在当前技术发展的背景下,电子设备的微小型化与性能的提高成为技术进步的重要方向。尤其是在高频和高速数字信号传输的印制电路板(PCB)设计中,埋置有源元件成为一个技术发展的热点。本文将详细介绍在PCB中埋置有源元件的意义和实现方法,并分析其对电子系统设计产生的积极影响。
有源元件包括但不限于单晶硅晶片制作的芯片、集成电路(IC)等,它们通常比无源元件复杂,拥有更复杂的内部结构和封装形式。有源元件埋置到PCB内部的过程中,需要解决平面化、厚度、互连结点的精细度等一系列技术难题。有源元件的埋置方法主要包括以下几种:
1. “先”埋嵌有源元件:即在PCB生产之前,就将有源元件嵌入到基板材料中。
2. “中间”埋嵌有源元件:指的是在PCB制造的某个中间阶段嵌入有源元件。
3. “最后”埋嵌有源元件:即在PCB制造完成之前,在板层间埋置有源元件。
目前看来,“最后”埋嵌有源元件的方法较为理想,因为它允许有源元件在PCB制造的后期阶段再进行嵌入,这有助于解决制造过程中的复杂性问题,并提供更高的灵活性和可靠性。此外,文章还提供了一些实际样品与效果,证明了“最后”埋置有源元件的有效性和可行性。
埋置有源元件在PCB中的意义不仅体现在其技术挑战上,更在于它对整个电子系统设计带来的积极影响。主要表现在以下几个方面:
1. 系统具有更高密度化或微小型化:传统的有源元件安装在PCB表面,而将有源元件和无源元件一同埋置到PCB内部,能够缩短和减少连接点、导线、焊盘和导通孔的数量,提高集成度,从而使系统更加微小和密集。
2. 提高系统功能的可靠性:埋置有源元件可将芯片与外界环境隔离,减少环境对芯片的影响,同时因为芯片埋置内部,其连接的导线变得更短,减少连接故障率,从而增强系统整体的可靠性。
3. 改善信号传输:在PCB内部埋置有源元件可以减少信号传输路径,降低信号损失和干扰,从而提高信号的传输质量。
4. 降低制造成本:通过埋置有源元件,可以实现更高的集成度,减少额外的封装和连接工艺,从而有效降低制造成本。
5. 提升市场竞争力:集成度的提高和系统功能的增强,让产品在性能和功能性方面得到提升,降低产品的尺寸和重量,满足消费者对电子设备便携性、高性能的需求,从而提升产品在市场上的竞争力。
在当前和未来的技术发展趋势中,将无源元件和有源元件同时埋置到PCB内部,形成系统封装(SOP)和系统板(SIB),成为新一代的技术与产品的关键技术。系统封装技术将系统设计和制造的两个层面相结合,是实现高集成度和高性能电子系统的重要手段。随着电子设备性能需求的不断提升,埋置有源元件的技术将发挥更大的作用,为电子系统设计提供新的解决方案。