嵌入式無源元件電路板的優點和問題

PCB廠商、PCB設計師、PCBA廠商詳解嵌入式無源元件PCB的優勢與問題

由于電子產品向小型化、多功能化方向快速發展，要求盡可能減少分立無源元件的組裝數量和PCB尺寸，同時增加PCB的功能性、更好的可靠性和更低的產品成本 . 因此，在電路板（HDI/BUM）中嵌入了大量可嵌入的無源元件，使PCB組裝后的元件具有以下優點：

1：提高PCB高密度

因為分立（非嵌入式）無源元件不僅裝配數量多，而且在PCB板上占用的空間也很大。 例如，如果GSM手機（或HDI/BUM）內部計算，PCB板的尺寸可減少約25%。 從而大大減少了通孔的數量，減少和縮短了連接線。 它不僅可以增加PCB設計布線的靈活性和自由度，還可以減少布線，縮短布線長度，從而大大提高PCB（或HDI/BUM）的高密度度。

2：提高PCB組裝的高可靠性

通過將所需的無源元件嵌入 PCB，可以顯著提高 PCB（或 HDI/BUM）組裝的可靠性。 基于兩個方面：第一，通過這種工藝方法，顯著減少了PCB表面的焊點，從而提高了組裝板的可靠性，大大降低了由焊點引起的故障概率。

其次，嵌入式無源元件可以得到有效的“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，不像分立的（或分散的）無源元件是用腿焊接（或粘合）到PCB板上的連接焊盤上，它們不會被潮氣侵蝕和 大氣中的有害氣體，減少或損壞無源元件。 因此，嵌入無源元件的方式是顯著提高PCB組裝可靠性的一種非常有效的工藝方法。

3：提高PCB組件的電氣性能

通過在高密度 PCB 中嵌入無源元件，電子互連的電氣性能得到顯著改善。 這是因為它消除了分立無源元件所需的通過焊接連接焊盤、導線和它們自己的引線形成的電路。 任何這樣的電路都不可避免地會產生寄生效應，即雜散電容和寄生電感。 而且這種寄生效應會隨著頻率或脈沖波前時間的增加而變得更加嚴重。 消除此類故障無疑會提高 PCB 組件的電氣性能。 同時也提高了無源元件功能的穩定性，減少了無源元件功能的失效。 由于無源元件嵌入在PCB中，并且周圍區域受到嚴密保護，它們的功能值不會因工作環境的動態變化而改變，使它們處于非常穩定的狀態。

4：節省產品制造成本

通過采用這種工藝方法，可以顯著節省產品或PCB組件的成本。 例如在EP-RF的模型研究中，相當于LTCC的PCB基板可以節省10%的元件成本，30%的基板成本，40%的組裝成本。 同時，由于陶瓷基板的組裝工藝和燒結工藝難以控制，而PCB基板的嵌入式無源元件可以使用傳統的PCB制造工藝完成，從而大大提高了生產效率。

當然，任何公益方式都有一定的局限性。 首先，針對大功能值無源元件的電阻、電容、電感值，需要開發大功能值嵌入式無源元件材料； 二是嵌入式無源元件的功能誤差控制難度大，尤其是屏漏的平面嵌入式無源元件材料的功能誤差控制。 目前，雖然采用激光技術對嵌入式無源元件的功能誤差進行修整和控制，但并不是所有的嵌入式無源元件都可以通過這種方法修整以滿足設計技術要求。 PCB制造商、PCB設計師和PCBA制造商將講解嵌入式無源元件PCB的優勢和問題。