我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师( F' t+ R9 z# j) I% h
关注我,一起变得更加优秀!/ i- \( @& B+ c7 ?; ]% O* {+ k5 j
前段时间,我在网上看到有某些科技爱好者,拆解了多款大疆无人机的嵌入式主板和电调板,里面的PCB板子形状以及元器件的布局,确实让人感到惊艳,关于拆解相关的文章,可以点击以下链接。
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拆开多款大疆无人机主控,电调板,欣赏电路板,一次看个够!" a4 [: R+ S1 y1 H: S- ~
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8 n0 M4 X) p$ o* q/ J/ S: W5 n. x t1 R赛灵思 ZYNQ-XC7Z045 主控
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这么多高性能的处理器和存储器芯片,到底是怎么“塞”在一块小面积的 PCB 电路板上面,并且还能实现这么多功能的?
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作为一名充满好奇心的业余非专业嵌入式工程师,平时也不少跟硬件电路打交道,于是,我开始扒拉那些关于印刷电路板(Printed Circuit Board,简称 PCB)鲜为人知的发展历史。0 F, r0 p* J9 h: \' R* l" a! J
/ T u( d6 D6 U- {0 O一、PCB 出现之前2 S/ S5 o. R) v& g* F5 M) N8 V
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在PCB出现之前,电子元器件是通过导线直连的方式,直接焊接在一个绝缘底座上面的,这种方式虽然也可以让电子元器件工作,但整个体积比较庞大,也很脆弱笨重。
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4 U$ }6 N7 }7 @6 g2 T: j9 |史前时代的电路设计
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# R( t- N5 q9 W6 L% A& X+ K+ [二、第一块 PCB 的诞生0 k9 Z5 S6 A1 H/ d
, ^& `* ?7 K$ c% a. T7 `6 ]- x+ ]1936年,奥地利工程师 Paul Eisler 受到了印刷技术的启发,首先提出“印刷电路”的概念,并且在一台收音机里面设计出世界上第一块PCB电路,解决了手工焊接电路容易出错且难以规模化的问题。
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历史上第一块 PCB 电路+ K) K6 v& G5 _( y# u8 g* U
1 o% B" [8 {2 @$ S后来, Paul Eisler 还参考照相印刷工艺,用化学药水来溶解未被掩蔽的金属铜箔,即腐箔技术,奠定了以后光刻工艺的技术基础。" ~! b0 o+ a8 a/ b
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三、高多层 PCB 的问世) X2 x7 t v7 w: O1 {: P
/ ]' p7 P- H9 }; f% t# W二十世纪五六十年代,集成电路 IC 的快速发展,PCB开始迈进了多层板时代,1960年,Litton Systems公司首先在一台小型计算机上面应用 6 层印制电路板。. w4 {' k3 U: _6 m- v6 u* I m, `7 p
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我国的第一块 6 层电路板是在1964年实验室条件下研制成功的,并在1967年把 6 ~ 8层板应用于大型计算机工业化生产。. S2 b A1 L B2 }2 B
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3 n! q, y2 Q5 ^7 r2 W+ S! X20世纪60年代的多层 PCB
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6 Y/ Z" e" P) [9 q# K7 X四、高多层PCB的发展
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2 ^' u5 j# J* P二十世纪九十年代,轻量小型化的笔记本电脑、移动电话、摄像机等数码电子产品陆续问世,推动了高密度互连多层板技术(HDI PCB)的发展,后来也衍生发明出BGA(球栅阵列)封装技术。
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$ I6 C0 V& ]% F, q; j+ \二十一世纪初,第二代 HDI 技术可以让 PCB 的最终线距达到了 40 μm,2017年后,HDI 和 微孔技术在提升元器件密度方面,提供了显著的帮助。+ a' l6 l+ n ?# M& V& j, o
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时至今日,我们的生活已经离不开高密度多层PCB,因为我们的生活已经离不开手机的参与,手机各种主板PCB就是基于高密度多层PCB技术来制造的。
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0 A8 k2 L3 @ c0 u u' CiPhone15 主板射频板部分5 o% Z% b7 f5 w' Q
p6 ^0 }2 M3 \! X+ t四、高多层板的打样与制造4 g) R1 G1 l* J2 Y/ D$ ]( ^
我在2013年刚刚入行电子开发的时候,少不了捣鼓各种简单的数字电路,那时候的双层PCB打样也不便宜,一款小面积的双层PCB打样就要50块钱,而且还不包邮。(那时候,洞洞板真是个好东西!)# J' M7 v, s: N5 ~) s
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用洞洞板搭建的简陋电路4 s5 ^0 j: u9 F% ^
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1 c r; n# T& X' J6 ?( X8 h十几年前的洞洞板避障小车
' e9 M- f4 M( i% Z% P如今,现代PCB技术的发展已经让硬件产业链各个环节的成本降低了不少,其中一个典型案例,就是嘉立创在前几年推出的PCB免费打样,当时还引起了PCb制板行业的价格内卷,毫无疑问,受益的肯定是广大客户。
, v" ]! u3 U% J7 r* K(我记得当时一天内接到四五家PCB板厂的注册邀请电话,大量送免费打样券)6 Y0 ^( }# E1 S7 M3 |6 G8 l
嘉立创的免费打样是从双层板起步的,后来逐渐升级到4层、6层沉金板免费打样,这种让利幅度,可以让所有智能硬件开发者轻松获得高质量的PCB打样服务。8 O6 `, E$ ?% }6 e- a
(我当然不会错过这种好事儿~( ?1 M9 {' {& y+ A, l9 G0 L U
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嘉立创官网公告5 t" V( p& N3 Y
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六层PCB打样要花 400 块钱
" a1 m) }3 _( g* @8 ^4 e之所以选择嘉立创进行PCB打样,主要是因为嘉立创的服务体系做得很完善,不仅仅能提供PCB打样,还可以提供PCB-layout,物料采购,smt贴片,3D外壳制作等等一整套产业链服务,无疑是为经常跟智能硬件打交道的嵌入式工程师,提供了很大的帮助。
4 v) ~6 t' R# S( H! A最近,嘉立创还搞出了高多层板统一默认盘中孔,把沉金厚度提高到2u",并且不限定你的PCB板子上面是否有BGA封装芯片,一起来欣赏一下高多层PCB的盘中孔和加厚沉金工艺吧~" E( o7 `: m- ~* q
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图片来源:嘉立创官网
' h: ?6 x. \" r0 N$ a" }% `; R四、高多层板的未来发展# a5 ^% u( ?+ \4 I1 Y
从早期的单双面电路,发展到如今的高多层板,PCB 制作工艺的演变推进为现代智能硬件行业带来了无限的想象空间。
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4 i- H8 Q7 c7 O7 U+ k不久的将来,无论是AI大模型算力卡、具身智能机器人,还是自动驾驶以及航天工业,这些科技领域的发展都将会大大依赖于高多层PCB的支持。9 ~& W) w7 P& G. V# g' D' i
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这不仅仅是嘉立创继续努力深耕的方向,也是所有科技创新者的共同愿景和期盼。* a( |, d0 D1 k6 ?7 u Q
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图片来源:网络$ Q0 f9 \$ H6 c( O7 Y
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) U1 w5 U0 o- {' r往期推荐:点击图片即可跳转阅读" J' T. Q' U0 F, v+ F# Z5 ?- }0 q
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嵌入式 C 语言的自我修养1 A1 V7 A8 @9 W) |5 A
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被 char 类型的变量坑惨了!
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% Z: E1 F% W# k 嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组$ E9 _( i2 D9 h. y% U( N
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