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我是老溫,一名熱愛學習的嵌入式工程師9 n0 I/ N( k9 ?& X% }. j' o
關注我,一起變得更加優(yōu)秀!( v9 T' \1 s- o) R
前段時間,我在網上看到有某些科技愛好者,拆解了多款大疆無人機的嵌入式主板和電調板,里面的PCB板子形狀以及元器件的布局,確實讓人感到驚艷,關于拆解相關的文章,可以點擊以下鏈接。
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拆開多款大疆無人機主控,電調板,欣賞電路板,一次看個夠!
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1 i8 g4 ~2 R* \8 a. f0 U賽靈思 ZYNQ-XC7Z045 主控
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這么多高性能的處理器和存儲器芯片,到底是怎么“塞”在一塊小面積的 PCB 電路板上面,并且還能實現這么多功能的?
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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,平時也不少跟硬件電路打交道,于是,我開始扒拉那些關于印刷電路板(Printed Circuit Board,簡稱 PCB)鮮為人知的發(fā)展歷史。
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; D& C3 E# Z8 j% i0 \! t \. U一、PCB 出現之前6 b2 I, T4 z+ `' z) F5 V8 I$ e
; c9 Q0 n i2 {9 J. d [在PCB出現之前,電子元器件是通過導線直連的方式,直接焊接在一個絕緣底座上面的,這種方式雖然也可以讓電子元器件工作,但整個體積比較龐大,也很脆弱笨重。
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0 |0 m% B" M {5 ? A! w/ s! B史前時代的電路設計3 C! w1 r% O, U' Y2 U6 V! x; {0 N
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二、第一塊 PCB 的誕生% `; z, Q0 y" U7 I. l. q7 a K+ J
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1936年,奧地利工程師 Paul Eisler 受到了印刷技術的啟發(fā),首先提出“印刷電路”的概念,并且在一臺收音機里面設計出世界上第一塊PCB電路,解決了手工焊接電路容易出錯且難以規(guī)模化的問題。
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" X" W7 D9 F1 ^" o歷史上第一塊 PCB 電路6 E @" q$ r. J/ i5 i7 U
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后來, Paul Eisler 還參考照相印刷工藝,用化學藥水來溶解未被掩蔽的金屬銅箔,即腐箔技術,奠定了以后光刻工藝的技術基礎。$ b7 a/ e& m% _" ?5 t/ ^/ L1 I$ O
, n4 M. @4 y: v5 U三、高多層 PCB 的問世
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! R m6 u9 d+ G9 T) d2 D) L二十世紀五六十年代,集成電路 IC 的快速發(fā)展,PCB開始邁進了多層板時代,1960年,Litton Systems公司首先在一臺小型計算機上面應用 6 層印制電路板。
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我國的第一塊 6 層電路板是在1964年實驗室條件下研制成功的,并在1967年把 6 ~ 8層板應用于大型計算機工業(yè)化生產。/ A5 O+ ^: \* o* c w0 a+ r
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: R- _5 \7 ^1 W# a9 u20世紀60年代的多層 PCB8 t6 {4 y7 z/ _4 i6 @# _) d
/ l) r3 }/ `+ u+ j$ J$ ]* O/ M四、高多層PCB的發(fā)展5 X1 X7 K4 _7 d0 ?. V# u
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二十世紀九十年代,輕量小型化的筆記本電腦、移動電話、攝像機等數碼電子產品陸續(xù)問世,推動了高密度互連多層板技術(HDI PCB)的發(fā)展,后來也衍生發(fā)明出BGA(球柵陣列)封裝技術。
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6 A# a# T' ^0 d. a二十一世紀初,第二代 HDI 技術可以讓 PCB 的最終線距達到了 40 μm,2017年后,HDI 和 微孔技術在提升元器件密度方面,提供了顯著的幫助。' V( ?' \+ B: {
( S% y1 A: ]4 |; }6 o時至今日,我們的生活已經離不開高密度多層PCB,因為我們的生活已經離不開手機的參與,手機各種主板PCB就是基于高密度多層PCB技術來制造的。
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5 b, H3 Y* i3 }& _3 a; w4 G% riPhone15 主板射頻板部分5 D; h+ b' Y& E7 z
0 y( X/ m( i4 S8 w" E四、高多層板的打樣與制造$ ^0 s5 U; G9 f2 w7 K" O
我在2013年剛剛入行電子開發(fā)的時候,少不了搗鼓各種簡單的數字電路,那時候的雙層PCB打樣也不便宜,一款小面積的雙層PCB打樣就要50塊錢,而且還不包郵。(那時候,洞洞板真是個好東西!)
