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我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師
f9 k) _* f7 f9 y1 ?關(guān)注我,一起變得更加優(yōu)秀!
' t! ?& o) b6 w; e, }( _前段時(shí)間,我在網(wǎng)上看到有某些科技愛好者,拆解了多款大疆無人機(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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! [, T/ R$ m$ M! l! ^9 b拆開多款大疆無人機(jī)主控,電調(diào)板,欣賞電路板,一次看個(gè)夠!
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) Z+ K+ Q3 C6 d: d# R7 L9 C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(shí)現(xiàn)這么多功能的?
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8 y, K( {4 a3 ^% K' c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,我開始扒拉那些關(guān)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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一、PCB 出現(xiàn)之前; s D) ^8 z8 A3 Y& e6 ~ h* r# A8 c
% I) {9 f" E3 P: H1 C2 h% c在PCB出現(xiàn)之前,電子元器件是通過導(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。
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史前時(shí)代的電路設(shè)計(jì)
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二、第一塊 PCB 的誕生1 m) P3 a: u3 K y# x( J7 [, s
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1936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);膯栴}。" p* I5 `' u+ U7 p' ^0 Y. s
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8 R, [4 l; R3 Q$ U8 T/ [. c1 t. Q$ W$ k歷史上第一塊 PCB 電路( C- E$ i% `$ g5 ]+ a% N3 c3 l
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后來, Paul Eisler 還參考照相印刷工藝,用化學(xué)藥水來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 的問世
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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開始邁進(jìn)了多層板時(shí)代,1960年,Litton Systems公司首先在一臺小型計(jì)算機(jī)上面應(yīng)用 6 層印制電路板。% a: U) p" t4 [# {9 i# K/ w. P
) [# U( h# L0 u- }* D我國的第一塊 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)。* d) } Y$ O9 @ ~$ {& z! \5 U
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2 ] w) r2 C, g1 Y, N% ^0 ~20世紀(jì)60年代的多層 PCB
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+ `/ {! V, q( c四、高多層PCB的發(fā)展6 r& S; [8 S& g K) R
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二十世紀(jì)九十年代,輕量小型化的筆記本電腦、移動電話、攝像機(jī)等數(shù)碼電子產(chǎn)品陸續(xù)問世,推動了高密度互連多層板技術(shù)(HDI PCB)的發(fā)展,后來也衍生發(fā)明出BGA(球柵陣列)封裝技術(shù)。7 S+ A7 x E5 _/ N1 j
8 d7 c+ P* z8 y) W# h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。# Q. _, [, y$ Z) ^
3 Z& C7 j' D( x+ t時(shí)至今日,我們的生活已經(jīng)離不開高密度多層PCB,因?yàn)槲覀兊纳钜呀?jīng)離不開手機(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)來制造的。
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iPhone15 主板射頻板部分
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) H2 {: h, ?( C四、高多層板的打樣與制造
( d" |$ k' H7 S' p! N0 ]我在2013年剛剛?cè)胄须娮娱_發(fā)的時(shí)候,少不了搗鼓各種簡單的數(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,而且還不包郵。(那時(shí)候,洞洞板真是個(gè)好東西!)* l1 V' y2 r' _' }
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用洞洞板搭建的簡陋電路
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十幾年前的洞洞板避障小車
5 \: P# I5 w6 s2 [2 M# n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,毫無疑問,受益的肯定是廣大客戶。
7 T' t0 J& n7 M3 q) \(我記得當(dāng)時(shí)一天內(nèi)接到四五家PCB板廠的注冊邀請電話,大量送免費(fèi)打樣券)
6 c0 U* W- ~8 Q+ M嘉立創(chuàng)的免費(fèi)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(fèi)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(zhì)量的PCB打樣服務(wù)。. M d- X$ z5 p) u8 i5 E! I
(我當(dāng)然不會錯(cuò)過這種好事兒~
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嘉立創(chuàng)官網(wǎng)公告
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" t3 _! X/ T' i& ~0 l) m7 D$ [六層PCB打樣要花 400 塊錢
# u/ J! I( h1 A& J, D% O6 B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,smt貼片,3D外殼制作等等一整套產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù),無疑是為經(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。! o2 b- g7 P5 p9 b
最近,嘉立創(chuàng)還搞出了高多層板統(tǒng)一默認(rèn)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(wǎng)/ B, I) {- E; O/ b+ d; X; D
四、高多層板的未來發(fā)展- z& t4 d+ T3 l! b p" `& A6 ~; o) s
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)帶來了無限的想象空間。) j+ O& ?' A, f f" N* d; t
9 t Z% j, a/ _4 z% R. E不久的將來,無論是AI大模型算力卡、具身智能機(jī)器人,還是自動駕駛以及航天工業(yè),這些科技領(lǐng)域的發(fā)展都將會大大依賴于高多層PCB的支持。
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6 M5 Z' T6 |' s0 D0 z* z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。* X' f3 C* B3 Z9 G" s# j0 S' d M
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. A4 l& ?0 g2 Y- ^7 D圖片來源:網(wǎng)絡(luò)- x7 `2 Y& ]( U* i5 K
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z! F9 f k, Y4 i' F# y+ O 嵌入式 C 語言的自我修養(yǎng)( O# c# I4 H" S k, _$ K
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, R* I- V1 E: g7 W) ~# z 被 char 類型的變量坑慘了!
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嵌入式 C 語言知識點(diǎn),動態(tài)變長數(shù)組$ v1 i* S0 C7 ?1 X4 k
我是老溫,一名熱愛學(xué)習(xí)的嵌入式工程師& X" q" E" g( ~- C! P: S
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