แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) อาจพิมพ์พร้อมคำอธิบายประกอบเพื่อระบุส่วนประกอบจุดทดสอบหรือข้อความระบุต่างๆ เดิมที ใช้ การพิมพ์สกรีนเพื่อจุดประสงค์นี้ แต่ปัจจุบันมักใช้เทคนิคการพิมพ์อื่นๆ ที่มีคุณภาพดีกว่า โดยปกติแล้วคำอธิบายประกอบจะไม่ส่งผลกระทบต่อการทำงานของแผ่นวงจรพิมพ์ (PCBA)

แผ่นวงจรพิมพ์อาจมีชั้นทองแดงหลายชั้น ซึ่งโดยส่วนใหญ่มักจัดเรียงเป็นคู่ๆ จำนวนชั้นและการออกแบบการเชื่อมต่อระหว่างชั้น (vias, PTHs) จะช่วยประเมินความซับซ้อนของแผ่นวงจรได้ การใช้ชั้นทองแดงมากขึ้นช่วยให้มีตัวเลือกการเดินสายมากขึ้นและควบคุมความสมบูรณ์ของสัญญาณได้ดีขึ้น แต่ก็ใช้เวลาและต้นทุนในการผลิตสูงขึ้นเช่นกัน ในทำนองเดียวกัน การเลือก vias สำหรับแผ่นวงจรก็ช่วยให้สามารถปรับขนาดของแผ่นวงจร การส่งสัญญาณออกจาก IC ที่ซับซ้อน การเดินสาย และความน่าเชื่อถือในระยะยาวได้ แต่ก็มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับความซับซ้อนและต้นทุนในการผลิตด้วย

หนึ่งในแผงวงจรที่ผลิตได้ง่ายที่สุดคือแผงวงจรสองชั้น ซึ่งมีทองแดงอยู่ทั้งสองด้านเรียกว่าชั้นภายนอก แผงวงจรหลายชั้นจะมีชั้นทองแดงและฉนวนเพิ่มเติมอยู่ภายใน หลังจากแผงวงจรสองชั้นแล้ว ขั้นต่อไปคือแผงวงจรสี่ชั้น แผงวงจรสี่ชั้นเพิ่มตัวเลือกการเดินสายในชั้นภายในได้มากกว่าแผงวงจรสองชั้นอย่างมาก และบ่อยครั้งที่บางส่วนของชั้นภายในถูกใช้เป็นระนาบกราวด์หรือระนาบจ่ายไฟ เพื่อให้ได้ความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ดีขึ้น ความถี่สัญญาณสูงขึ้น ลดการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้า (EMI) และการแยกแหล่งจ่ายไฟที่ดีขึ้น

ในแผ่นวงจรหลายชั้น วัสดุแต่ละชั้นจะถูกประกบเข้าด้วยกันในลักษณะสลับกันเป็นชั้นๆ เช่น ทองแดง วัสดุรองรับ ทองแดง วัสดุรองรับ ทองแดง เป็นต้น โดยแต่ละชั้นของทองแดงจะถูกกัดด้วยสารเคมี และรูเชื่อมต่อภายใน (ที่ไม่ยื่นออกไปถึงพื้นผิวด้านนอกทั้งสองด้านของแผ่นวงจรหลายชั้นที่เสร็จสมบูรณ์) จะถูกเคลือบด้วยโลหะก่อนที่จะประกบชั้นต่างๆ เข้าด้วยกัน เฉพาะชั้นนอกสุดเท่านั้นที่จำเป็นต้องเคลือบ ส่วนชั้นทองแดงด้านในจะได้รับการป้องกันโดยชั้นวัสดุรองรับที่อยู่ติดกัน

ชิ้นส่วนแบบ "Through hole" คือชิ้นส่วนที่ติดตั้งโดยใช้สายไฟผ่านแผ่นวงจรและบัดกรีเข้ากับลายทองแดงอีกด้านหนึ่ง ส่วนชิ้นส่วนแบบ "Surface mount" คือชิ้นส่วนที่ติดตั้งโดยใช้สายไฟติดกับลายทองแดงบนด้านเดียวกันของแผ่นวงจร แผ่นวงจรอาจใช้ทั้งสองวิธีในการติดตั้งชิ้นส่วน ปัจจุบันแผ่นวงจรพิมพ์ที่มีเฉพาะชิ้นส่วนแบบ Through hole นั้นไม่ค่อยพบเห็นแล้ว การติดตั้งแบบ Surface mounting ใช้สำหรับทรานซิสเตอร์ไดโอดชิป ICตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ ส่วนการติดตั้งแบบ Through hole อาจใช้สำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่บางชนิด เช่นตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลต์และตัวเชื่อมต่อ

PCB รุ่นแรกใช้เทคโนโลยีแบบรูทะลุ โดยติดตั้งชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์โดยการเสียบขาผ่านรูที่ด้านหนึ่งของบอร์ดและบัดกรีลงบนลายทองแดงที่อีกด้านหนึ่ง บอร์ดอาจเป็นแบบด้านเดียว โดยมีด้านที่ไม่ได้ชุบชิ้นส่วน หรือบอร์ดสองด้านที่กะทัดรัดกว่า โดยมีชิ้นส่วนบัดกรีอยู่ทั้งสองด้าน การติดตั้งชิ้นส่วนแบบรูทะลุที่มีขาคู่ตามแนวแกน (เช่น ตัวต้านทาน ตัวเก็บประจุ และไดโอด) ในแนวนอน ทำได้โดยการดัดขา 90 องศาไปในทิศทางเดียวกัน เสียบชิ้นส่วนลงในบอร์ด (มักจะดัดขาที่อยู่ด้านหลังของบอร์ดไปในทิศทางตรงกันข้ามเพื่อเพิ่มความแข็งแรงทางกลของชิ้นส่วน) บัดกรีขา และตัดปลายออก ขาอาจถูกบัดกรีด้วยมือหรือโดยเครื่องบัดกรีแบบคลื่น^{[ 18 ]}