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0 A: l9 S- c$ w3 x8 Q p用洞洞板搭建的簡陋電路" ?4 K4 u- T. e4 H [
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0 |4 j; J& |& ^5 B0 V十幾年前的洞洞板避障小車, \% o' ^8 M0 K: j) N9 f
如今,現代PCB技術的發(fā)展已經讓硬件產業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)的成本降低了不少,其中一個典型案例,就是嘉立創(chuàng)在前幾年推出的PCB免費打樣,當時還引起了PCb制板行業(yè)的價格內卷,毫無疑問,受益的肯定是廣大客戶。: W. l8 @2 B3 \2 m; S
(我記得當時一天內接到四五家PCB板廠的注冊邀請電話,大量送免費打樣券)+ }& m S d3 F0 Y% c2 \, K1 d6 Y
嘉立創(chuàng)的免費打樣是從雙層板起步的,后來逐漸升級到4層、6層沉金板免費打樣,這種讓利幅度,可以讓所有智能硬件開發(fā)者輕松獲得高質量的PCB打樣服務。
/ i* J% ~% F& H, L* f5 {- n(我當然不會錯過這種好事兒~
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3 P& i7 h0 I3 t7 G& n _8 E嘉立創(chuàng)官網公告$ }- k8 J; ~# O1 U1 o4 B
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& K1 ^3 ]7 ]! Z六層PCB打樣要花 400 塊錢
+ w9 ~" W, ] m0 t# |5 x; s之所以選擇嘉立創(chuàng)進行PCB打樣,主要是因為嘉立創(chuàng)的服務體系做得很完善,不僅僅能提供PCB打樣,還可以提供PCB-layout,物料采購,smt貼片,3D外殼制作等等一整套產業(yè)鏈服務,無疑是為經常跟智能硬件打交道的嵌入式工程師,提供了很大的幫助。
& u- o+ \% [6 t. g最近,嘉立創(chuàng)還搞出了高多層板統一默認盤中孔,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,一起來欣賞一下高多層PCB的盤中孔和加厚沉金工藝吧~
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圖片來源:嘉立創(chuàng)官網
) a/ r6 t- y5 [0 u& {* ]. S% x, D5 e四、高多層板的未來發(fā)展
' |8 l7 P) K& }/ {0 `% h m' ]1 e6 R! [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為現代智能硬件行業(yè)帶來了無限的想象空間。- L1 F1 ^1 B7 f9 g& g+ h6 h( |
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不久的將來,無論是AI大模型算力卡、具身智能機器人,還是自動駕駛以及航天工業(yè),這些科技領域的發(fā)展都將會大大依賴于高多層PCB的支持。
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: @# U2 e* J' k s0 a: Q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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0 j4 k/ w- ~% L+ K5 N) Z K: Z圖片來源:網絡: H0 t5 a) W& B& O$ t F l4 Y: C0 d
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往期推薦:點擊圖片即可跳轉閱讀: @, w5 N- C% z6 D, U" _
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嵌入式 C 語言的自我修養(yǎng): O9 ^2 Z$ }; g0 x3 C0 }& i
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% z( `: |5 y& C$ \& g 被 char 類型的變量坑慘了!( P4 q: b! M5 n* T) h
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我是老溫,一名熱愛學習的嵌入式工程師6 @7 {- X- [ x; ~: {# n/ G5 r
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