我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师2 J& a$ \7 m4 T
关注我,一起变得更加优秀!8 R& w+ n7 U; G. m! f+ f* r4 \
前段时间,我在网上看到有某些科技爱好者,拆解了多款大疆无人机的嵌入式主板和电调板,里面的PCB板子形状以及元器件的布局,确实让人感到惊艳,关于拆解相关的文章,可以点击以下链接。
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拆开多款大疆无人机主控,电调板,欣赏电路板,一次看个够!& m+ A/ l! Q7 x
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赛灵思 ZYNQ-XC7Z045 主控1 ] D. J& M8 k( B' W
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这么多高性能的处理器和存储器芯片,到底是怎么“塞”在一块小面积的 PCB 电路板上面,并且还能实现这么多功能的?9 G& x6 T# m5 X% Z4 @2 O
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作为一名充满好奇心的业余非专业嵌入式工程师,平时也不少跟硬件电路打交道,于是,我开始扒拉那些关于印刷电路板(Printed Circuit Board,简称 PCB)鲜为人知的发展历史。+ w' W+ [% ?# q% X- Y _% b
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一、PCB 出现之前 _- U+ S$ V. k6 D/ U) v
/ w* b) H9 h. E4 p+ A& S在PCB出现之前,电子元器件是通过导线直连的方式,直接焊接在一个绝缘底座上面的,这种方式虽然也可以让电子元器件工作,但整个体积比较庞大,也很脆弱笨重。+ u6 i8 G6 ~9 ?) `# v
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史前时代的电路设计
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& v1 }5 X4 [9 e1 b( r I/ |二、第一块 PCB 的诞生7 r( f9 G/ M# [1 O& o! J
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1936年,奥地利工程师 Paul Eisler 受到了印刷技术的启发,首先提出“印刷电路”的概念,并且在一台收音机里面设计出世界上第一块PCB电路,解决了手工焊接电路容易出错且难以规模化的问题。
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历史上第一块 PCB 电路
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后来, Paul Eisler 还参考照相印刷工艺,用化学药水来溶解未被掩蔽的金属铜箔,即腐箔技术,奠定了以后光刻工艺的技术基础。8 p! E, _. {- O6 D
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三、高多层 PCB 的问世0 D9 d1 c3 R6 v- A. d! _
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二十世纪五六十年代,集成电路 IC 的快速发展,PCB开始迈进了多层板时代,1960年,Litton Systems公司首先在一台小型计算机上面应用 6 层印制电路板。
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: k9 {2 U1 D$ w# _" {我国的第一块 6 层电路板是在1964年实验室条件下研制成功的,并在1967年把 6 ~ 8层板应用于大型计算机工业化生产。
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& ]0 C; C) T4 t7 }- r) [. f6 l20世纪60年代的多层 PCB. s! q( e+ w9 Z# Q' j
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四、高多层PCB的发展5 W0 k, L6 B" F6 i( u4 r; J
/ Z1 r6 ]0 U- G5 a7 j- a; a# C% c二十世纪九十年代,轻量小型化的笔记本电脑、移动电话、摄像机等数码电子产品陆续问世,推动了高密度互连多层板技术(HDI PCB)的发展,后来也衍生发明出BGA(球栅阵列)封装技术。$ z# t, M/ {! ~3 B5 f& Q2 C
! K1 V% V, _1 C3 B) u二十一世纪初,第二代 HDI 技术可以让 PCB 的最终线距达到了 40 μm,2017年后,HDI 和 微孔技术在提升元器件密度方面,提供了显著的帮助。
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时至今日,我们的生活已经离不开高密度多层PCB,因为我们的生活已经离不开手机的参与,手机各种主板PCB就是基于高密度多层PCB技术来制造的。
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( Q9 V' b: @" q/ u; `+ EiPhone15 主板射频板部分. k- Y( k! G) \* \1 C3 I# }- I
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四、高多层板的打样与制造
7 l. Z9 s% p8 u9 x/ \( N+ C. G8 B我在2013年刚刚入行电子开发的时候,少不了捣鼓各种简单的数字电路,那时候的双层PCB打样也不便宜,一款小面积的双层PCB打样就要50块钱,而且还不包邮。(那时候,洞洞板真是个好东西!). j2 \: F- r3 h
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用洞洞板搭建的简陋电路
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十几年前的洞洞板避障小车3 W: z$ s, B8 _5 w% i
如今,现代PCB技术的发展已经让硬件产业链各个环节的成本降低了不少,其中一个典型案例,就是嘉立创在前几年推出的PCB免费打样,当时还引起了PCb制板行业的价格内卷,毫无疑问,受益的肯定是广大客户。
, C$ W3 B& L( R F* y5 O(我记得当时一天内接到四五家PCB板厂的注册邀请电话,大量送免费打样券)7 p ^% D/ f a( v
嘉立创的免费打样是从双层板起步的,后来逐渐升级到4层、6层沉金板免费打样,这种让利幅度,可以让所有智能硬件开发者轻松获得高质量的PCB打样服务。# ~4 W/ h+ {% t
(我当然不会错过这种好事儿~ C$ I8 |. A/ Y4 i
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% O# H: p8 L* @5 ]% Q! ~嘉立创官网公告
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9 C2 l8 W( w0 v! f六层PCB打样要花 400 块钱
, H7 e( t `2 B5 y# L+ r, ^之所以选择嘉立创进行PCB打样,主要是因为嘉立创的服务体系做得很完善,不仅仅能提供PCB打样,还可以提供PCB-layout,物料采购,smt贴片,3D外壳制作等等一整套产业链服务,无疑是为经常跟智能硬件打交道的嵌入式工程师,提供了很大的帮助。
$ H7 j8 {8 N0 \最近,嘉立创还搞出了高多层板统一默认盘中孔,把沉金厚度提高到2u",并且不限定你的PCB板子上面是否有BGA封装芯片,一起来欣赏一下高多层PCB的盘中孔和加厚沉金工艺吧~
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; r* Y9 S, M _9 o2 F图片来源:嘉立创官网
/ m/ e7 k* v+ |) j, i; O+ n: U四、高多层板的未来发展5 R; v7 Y7 L" w
从早期的单双面电路,发展到如今的高多层板,PCB 制作工艺的演变推进为现代智能硬件行业带来了无限的想象空间。
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不久的将来,无论是AI大模型算力卡、具身智能机器人,还是自动驾驶以及航天工业,这些科技领域的发展都将会大大依赖于高多层PCB的支持。
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这不仅仅是嘉立创继续努力深耕的方向,也是所有科技创新者的共同愿景和期盼。/ X* P5 c- y8 B% w5 v
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图片来源:网络
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% V/ g3 C% n8 e5 r7 B' ^, n 嵌入式 C 语言的自我修养+ x/ H8 z& r. F- t7 ~, ]
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被 char 类型的变量坑惨了!( h+ d; U" P9 e1 |4 H, b
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嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组0 W; Q. G! g9 \) S+ ]7 m
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