เทคโนโลยีการติดตั้งบนพื้นผิว (Surface-mount technology)เกิดขึ้นในทศวรรษ 1960 ได้รับความนิยมมากขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 และแพร่หลายอย่างกว้างขวางในช่วงกลางทศวรรษ 1990 ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้รับการออกแบบใหม่ทางกล โดยมีแผ่นโลหะขนาดเล็กหรือฝาปิดปลายที่สามารถบัดกรีลงบนพื้นผิว PCB ได้โดยตรง แทนที่จะใช้สายไฟลอดผ่านรู ชิ้นส่วนมีขนาดเล็ลงมาก และการวางชิ้นส่วนทั้งสองด้านของบอร์ดก็เป็นที่นิยมมากกว่าการติดตั้งแบบรูทะลุ ทำให้สามารถประกอบ PCB ที่มีขนาดเล็กกว่ามาก แต่มีความหนาแน่นของวงจรสูงกว่า การติดตั้งบนพื้นผิวเหมาะสำหรับระบบอัตโนมัติในระดับสูง ช่วยลดต้นทุนแรงงานและเพิ่มอัตราการผลิตอย่างมากเมื่อเทียบกับแผงวงจรแบบรูทะลุ ชิ้นส่วนสามารถจัดส่งโดยติดตั้งบนเทปตัวนำ ชิ้นส่วนแบบติดตั้งบนพื้นผิวมีขนาดและน้ำหนักประมาณหนึ่งในสี่ถึงหนึ่งในสิบของชิ้นส่วนแบบรูทะลุ และชิ้นส่วนแบบพาสซีฟมีราคาถูกกว่ามาก อย่างไรก็ตาม ราคาของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบติดตั้งบนพื้นผิว (SMD) นั้นถูกกำหนดโดยตัวชิปเองมากกว่าตัวบรรจุภัณฑ์ โดยมีข้อได้เปรียบด้านราคาน้อยกว่าบรรจุภัณฑ์ขนาดใหญ่ และชิ้นส่วนแบบมีสายบางชนิด เช่นไดโอดสวิตช์สัญญาณขนาดเล็ก 1N4148 นั้นมีราคาถูกกว่าชิ้นส่วน SMD ที่เทียบเท่ากันอย่างเห็นได้ชัด

แต่ละลายวงจรประกอบด้วยส่วนแบนและแคบของ แผ่นฟอยล์ ทองแดงที่เหลืออยู่หลังจากการกัดกรดความต้านทาน ของมัน ซึ่งกำหนดโดยความกว้าง ความหนา และความยาว จะต้องต่ำเพียงพอสำหรับกระแสไฟฟ้าที่ตัวนำจะไหลผ่าน ลายวงจรสำหรับกำลังไฟฟ้าและกราวด์อาจต้องกว้างกว่าลายวงจรสำหรับสัญญาณในแผงวงจรหลายชั้น ชั้นหนึ่งอาจเป็นทองแดงล้วนเพื่อทำหน้าที่เป็นระนาบกราวด์สำหรับการป้องกันและส่งคืนกำลังไฟฟ้า สำหรับ วงจร ไมโครเวฟและสัญญาณดิจิทัลความเร็วสูง (ซึ่งใช้ความถี่ที่คล้ายกัน) สายส่งสามารถวางในรูปแบบระนาบเช่นสไตรป์ไลน์หรือไมโครสตริปโดยมีขนาดที่ควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่ามี อิมพี แดนซ์ ที่สม่ำเสมอ ในวงจรความถี่วิทยุและวงจรการสวิตช์ความเร็วสูงความเหนี่ยวนำและความจุของตัวนำบนแผงวงจรพิมพ์กลายเป็นองค์ประกอบวงจรที่สำคัญ ซึ่งโดยปกติแล้วไม่เป็นที่ต้องการ ในทางกลับกัน พวกมันสามารถใช้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบวงจรโดยเจตนา เช่น ในตัวกรองแบบกระจายองค์ประกอบเสาอากาศและฟิวส์ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการใช้ส่วนประกอบแบบแยกชิ้นเพิ่มเติม แผงวงจรพิมพ์ที่มีการเชื่อมต่อความหนาแน่นสูง (HDI) มีแทร็กหรือรูที่มีความกว้างหรือเส้นผ่านศูนย์กลางต่ำกว่า 152 ไมโครเมตร^{[ 19 ]}

แผ่น ลามิเนตผลิตโดยการอบชั้นของผ้าหรือกระดาษด้วย เรซิน เทอร์โมเซตภายใต้แรงดันและความร้อนเพื่อสร้างชิ้นงานสุดท้ายที่มีความหนาสม่ำเสมอ สามารถมีความกว้างและความยาวได้ถึง 4 x 8 ฟุต (1.2 x 2.4 เมตร) มีการใช้การทอผ้าที่แตกต่างกัน (เส้นด้ายต่อนิ้วหรือเซนติเมตร) ความหนาของผ้า และ เปอร์เซ็นต์ ของเรซินเพื่อให้ได้ความหนาและ คุณสมบัติ ทางไดอิเล็กตริก ที่ต้องการ ความหนาของแผ่นลามิเนตมาตรฐานที่มีจำหน่ายนั้นระบุไว้ใน ANSI/IPC-D-275 ^{[ 20 ]}

