我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师% u$ w% Q/ {4 S: ^( q
关注我,一起变得更加优秀!2 j- Z& ]! O2 ]* e% Y% W
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。! |& Q: {* q. N1 j
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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!
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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。 Y! a: A/ {2 P) Y$ ^
1 V9 Z. a9 {# O1 o+ w- {3 u一、PCB 出现之前, S. h8 ~' p0 u* M; F5 G) I
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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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史前时代的电路设计
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4 E9 m9 y& u, p: K二、第一块 PCB 的诞生9 K" T/ r8 S, U" e$ o# Q
. U3 G1 o% Y; w, 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。) L3 j9 v; J/ s" }6 @' ^- _
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历史上第一块 PCB 电路
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+ K8 d' o% q) u: w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。
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三、高多层 PCB 的问世
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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。2 M6 ^* Z6 H7 _' U% D
: A7 f7 i3 B' p- L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。4 Y9 Y: @2 M& ]& W# |
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20世纪60年代的多层 PCB
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6 ^. O7 t: S' r; ?) F0 W四、高多层PCB的发展
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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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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。
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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。/ _5 M8 w) o! E- U3 q0 H3 @) n
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iPhone15 主板射频板部分0 L) u) c- q- @, R+ B3 D% o) J
2 d$ x+ \+ p* T2 d* [四、高多层板的打样与制造
& T+ R% g- x" L3 H/ B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!)
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用洞洞板搭建的简陋电路
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十几年前的洞洞板避障小车/ Y" H) P4 Q T# C1 w
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。
& x- o" z& [ n3 z( `: M(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)
/ D6 V' @3 V* v+ r% G* e7 H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。
: c3 g- G, E! v(我当然不会错过这种好事儿~2 y( f# a7 D: s
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2 s" x) R* N/ m- s+ B$ l0 G' t嘉立创官网公告4 @+ Y8 { L# B( R7 ~, O' R
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0 G% e8 L; \5 a8 @! A5 m) n六层PCB打样要花 400 块钱* X1 C( K* U3 p6 a- H; g
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。
* E2 e1 d9 Y: ~: P6 w. p8 m6 ^+ F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~0 P/ V, w% ^5 A* V" G
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图片来源:嘉立创官网
* f% p6 |/ U7 Y3 e4 p四、高多层板的未来发展
4 X3 N1 B$ B; ^! V, V6 {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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( _2 X% Q5 B% R4 ^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 ?, J# `6 G7 U* j4 ]8 k, J# B' b
( p, v- b0 [3 E: X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。; r! s: i6 s4 r5 N+ w7 K
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图片来源:网络
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3 E) W! c4 n5 f9 a% V往期推荐:点击图片即可跳转阅读; x# m. u2 G0 P
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嵌入式 C 语言的自我修养
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' J h3 E$ O) L/ V6 e1 ?! k, A! E 被 char 类型的变量坑惨了!9 }1 }! L" A8 K
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2 B! W4 p9 _0 L, [8 y$ p 嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组4 x" y' y& T) w8 ~
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