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我是老溫,一名熱愛(ài)學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
, Y% s- `0 F# y/ S7 W關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!* b$ C9 O; @7 m! g2 _$ P# V/ c7 i3 u
前段時(shí)間,我在網(wǎng)上看到有某些科技愛(ài)好者,拆解了多款大疆無(wú)人機(jī)的嵌入式主板和電調(diào)板,里面的PCB板子形狀以及元器件的布局,確實(shí)讓人感到驚艷,關(guān)于拆解相關(guān)的文章,可以點(diǎn)擊以下鏈接。
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拆開(kāi)多款大疆無(wú)人機(jī)主控,電調(diào)板,欣賞電路板,一次看個(gè)夠!
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賽靈思 ZYNQ-XC7Z045 主控5 P4 ?, B9 Z% s5 h6 Q& R3 g2 v4 h
( R3 S% @/ P, x7 Y* M! s9 n6 d/ d這么多高性能的處理器和存儲(chǔ)器芯片,到底是怎么“塞”在一塊小面積的 PCB 電路板上面,并且還能實(shí)現(xiàn)這么多功能的?
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作為一名充滿好奇心的業(yè)余非專業(yè)嵌入式工程師,平時(shí)也不少跟硬件電路打交道,于是,我開(kāi)始扒拉那些關(guān)于印刷電路板(Printed Circuit Board,簡(jiǎn)稱 PCB)鮮為人知的發(fā)展歷史。$ v; ?: L( @2 ?; n2 J" e0 c, C& ?+ A
* y6 Y; O* s& ^' b% b# u一、PCB 出現(xiàn)之前
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3 I- d7 d+ t6 L% Q8 O在PCB出現(xiàn)之前,電子元器件是通過(guò)導(dǎo)線直連的方式,直接焊接在一個(gè)絕緣底座上面的,這種方式雖然也可以讓電子元器件工作,但整個(gè)體積比較龐大,也很脆弱笨重。( ]( j; B1 Q$ y4 `
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% D0 B5 a& b$ \7 `2 a. T- d史前時(shí)代的電路設(shè)計(jì) `0 g6 q' a1 F
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二、第一塊 PCB 的誕生& `! W) x; d8 W& U, O# y5 f- O/ _
7 I; g4 O8 Y1 I0 M' L3 t$ I1936年,奧地利工程師 Paul Eisler 受到了印刷技術(shù)的啟發(fā),首先提出“印刷電路”的概念,并且在一臺(tái)收音機(jī)里面設(shè)計(jì)出世界上第一塊PCB電路,解決了手工焊接電路容易出錯(cuò)且難以規(guī)模化的問(wèn)題。
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1 N1 n& M/ H$ q6 e8 w歷史上第一塊 PCB 電路" r) V* G" d- S6 T) e: A w# J
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后來(lái), Paul Eisler 還參考照相印刷工藝,用化學(xué)藥水來(lái)溶解未被掩蔽的金屬銅箔,即腐箔技術(shù),奠定了以后光刻工藝的技術(shù)基礎(chǔ)。
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三、高多層 PCB 的問(wèn)世& n9 z) h) k- w. w; J
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二十世紀(jì)五六十年代,集成電路 IC 的快速發(fā)展,PCB開(kāi)始邁進(jìn)了多層板時(shí)代,1960年,Litton Systems公司首先在一臺(tái)小型計(jì)算機(jī)上面應(yīng)用 6 層印制電路板。
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0 G, a) [; E6 ?, R7 J0 p2 M我國(guó)的第一塊 6 層電路板是在1964年實(shí)驗(yàn)室條件下研制成功的,并在1967年把 6 ~ 8層板應(yīng)用于大型計(jì)算機(jī)工業(yè)化生產(chǎn)。+ B) ~ a+ n* j d" }3 [
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20世紀(jì)60年代的多層 PCB
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( o% A; h( t9 j四、高多層PCB的發(fā)展% U* Q) A- E+ v1 v( F6 p% Z* R7 J) R
4 J" ~8 ^9 L0 b: R3 n6 \二十世紀(jì)九十年代,輕量小型化的筆記本電腦、移動(dòng)電話、攝像機(jī)等數(shù)碼電子產(chǎn)品陸續(xù)問(wèn)世,推動(dòng)了高密度互連多層板技術(shù)(HDI PCB)的發(fā)展,后來(lái)也衍生發(fā)明出BGA(球柵陣列)封裝技術(shù)。
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; S3 B4 I/ {( o, W/ R; X8 p+ U二十一世紀(jì)初,第二代 HDI 技術(shù)可以讓 PCB 的最終線距達(dá)到了 40 μm,2017年后,HDI 和 微孔技術(shù)在提升元器件密度方面,提供了顯著的幫助。
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: s2 `* J' M/ k8 o時(shí)至今日,我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)高密度多層PCB,因?yàn)槲覀兊纳钜呀?jīng)離不開(kāi)手機(jī)的參與,手機(jī)各種主板PCB就是基于高密度多層PCB技術(shù)來(lái)制造的。% N4 X% T! a; X: p
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iPhone15 主板射頻板部分) e& c4 v! I# z! f
, R7 l- i5 T9 Y% H; Z四、高多層板的打樣與制造- V3 P8 ]0 x1 x& [' g# ~
我在2013年剛剛?cè)胄须娮娱_(kāi)發(fā)的時(shí)候,少不了搗鼓各種簡(jiǎn)單的數(shù)字電路,那時(shí)候的雙層PCB打樣也不便宜,一款小面積的雙層PCB打樣就要50塊錢(qián),而且還不包郵。(那時(shí)候,洞洞板真是個(gè)好東西!)
