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行業新聞
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嵌入式PCB電路
03May
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嵌入式PCB電路

嵌入式PCB電路

隨著電子產品的小型化、薄型化、高速化,PCB元器件的組裝密度越來越高,電信號的傳輸速率也越來越快,僅靠添加已經很難滿足越來越高的組裝要求


嵌入式元件電路板可提高封裝可靠性并降低成本

通過在印制電路板上嵌入大量嵌入式無源元件,可以縮短元器件之間的電路長度,改善功率特性,增加印制電路的有效封裝面積,大量印制 電路可以減少。 電路板表面焊點,提高封裝的可靠性,降低成本。

節省產品空間

如果將這些元器件嵌入到PCB中,將大大增加相同面積PCB安裝表面貼裝器件(SMD)的空間,同時也可以提高對信號傳輸特性阻抗匹配的需求。 近年來,嵌入式電阻、電容等無源元件的PCB發展迅速。

PCBA

雖然目前有些技術還不完善,但其優勢越來越被電子制造行業看重,成為PCB的發展方向之一。 會越來越成熟,應用越來越廣泛。


嵌入式無源元件類型組裝PCB

嵌入式無源元件PCB按嵌入元器件的種類和方法可分為以下四種:

嵌入式電阻PCB(embedded resistor PCE),嵌入PCB中的無源元件是電阻。

嵌入式電容PCI(embedded capacitor PCI),嵌入PCB中的無源元件就是電容。

嵌入式電感印刷電路板(Embedded Inductive PCB)。 嵌入PCB中的無源元件是電感器。

嵌入各種無源元件的PCB稱為嵌入式無源PCB(embedded passive PCB)。


當兩個或三個電阻、電容和電感嵌入到PCB中時,該板可稱為嵌有無源元件的PCB。

1.適用范圍

嵌入式無源元件PCB具有廣泛的應用。 目前主要用于國內外計算機(如超級計算機、信息處理器)、PC卡、IC卡及各種終端設備、通信系統(如蜂窩傳輸平臺)。 ATM系統、便攜式通訊設備等)、測試儀器和測試設備(如IC掃描卡、接口卡、負載板測試儀)、航天電子產品(如航天飛機、衛星上的電子設備等)、消費類 電子設備(如電位器、加熱器)、醫療電子設備(如掃描儀、CT)、軍用電子控制系統設備(如巡航導彈、雷達無人偵察機、盾牌等)

2.優缺點

在PCB(包括HDI板)中嵌入了大量可嵌入的無源元件,使PCB元件更加緊湊和輕便。 嵌入式無源元件PCB具有以下優點:

(1) 增加PCB密度

因為分立(非嵌入式)無源元件不僅裝配數量多,而且在PCB上占用的空間也很大。 例如,GSM 手機包含 500 多個無源元件,約占 PCB 面板組裝面積的 50%。 如果將50%的無源元件嵌入PCB(或HDI板)進行計算,PCB板的尺寸可縮小約25%,從而大大減少過孔數量,連接線也會減少 并縮短了。 不僅可以增加PCB設計和布線的靈活性和自由度,還可以減少布線量和縮短布線長度,從而大大提高PCB(或HDI板)的高密度,縮短信號傳輸路徑

(2)提高PCB組裝的可靠性

將所需的無源元件插入PCB可以顯著提高PCB(或HDUBUM)元件的可靠性。 因為通過這種工藝方法,大大減少了PCB表面的焊點(SMTAK PHT)數量,提高了組裝板的可靠性,大大降低了因焊點引起的故障概率。

此外,嵌入式無源元件可以有效“保護”提高可靠性。 由于這些嵌入式無源元件是作為一個整體嵌入PCB中的,所以不同于分立的(或分立的)無源元件采用引腳焊接(或鍵合)

PCB表面的連接焊盤將不再被空氣中的濕氣和有害氣體腐蝕,從而減少或損壞無源元件。 這種嵌入無源元件的方法可以顯著提高PCB組裝的可靠性

(3)提高PCB組裝的電氣性能

通過在高密度 PCB 中嵌入無源元件,電子互連的功率效率得到了顯著提高。 因為它消除了分立無源元件焊接后形成環路所需的連接焊盤、電線及其引線。 任何這樣的電路都不可避免地會產生寄生效應,即寄生電容和寄生電感。 隨著信號頻率或脈沖方波提前時間的增加,這種寄生效應會越來越嚴重。 消除此類故障無疑會提高PCB元件的電源效率(大大降低信號傳輸失真)。 同時,由于無源元件埋入印刷電路板中,周圍環境受到嚴密保護,其功能值(電阻、電容和電感)不會因工作環境的動態變化而發生變化,使其成為 處于非常穩定的狀態。 這有助于提高無源元件的功能穩定性,降低無源元件功能失效的概率。

(4) 節省產品制造成本

使用這種工藝方法可以顯著節省產品成本或PCB元件 例如,在研究具有嵌入式無源元件的射頻電路(EP-RF)模型時,PCB基板相當于薄型共燒陶瓷基板(LTCC)( 相同的無源元件具體內嵌),據統計元件成本節省10%,基板成本可節省30%,組裝(整合)成本可節省40% 同時,由于組裝 陶瓷基板工藝和燒結工藝難以控制,而PCB基板嵌入無源元件(EP)可由傳統PCB制造工藝完成,生產效率大大提高。

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