วัสดุผ้าหรือเส้นใยที่ใช้ วัสดุ เรซินและอัตราส่วนของผ้าต่อเรซินเป็นตัวกำหนดประเภทของลามิเนต (FR-4, CEM -1, G-10เป็นต้น) และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดคุณลักษณะของลามิเนตที่ผลิตได้ คุณลักษณะที่สำคัญ ได้แก่ ระดับการหน่วงไฟ ของลามิเนต ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (e _{_r} ) ค่า แทนเจนต์ การ สูญเสีย (tan δ) ความแข็งแรงดึงความแข็งแรงเฉือนอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะแก้ว (T_{_g} ) และสัมประสิทธิ์การขยายตัวตาม แกน Z (ความหนาเปลี่ยนแปลงไปมากน้อยเพียงใดเมื่ออุณหภูมิเปลี่ยนแปลง)

มีวัสดุฉนวนหลายชนิดให้เลือกใช้เพื่อให้ได้ค่าฉนวนที่แตกต่างกันไปตามความต้องการของวงจร วัสดุฉนวนบางชนิดได้แก่โพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีน (เทฟลอน), FR-4, FR-1, CEM-1 หรือ CEM-3 วัสดุพรีเพรกที่รู้จักกันดีในอุตสาหกรรม PCB ได้แก่FR-2 (กระดาษฝ้ายฟีนอลิก), FR-3 (กระดาษฝ้ายและอีพ็อกซี), FR-4 (ใยแก้วทอและอีพ็อกซี), FR-5 (ใยแก้วทอและอีพ็อกซี), FR-6 (ใยแก้วด้านและโพลีเอสเตอร์), G-10 (ใยแก้วทอและอีพ็อกซี), CEM-1 (กระดาษฝ้ายและอีพ็อกซี), CEM-2 (กระดาษฝ้ายและอีพ็อกซี), CEM-3 (ใยแก้วไม่ทอและอีพ็อกซี), CEM-4 (ใยแก้วทอและอีพ็อกซี), CEM-5 (ใยแก้วทอและโพลีเอสเตอร์) การขยายตัวทางความร้อนเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องพิจารณา โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน เทคโนโลยี Ball Grid Array (BGA) และ Naked Die และใยแก้วให้ความเสถียรของมิติที่ดีที่สุด

FR-4 เป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน แผ่นวงจรพิมพ์ที่มีทองแดงที่ยังไม่ได้กัดกรดอยู่ด้านบนเรียกว่า "แผ่นลามิเนตเคลือบทองแดง"

เนื่องจากขนาดของส่วนประกอบบนแผ่นวงจรมีขนาดเล็ลงและความถี่เพิ่มขึ้น ความไม่สม่ำเสมอเล็กๆ น้อยๆ เช่น การกระจายตัวที่ไม่สม่ำเสมอของใยแก้วหรือสารเติมแต่งอื่นๆ ความแปรผันของความหนา และฟองอากาศในเมทริกซ์เรซิน รวมถึงความแปรผันเฉพาะที่ของค่าคงที่ไดอิเล็กตริกที่เกี่ยวข้อง จึงมีความสำคัญมากขึ้น

โดยทั่วไปแล้ว วัสดุพื้นฐานของแผงวงจรพิมพ์มักเป็นวัสดุคอมโพสิตไดอิเล็กทริก วัสดุคอมโพสิตเหล่านี้ประกอบด้วยเมทริกซ์ (โดยปกติคือเรซินอีพ็อกซี ) และวัสดุเสริมแรง (โดยปกติคือเส้นใยแก้วแบบทอ บางครั้งเป็นแบบไม่ทอ บางครั้งอาจเป็นกระดาษ) และในบางกรณีอาจมีการเติมสารตัวเติมลงในเรซิน (เช่น เซรามิกส์ เซรามิกส์ไททาเนตสามารถใช้เพื่อเพิ่มค่าคงที่ไดอิเล็กทริกได้)

ประเภทของวัสดุเสริมแรงแบ่งวัสดุออกเป็นสองประเภทหลัก ได้แก่ แบบทอและแบบไม่ทอ วัสดุเสริมแรงแบบทอมีราคาถูกกว่า แต่ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงของใยแก้วอาจไม่เหมาะสมสำหรับการใช้งานความถี่สูงหลายประเภท โครงสร้างที่ไม่สม่ำเสมอในเชิงพื้นที่ยังทำให้เกิดความแปรผันเฉพาะที่ในพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า เนื่องจากอัตราส่วนของเรซิน/ใยแก้วที่แตกต่างกันในแต่ละบริเวณของลวดลายการทอ วัสดุเสริมแรงแบบไม่ทอ หรือวัสดุที่มีการเสริมแรงน้อยหรือไม่เสริมแรงเลย มีราคาแพงกว่า แต่เหมาะสมกว่าสำหรับการใช้งาน RF/อนาล็อกบางประเภท

วัสดุพื้นฐานเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะด้วยพารามิเตอร์หลักหลายประการ โดยหลักๆ แล้วเป็นพารามิเตอร์ด้านเทอร์โมกลศาสตร์ ( อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้วความแข็งแรงดึงความแข็งแรงเฉือนการขยายตัวทางความร้อน ) ด้านไฟฟ้า ( ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียแรงดันไฟฟ้าพังทลายของไดอิเล็กตริก กระแสรั่วไหลความต้านทานการเกิดร่องรอย ...) และอื่นๆ (เช่น การดูดซับความชื้น)

