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PCB技术的发展现状与未来趋势分析

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2020-09-30 09:09:33

对更小功率和更低功率器件的推动导致对新的基本印刷电路板PCB)技术的需求。尽管许多新的PCB技术仍处于研究阶段,但从研究到生产,它们都有望在未来有所发展。

要谈论未来的PCB技术,重要的是要了解现有技术的位置。

传统的PCB最常由具有金属层的玻璃纤维制成。现有的一种变化是柔性和刚性-柔性PCB。这些使用柔性基板材料,可以用作布线或将元件焊接在其上。刚性-柔性PCB的使用允许将刚性PCB组合起来,而无需任何连接器即可将其转换为柔性材料。灵活的性质使设计师可以自由折叠或卷起适合特定尺寸或包装的电路板。

PCB技术的发展现状与未来趋势分析

另一种现有技术是使用多个层。堆叠电路连接的薄层可简化布线并缩小组件间距。这依赖于许多薄的PCB,它们被夹在中间并粘结在一起。

未来的可能性是将某些组件嵌入电路板。只需在PCB中内置电感器电容器,就可以做到这一点。电感器由线圈制成,线圈可以直接印刷成螺旋状。该方法的实用性取决于所需的电感值。电容器是两个紧密间隔的导体板。这也可以用两层或多层的板来实现。电容的值和精度将再次影响该方法的实用性。电阻器由能够阻止电流流动的材料(例如碳或电线)组成。在PCB上,这可以通过使用很细很长的油漆碳或其他高电阻材料来实现。使用这种方法,电阻的容差可能不会很高。

如今,这些方法以及一些其他类似的无源组件(如保险丝开关电动机线圈和天线)在一定程度上得到了应用。通常,这些方法的局限性使其仅适用于特定应用。

下一步是将组件内置到PCB中,而不是像目前的做法那样通过蚀刻它们。3D打印的出现是一种潜在的途径,在该途径中,印刷电路而不是蚀刻电路,并在加工过程中放置并粘合组件。利用当前的技术,建造多层板的蚀刻设备通常不具有放置和焊接组件的能力。在现有工艺中,PCB的制造,零件的放置和焊接通常发生在不同的设施中,从而使其难以集成。3D打印电路板尚处于起步阶段,用于原型设计。它通常使用类似焊料的材料,这样可以轻松连接组件。PCB晶圆厂和制造公司有进一步整合的潜力,从而可以将这种技术与新的或改装的机器一起使用。

这些组件是被动组件,但也可以嵌入主动组件。大批量生产产品的另一种常见做法是将硅芯片直接放在PCB上,并在其顶部放一滴环氧树脂以保护它。这种方法通常称为球顶,在制造方面会增加费用,但会降低零件成本。尽管这些做法已经完成,但可能会变得更加普遍。将来,有可能在各层之间放置一个硅芯片,从而进一步减小电路尺寸。这不像焊接那么简单。引线键合到硅芯片上需要更精确,更昂贵的设备。热量也可能是一个问题,具体取决于芯片。

随着减小电路尺寸的努力变得越来越重要,并且可用的技术日趋成熟,嵌入式组件的使用将需要增加。这将主要依靠大批量产品推动设备和工艺的发展。


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