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0 }$ H2 Q' x' D& R0 V/ k用洞洞板搭建的簡(jiǎn)陋電路
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十幾年前的洞洞板避障小車
5 t; D/ l( p2 g Z4 S如今,現(xiàn)代PCB技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)讓硬件產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)的成本降低了不少,其中一個(gè)典型案例,就是嘉立創(chuàng)在前幾年推出的PCB免費(fèi)打樣,當(dāng)時(shí)還引起了PCb制板行業(yè)的價(jià)格內(nèi)卷,毫無(wú)疑問(wèn),受益的肯定是廣大客戶。
2 V7 B' g" F- T7 R1 S(我記得當(dāng)時(shí)一天內(nèi)接到四五家PCB板廠的注冊(cè)邀請(qǐng)電話,大量送免費(fèi)打樣券)
* c+ z* n6 F9 Q2 j; c0 Y( g嘉立創(chuàng)的免費(fèi)打樣是從雙層板起步的,后來(lái)逐漸升級(jí)到4層、6層沉金板免費(fèi)打樣,這種讓利幅度,可以讓所有智能硬件開(kāi)發(fā)者輕松獲得高質(zhì)量的PCB打樣服務(wù)。
, Y. Q! a% A7 g0 R3 M7 r(我當(dāng)然不會(huì)錯(cuò)過(guò)這種好事兒~
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1 T- c' M1 @% ]! x嘉立創(chuàng)官網(wǎng)公告
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. g; g5 M# f i六層PCB打樣要花 400 塊錢(qián)1 z+ j. @( c" e
之所以選擇嘉立創(chuàng)進(jìn)行PCB打樣,主要是因?yàn)榧瘟?chuàng)的服務(wù)體系做得很完善,不僅僅能提供PCB打樣,還可以提供PCB-layout,物料采購(gòu),smt貼片,3D外殼制作等等一整套產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù),無(wú)疑是為經(jīng)常跟智能硬件打交道的嵌入式工程師,提供了很大的幫助。
, l6 K' }0 D: D. v! q2 J* O最近,嘉立創(chuàng)還搞出了高多層板統(tǒng)一默認(rèn)盤(pán)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封裝芯片,一起來(lái)欣賞一下高多層PCB的盤(pán)中孔和加厚沉金工藝吧~% L6 V& v: H+ _! `# z" E- x
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, m6 M: c4 K! O/ ~8 b圖片來(lái)源:嘉立創(chuàng)官網(wǎng)# M- b' w9 o1 z% {
四、高多層板的未來(lái)發(fā)展
1 j w9 c5 ]# t2 \. D4 m' _從早期的單雙面電路,發(fā)展到如今的高多層板,PCB 制作工藝的演變推進(jìn)為現(xiàn)代智能硬件行業(yè)帶來(lái)了無(wú)限的想象空間。
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$ R8 P& G& j0 n+ c不久的將來(lái),無(wú)論是AI大模型算力卡、具身智能機(jī)器人,還是自動(dòng)駕駛以及航天工業(yè),這些科技領(lǐng)域的發(fā)展都將會(huì)大大依賴于高多層PCB的支持。6 K' k1 w/ I+ v% d& H
# D$ {8 g8 _- I0 o這不僅僅是嘉立創(chuàng)繼續(xù)努力深耕的方向,也是所有科技創(chuàng)新者的共同愿景和期盼。
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圖片來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
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$ J: k$ I. I6 e9 b' g& z# L8 U 被 char 類型的變量坑慘了!
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