ที่อุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะของแก้ว ( Tg) เรซินในวัสดุคอมโพสิตจะอ่อนตัวลงและขยายตัวทางความร้อนอย่างมาก เมื่อเกิน Tg _จะทำให้เกิดภาระทางกลมากเกินไปต่อส่วนประกอบของแผงวงจร เช่น ข้อต่อและรูเจาะ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า Tg _การขยายตัวทางความร้อนของเรซินจะใกล้เคียงกับทองแดงและแก้ว แต่เมื่อสูงกว่านั้น การขยายตัวจะสูงขึ้นอย่างมาก เนื่องจากวัสดุเสริมแรงและทองแดงช่วยยึดแผงวงจรไว้ตามระนาบ การขยายตัวของปริมาตรเกือบทั้งหมดจึงเกิดขึ้นตามความหนาและทำให้เกิดความเครียดกับรูเจาะชุบ การบัดกรีซ้ำๆ หรือการสัมผัสกับอุณหภูมิสูงอื่นๆ อาจทำให้การชุบเสียหายได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับแผงวงจรที่หนา ดังนั้นแผงวงจรหนาจึงต้องการเมทริกซ์ที่มี_Tgสูง

วัสดุที่ใช้เป็นตัวกำหนดค่าคงที่ไดอิเล็กทริก ของพื้นผิว ค่าคงที่นี้ขึ้นอยู่กับความถี่ด้วย โดยปกติจะลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น เนื่องจากค่าคงที่นี้เป็นตัวกำหนดความเร็วในการแพร่กระจายของสัญญาณ การขึ้นอยู่กับความถี่จึงทำให้เกิดการบิดเบือนเฟสในการใช้งานแบบบรอดแบนด์ ดังนั้นการมีลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่ไดอิเล็กทริกกับความถี่ที่ราบเรียบที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้จึงมีความสำคัญมาก ความต้านทานของสายส่งจะลดลงเมื่อความถี่สูงขึ้น ดังนั้นขอบสัญญาณที่เร็วขึ้นจึงสะท้อนมากกว่าขอบสัญญาณที่ช้าลง

แรงดันพังทลายของไดอิเล็กทริกเป็นตัวกำหนดความชันของแรงดันสูงสุดที่วัสดุสามารถทนได้ก่อนที่จะเกิดการพังทลาย (การนำไฟฟ้า หรือการเกิดประกายไฟผ่านไดอิเล็กทริก)

การวัดค่าความต้านทานจะช่วยกำหนดว่าวัสดุนั้นต้านทานต่อการปล่อยประจุไฟฟ้าแรงสูงที่ค่อยๆ ไหลผ่านพื้นผิวของแผงวงจรได้มากน้อยเพียงใด

ค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสีย (Loss tangent) กำหนดว่าพลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าจากสัญญาณในตัวนำถูกดูดซับโดยวัสดุของแผงวงจรมากน้อยเพียงใด ปัจจัยนี้มีความสำคัญสำหรับความถี่สูง วัสดุที่มีการสูญเสียต่ำจะมีราคาแพงกว่า การเลือกใช้วัสดุที่มีการสูญเสียต่ำโดยไม่จำเป็นเป็นข้อผิดพลาดทางวิศวกรรมที่พบบ่อยในการออกแบบดิจิทัลความถี่สูง เพราะจะทำให้ต้นทุนของแผงวงจรสูงขึ้นโดยไม่ได้รับประโยชน์ที่คุ้มค่า การลดทอนของสัญญาณเนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การสูญเสียและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสามารถประเมินได้ง่ายโดยใช้รูปแบบตา (eye pattern )

การดูดซับความชื้นเกิดขึ้นเมื่อวัสดุสัมผัสกับความชื้นสูงหรือน้ำ ทั้งเรซินและวัสดุเสริมแรงอาจดูดซับน้ำได้ นอกจากนี้ น้ำยังอาจซึมผ่านช่องว่างในวัสดุและตามแนววัสดุเสริมแรงได้ด้วยแรงดึงดูดของเส้นเลือดฝอย อีพ็อกซีของวัสดุ FR-4 ไม่ค่อยไวต่อการดูดซับน้ำ โดยมีอัตราการดูดซับเพียง 0.15% เทฟลอนมีอัตราการดูดซับต่ำมากที่ 0.01% ในทางกลับกัน โพลิอิไมด์และไซยาเนตเอสเทอร์มีการดูดซับน้ำสูง น้ำที่ดูดซับเข้าไปอาจนำไปสู่การเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญของพารามิเตอร์ที่สำคัญ เช่น ความต้านทานการติดตาม แรงดันไฟฟ้าพังทลาย และพารามิเตอร์ไดอิเล็กตริก ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสัมพัทธ์ของน้ำอยู่ที่ประมาณ 73 เมื่อเทียบกับประมาณ 4 สำหรับวัสดุแผงวงจรทั่วไป ความชื้นที่ดูดซับเข้าไปยังสามารถระเหยได้เมื่อได้รับความร้อน เช่น ในระหว่างการบัดกรีและทำให้เกิดการแตกร้าวและการแยกชั้น^{[ 21 ]}ซึ่งเป็นผลเดียวกันกับที่ทำให้เกิดความเสียหายแบบ "ป๊อปคอร์น" บนบรรจุภัณฑ์เปียกของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อาจต้องอบพื้นผิวอย่างระมัดระวังเพื่อให้แห้งก่อนการบัดกรี^{[ 22 ]}

วัสดุที่พบได้บ่อย:

• FR-2คือกระดาษฟีนอลิกหรือกระดาษฝ้ายฟีนอลิก ซึ่งเป็นกระดาษที่ชุบด้วยเรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์พบได้ทั่วไปในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคที่มีแผงวงจรด้านเดียว คุณสมบัติทางไฟฟ้าด้อยกว่า FR-4 ความต้านทานต่อประกายไฟต่ำ โดยทั่วไปทนอุณหภูมิได้สูงสุด 105 °C
• FR-4 คือผ้า ใยแก้วทอที่ชุบด้วยเรซินอีพ็อกซี ดูดซับน้ำได้ต่ำ (ไม่เกินประมาณ 0.15%) มีคุณสมบัติเป็นฉนวนที่ดี และทนทานต่อประกายไฟได้ดี เป็นที่นิยมใช้กันมาก มีหลายเกรดที่มีคุณสมบัติแตกต่างกันเล็กน้อย โดยทั่วไปทนอุณหภูมิได้ถึง 130 °C
• อะลูมิเนียมหรือแผ่นแกนโลหะหรือแผ่นรองพื้นโลหะฉนวน (IMS) หุ้มด้วยไดอิเล็กทริกบางๆ ที่นำความร้อนได้ดี - ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ต้องการการระบายความร้อนอย่างมาก เช่น สวิตช์ไฟ LED ประกอบด้วยแผ่นวงจรบางๆ ชั้นเดียว บางครั้งอาจเป็นสองชั้น โดยใช้วัสดุเช่น FR-4 เคลือบลงบนแผ่นโลหะอะลูมิเนียม โดยทั่วไปมีความหนา 0.8, 1, 1.5, 2 หรือ 3 มม. แผ่นเคลือบที่หนากว่าบางครั้งอาจมีการเคลือบโลหะทองแดงที่หนากว่าด้วย^{[ 23 ] [ 24 ]}
• วัสดุรองรับที่มีความยืดหยุ่น - อาจเป็นแผ่นฟอยล์ทองแดงแบบเดี่ยวๆ หรืออาจเคลือบติดกับวัสดุเสริมความแข็งแรงบางๆ เช่น 50–130 ไมโครเมตร
  • ^{ฟอยล์โพลีอิไมด์เป็นที่นิยมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้ บริโภค}ขนาดเล็กหรือสำหรับการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่น ทนต่ออุณหภูมิสูง ชื่อแบรนด์ได้แก่Kapton , UPILEX [ ^{25 ]}และPyralux ^{[ 26 ]}
  • โพลีเอสเตอร์ ( PET ) ซึ่งมีราคาถูกกว่าแต่ทนความร้อนได้น้อยกว่า สามารถโปร่งใสได้อย่างสมบูรณ์^{[ 27 ]}
  • ไดอิเล็กทริกคอมโพสิต เช่น Puralux TK ที่มีโพลีอิไมด์และฟลูออโรโพลีเมอร์^{[ 26 ]}ชั้นทองแดงอาจหลุดลอกระหว่างการบัดกรี
• แผ่นวงจรพิมพ์เซรามิก (ceramic PCBs) เป็นแผ่นวงจรพิมพ์ประเภทหนึ่งที่ใช้วัสดุเซรามิก เช่น อลูมินา (Al₂O₃) หรืออะลูมิเนียมไนไตรด์ (AlN) แทนลามิเนตอินทรีย์ มีคุณสมบัติเด่นคือ การนำความร้อนสูง ฉนวนไฟฟ้าที่ดีเยี่ยม และทนทานต่ออุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ทำให้เหมาะสำหรับงานที่ต้องการกำลังสูง ความถี่สูง และความน่าเชื่อถือสูง^{[ 28 ]}

วัสดุที่พบเห็นได้ไม่บ่อยนัก:

• FR-1 เช่นเดียวกับ FR-2 โดยทั่วไปจะระบุอุณหภูมิใช้งานที่ 105 °C บางเกรดอาจทนได้ถึง 130 °C สามารถเจาะรูได้ที่อุณหภูมิห้อง คล้ายกับกระดาษแข็ง ทนต่อความชื้นได้ไม่ดี ทนต่อประกายไฟได้ต่ำ
• FR-3 คือกระดาษฝ้ายชุบอีพ็อกซี โดยทั่วไปทนอุณหภูมิได้ถึง 105 °C
• FR-5 คือวัสดุใยแก้วทอผสมอีพ็อกซี มีความแข็งแรงสูงที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปกำหนดไว้ที่ 170 °C
• FR-6, กระจกด้าน และโพลีเอสเตอร์
• G-10คือวัสดุใยแก้วทอผสมอีพ็อกซี มีคุณสมบัติเป็นฉนวนสูง ดูดซับความชื้นต่ำ และมีแรงยึดเกาะสูงมาก โดยทั่วไปทนอุณหภูมิได้ถึง 130 °C
• G-11, ใยแก้วทอและอีพ็อกซี - ทนต่อตัวทำละลายได้สูง รักษาความแข็งแรงดัดงอได้ดีที่อุณหภูมิสูง^{[ 29 ]}โดยทั่วไปทนได้ถึง 170 °C
• CEM-1, กระดาษฝ้ายและอีพ็อกซี
• CEM-2, กระดาษฝ้าย และอีพ็อกซี
• CEM-3, ใยแก้วไม่ทอและอีพ็อกซี
• CEM-4, ใยแก้วทอ และอีพ็อกซี
• CEM-5, ใยแก้วและโพลีเอสเตอร์ทอ
• PTFE ("เทฟลอน") - ราคาแพง มีค่าการสูญเสียทางไฟฟ้าต่ำ เหมาะสำหรับงานความถี่สูง ดูดซับความชื้นต่ำมาก (0.01%) อ่อนตัวทางกล ยากต่อการเคลือบหลายชั้น และไม่ค่อยได้ใช้ในงานหลายชั้น
• PTFE ที่เสริมด้วยเซรามิก - ราคาแพง มีการสูญเสียไดอิเล็กตริกต่ำ เหมาะสำหรับงานความถี่สูง การปรับอัตราส่วนของเซรามิกต่อ PTFE ช่วยให้สามารถปรับค่าคงที่ไดอิเล็กตริกและการขยายตัวทางความร้อนได้
• RF-35 เซรามิกเสริมใยแก้วที่เติม PTFE มีราคาค่อนข้างถูก คุณสมบัติทางกลดี คุณสมบัติความถี่สูงดี^{[ 30 ] [ 31 ]}
• อลูมินาเป็นเซรามิกชนิดหนึ่ง แข็ง เปราะ ราคาแพงมาก มีประสิทธิภาพสูง และนำความร้อนได้ดี
• โพลิอิไมด์ เป็นพอลิเมอร์ทนความร้อนสูง ราคาแพงแต่ประสิทธิภาพสูง ดูดซับน้ำได้สูง (0.4%) สามารถใช้งานได้ตั้งแต่อุณหภูมิเยือกแข็งจนถึงมากกว่า 260 องศาเซลเซียส

ความหนาของแผ่นทองแดงในแผงวงจรพิมพ์ (PCB) สามารถระบุได้โดยตรงหรือระบุเป็นน้ำหนักของทองแดงต่อพื้นที่ (ในหน่วยออนซ์ต่อตารางฟุต) ซึ่งวัดได้ง่ายกว่า หนึ่งออนซ์ต่อตารางฟุตเท่ากับความหนา 34 ไมโครเมตร (0.0013 นิ้ว) ทองแดงหนาคือชั้นที่มีความหนาเกินสามออนซ์ต่อตารางฟุต^หรือประมาณ 105 ไมโครเมตร (0.0041 นิ้ว) ชั้นทองแดงหนาใช้สำหรับกระแสไฟฟ้าสูงหรือเพื่อช่วยระบายความร้อน บนแผ่นรองพื้น FR-4 ทั่วไป ความหนา 1 ออนซ์ต่อตารางฟุต ( ³⁵ไมโครเมตร (0.0014 นิ้ว)) เป็นความหนาที่พบได้บ่อยที่สุด ความหนา 2 ออนซ์ (70 ไมโครเมตร (0.0028 นิ้ว)) และ 0.5 ออนซ์ (17.5 ไมโครเมตร (0.00069 นิ้ว)) ก็เป็นตัวเลือกที่นิยมใช้เช่นกัน ความหนาที่พบได้น้อยกว่าคือ 12 ไมโครเมตร (0.00047 นิ้ว) และ 105 ไมโครเมตร (0.0041 นิ้ว) ส่วนความหนา 9 ไมโครเมตร (0.00035 นิ้ว) นั้นอาจพบได้บ้างในวัสดุบางชนิด วัสดุที่ยืดหยุ่นได้มักมีการเคลือบโลหะที่บางกว่า แผงวงจรแกนโลหะสำหรับอุปกรณ์กำลังสูงมักใช้ทองแดงที่หนากว่า โดยทั่วไปคือ 35 ไมโครเมตร (0.0014 นิ้ว) แต่ก็อาจพบความหนา 140 ไมโครเมตร (0.0055 นิ้ว) และ 400 ไมโครเมตร (0.016 นิ้ว) ได้เช่นกัน ในสหรัฐอเมริกา ความหนาของแผ่นฟอยล์ทองแดงจะระบุเป็นหน่วยออนซ์ต่อตารางฟุต (oz/ft² ⁾ซึ่งโดยทั่วไปเรียกง่ายๆว่าออนซ์ความหนาที่พบได้ทั่วไปคือ 1/2 ออนซ์/ตารางฟุต⁽ 150 กรัม/ตารางเมตร⁾ , 1 ออนซ์/ตารางฟุต⁽ 300 กรัม/ตารางเมตร⁾ , 2 ออนซ์/ตารางฟุต⁽ 600 กรัม/ตารางเมตร⁾และ 3 ออนซ์/ตารางฟุต⁽ 900 กรัม/ตารางเมตร⁾ซึ่งเมื่อคำนวณแล้วจะได้ความหนาเท่ากับ 17.05 ไมโครเมตร (0.000671 นิ้ว) (0.67 พันส่วนนิ้ว ), 34.1 ไมโครเมตร (0.00134 นิ้ว) (1.34 พัน ส่วนนิ้ว ), 68.2 ไมโครเมตร (0.00269 นิ้ว) (2.68 พันส่วนนิ้ว) และ 102.3 ไมโครเมตร (0.00403 นิ้ว) (4.02 พันส่วนนิ้ว) ตามลำดับ

^{แผ่นฟอยล์ทองแดง ขนาด} 1/2 ออนซ์/ตารางฟุตไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายในฐานะน้ำหนักทองแดงสำเร็จรูป แต่ใช้สำหรับชั้นนอกเมื่อการชุบสำหรับรูทะลุจะเพิ่มน้ำหนักทองแดงสำเร็จรูป ผู้ผลิต PCB บางรายอ้างถึง แผ่นฟอยล์ทองแดง ^ขนาด 1 ออนซ์/ตารางฟุต ว่ามีความหนา 35 ไมโครเมตร (0.0014 นิ้ว) (อาจเรียกได้ว่า 35 μ, 35 ไมครอนหรือ 35 ไมครอน)

• ^{1/0 – หมายถึง ด้านหนึ่งมีทองแดง 1}ออนซ์/ตารางฟุตอีกด้านหนึ่งไม่มีทองแดง
• 1/1 – หมายถึงทองแดง 1 ออนซ์/ตารางฟุต^ทั้งสองด้าน
• H/0 หรือ H/H – หมายถึงทองแดง 0.5 ออนซ์/ตารางฟุต^บนด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้าน ตามลำดับ
• 2/0 หรือ 2/2 – หมายถึงมีทองแดง 2 ออนซ์/ตารางฟุต^บนด้านใดด้านหนึ่งหรือทั้งสองด้าน ตามลำดับ

กระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์เกี่ยวข้องกับการผลิตแผงวงจรพิมพ์เปล่าๆ แล้วจึงนำชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์มาประกอบเข้าด้วยกัน ในการผลิตแผงวงจรขนาดใหญ่ แผงวงจรพิมพ์หลายๆ แผ่นจะถูกรวมไว้บนแผงเดียวเพื่อประสิทธิภาพในการประมวลผล หลังจากประกอบเสร็จแล้ว แผงวงจรเหล่านั้นจะถูกแยกออกจากกัน ( แยกแผง )

แผงวงจรพิมพ์ (PCB) ขนาดเล็กที่สุดสำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ชิ้นเดียว ที่ใช้สำหรับการสร้างต้นแบบเรียกว่าแผงวงจรแยก (breakout board ) จุดประสงค์ของแผงวงจรแยกคือการ "แยก" ขาของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ออกมาที่ขั้วต่อแยกต่างหาก เพื่อให้สามารถเชื่อมต่อด้วยมือได้ง่าย แผงวงจรแยกมักใช้กับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์แบบติดตั้งบนพื้นผิว (surface-mount components) หรือชิ้นส่วนใดๆ ที่มีระยะห่างระหว่างขาแคบ

PCB ขั้นสูงอาจมีส่วนประกอบที่ฝังอยู่ในซับสเตรต เช่น ตัวเก็บประจุและวงจรรวม เพื่อลดปริมาณพื้นที่ที่ใช้โดยส่วนประกอบบนพื้นผิวของ PCB ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงคุณลักษณะทางไฟฟ้า^{[ 32 ]}

Multiwire เป็นเทคนิคการเชื่อมต่อที่ได้รับการจดสิทธิบัตรซึ่งใช้สายไฟหุ้มฉนวนที่ฝังอยู่ในเมทริกซ์ที่ไม่นำไฟฟ้า (มักเป็นเรซินพลาสติก) ^{[ 33 ]}มีการใช้เทคนิคนี้ในช่วงทศวรรษ 1980 และ 1990 ณ ปี 2010 Multiwire ยังคงมีจำหน่ายผ่านทาง Hitachi

เนื่องจากการวางซ้อนการเชื่อมต่อ (สายไฟ) ภายในเมทริกซ์ฝังตัวนั้นค่อนข้างง่าย วิธีการนี้ช่วยให้นักออกแบบไม่ต้องกังวลเรื่องการเดินสายไฟ (ซึ่งโดยปกติเป็นขั้นตอนที่ใช้เวลานานในการออกแบบ PCB) อีกต่อไป: ทุกที่ที่นักออกแบบต้องการเชื่อมต่อ เครื่องจักรจะวาดสายไฟเป็นเส้นตรงจากตำแหน่ง/ขาหนึ่งไปยังอีกตำแหน่งหนึ่ง สิ่งนี้ทำให้เวลาในการออกแบบสั้นลงมาก (ไม่ต้องใช้อัลกอริธึมที่ซับซ้อนแม้แต่สำหรับการออกแบบที่มีความหนาแน่นสูง) รวมถึงลดการรบกวนข้ามสาย (ซึ่งจะแย่ลงเมื่อสายไฟวิ่งขนานกัน—ซึ่งแทบจะไม่เกิดขึ้นใน Multiwire) อย่างไรก็ตาม ต้นทุนสูงเกินไปที่จะแข่งขันกับเทคโนโลยี PCB ที่ถูกกว่าเมื่อต้องการผลิตในปริมาณมาก

การแก้ไขเลย์เอาต์บอร์ดมัลติไวร์สามารถทำได้ง่ายกว่าเลย์เอาต์ PCB ^{[ 34 ]}

ก่อนการมาถึงของวงจรรวมการสร้างแบบคอร์ดวูดช่วยให้สามารถบรรจุส่วนประกอบได้อย่างหนาแน่นที่สุด วิธีการสร้างนี้ใช้กับส่วนประกอบที่มีปลายสายในแอปพลิเคชันที่พื้นที่จำกัด (เช่นฟิวส์ ระบบนำทางขีปนาวุธ และระบบโทรมาตร) และใน คอมพิวเตอร์ความเร็วสูงในสมัยนั้น ซึ่งเส้นทางสั้นๆ มีความสำคัญ ในการสร้างแบบคอร์ดวูด ส่วนประกอบที่มีขาแบบแกนจะถูกติดตั้งระหว่างระนาบขนานสองระนาบ ชื่อนี้มาจากวิธีการวางซ้อนส่วนประกอบที่มีขาแบบแกน (ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ขดลวด และไดโอด) ในแถวและคอลัมน์ขนานกัน เหมือนกองฟืน ส่วนประกอบเหล่านี้จะถูกบัดกรีเข้าด้วยกันด้วยสายจัมเปอร์ หรือเชื่อมต่อกับส่วนประกอบอื่นๆ ด้วยริบบิ้นนิกเกิลบางๆ ที่เชื่อมเป็นมุมฉากกับขาของส่วนประกอบ^{[ 35 ]}

โครงสร้างไม้ซุงบางแบบใช้แผ่นวงจรพิมพ์ด้านเดียวที่บัดกรีเป็นวิธีการเชื่อมต่อ (ดังภาพ) ซึ่งช่วยให้สามารถใช้ชิ้นส่วนที่มีขาปกติได้ แต่มีข้อเสียคือถอดแผ่นวงจรหรือเปลี่ยนชิ้นส่วนใดๆ ที่ไม่ได้อยู่บริเวณขอบได้ยาก

การก่อสร้างด้วยท่อนซุงถูกแทนที่ด้วยแผงวงจรหลายชั้น ชิ้นส่วน SMD และ IC

แผ่นวงจรพิมพ์แบบยืดหยุ่น (Flexible Printed Circuit Board หรือFPCB )คือแผ่นวงจรบางและน้ำหนักเบาที่ทำจากวัสดุที่ยืดหยุ่นได้ เช่น โพลีอิไมด์ สามารถงอหรือพับได้โดยยังคงรักษาการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ และนิยมใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก เช่น สมาร์ทโฟน อุปกรณ์สวมใส่ และอุปกรณ์ทางการแพทย์

แผ่นวงจรพิมพ์ถูกนำมาใช้เป็นทางเลือกแทนการใช้งานทั่วไปในด้านวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์และชีวการแพทย์เนื่องจากความหลากหลายของชั้นต่างๆ โดยเฉพาะชั้นทองแดง ชั้น PCB ถูกนำมาใช้ในการผลิตเซ็นเซอร์ เช่น เซ็นเซอร์ความดันแบบคาปาซิทีฟและมาตรวัดความเร่ง แอคทูเอเตอร์ เช่น ไมโครวาล์วและไมโครฮีตเตอร์ รวมถึงแพลตฟอร์มของเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์สำหรับLab-on-a-chip (LoC) ตัวอย่างเช่น เพื่อทำการปฏิกิริยาลูกโซ่พอลิเมอเรส (PCR) และเซลล์เชื้อเพลิง เป็นต้น^{[ 36 ]}

ผู้ผลิตอาจไม่สนับสนุนการซ่อมแซมแผงวงจรพิมพ์ในระดับส่วนประกอบ เนื่องจากต้นทุนในการเปลี่ยนค่อนข้างต่ำเมื่อเทียบกับเวลาและต้นทุนในการแก้ไขปัญหาในระดับส่วนประกอบ ในการซ่อมแซมในระดับแผงวงจร ช่างเทคนิคจะระบุแผงวงจร (PCA) ที่มีข้อผิดพลาดและเปลี่ยนใหม่ การเปลี่ยนแปลงนี้มีประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจจากมุมมองของผู้ผลิต แต่ก็สิ้นเปลืองวัสดุเช่นกัน เนื่องจากแผงวงจรที่มีส่วนประกอบที่ใช้งานได้หลายร้อยชิ้นอาจถูกทิ้งและเปลี่ยนใหม่เนื่องจากความล้มเหลวของชิ้นส่วนเล็กๆ และราคาไม่แพงเพียงชิ้นเดียว เช่น ตัวต้านทานหรือตัวเก็บประจุ และการปฏิบัตินี้เป็นสาเหตุสำคัญของปัญหาขยะอิเล็กทรอนิกส์^{[ 37 ]}

ในหลายประเทศ (รวมถึงผู้เข้าร่วมตลาดเดียวของยุโรปทั้งหมด^{[ 38 ] สหราชอาณาจักร [ 39 ]}ตุรกีและ^{จีน ) กฎหมาย}จำกัดการใช้^{ตะกั่วแคดเมียม}และปรอทในอุปกรณ์ไฟฟ้า PCB ที่จำหน่าย ในประเทศดังกล่าวจึงต้องใช้กระบวนการผลิตที่ปราศจากตะกั่วและบัดกรี ที่ปราศจากตะกั่ว และส่วนประกอบที่ติดอยู่ก็ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้วย^{[ 40 ] [ 41 ]}

มาตรฐานความปลอดภัย UL 796 ครอบคลุมข้อกำหนดด้านความปลอดภัยของชิ้นส่วนสำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่ใช้เป็นส่วนประกอบในอุปกรณ์หรือเครื่องใช้ไฟฟ้า การทดสอบจะวิเคราะห์คุณลักษณะต่างๆ เช่น ความสามารถในการติดไฟอุณหภูมิใช้งาน สูงสุด การเกิดรอยร้าวจากไฟฟ้า การโก่งตัวจากความร้อน และการรองรับชิ้นส่วนไฟฟ้าที่มีกระแสไฟโดยตรง

• แผงวงจรทดลอง
• บีที-อีพ็อกซี - เรซินที่ใช้ในแผงวงจรพิมพ์ (PCB)
• ผู้เชี่ยวชาญด้านการออกแบบวงจรเชื่อมต่อ - คุณวุฒิสำหรับนักออกแบบ PCB
• กระบวนการอ็อกแคม - วิธีการผลิตแผงวงจรแบบไร้การบัดกรี

• Tavernier, Karel (กันยายน 2015). "ข้อมูลการผลิต PCB - การถ่ายโอนข้อมูลจากการออกแบบสู่การผลิต" (PDF) . V6. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 8 มีนาคม 2022. เรียกดูเมื่อวันที่ 9 พฤษภาคม 2022 .
• Colotti, James (2022). "การพิจารณาด้านอนาล็อก, RF และ EMC ในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PWB)" (PDF) . ฉบับแก้ไข 5. IEEE , Long Island Section. เก็บถาวร(PDF)จากต้นฉบับเมื่อวันที่ 8 พฤษภาคม 2022 . สืบค้นเมื่อ 9 พฤษภาคม 2022 .

เว็บไซต์ Wikibook Practical Electronicsมีหน้าหนึ่งที่กล่าวถึงหัวข้อ: การออกแบบแผงวงจรพิมพ์ (PCB Layout)

เว็บไซต์ Wikibook Practical Electronicsมีหน้าเว็บที่กล่าวถึงหัวข้อ: ขนาดรูสำหรับชิ้นส่วนแบบทะลุรู

• สื่อที่เกี่ยวข้องกับแผงวงจรพิมพ์ในวิกิมีเดียคอมมอนส์