我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师
% J8 _' k$ W' I2 }关注我,一起变得更加优秀!) Y G7 {7 k: [- W* x* D
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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7 H+ @9 u0 f M: ?' N: P拆开多款大疆无人机主控,电调板,欣赏电路板,一次看个够!4 ?1 j" U- O! z: v9 J
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赛灵思 ZYNQ-XC7Z045 主控
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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?& n @0 i! ?; V
$ Y2 M5 F6 q/ |# B( J' n2 w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。3 h: V" l w! t) x$ X C
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一、PCB 出现之前1 S; h, o' |) n* Q" }* c5 C* M
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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。% w* D E, k$ a1 X9 k
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史前时代的电路设计
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h1 I a4 ]0 S4 w二、第一块 PCB 的诞生
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# L7 L$ h2 `7 [5 s7 }& V% d2 c+ G# {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。& F9 {6 g+ d8 n+ z+ Z
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7 V( V4 X( z( k& x- J+ C历史上第一块 PCB 电路% d1 S- u( o) G" ]/ i* R; M! w
5 |" j9 g: T4 y7 h! g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。
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三、高多层 PCB 的问世
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$ R* H/ e7 r/ u G9 g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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1 j4 O% R2 ~6 v3 }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。# o# p' Y3 h. r5 p% `7 R. Q7 k8 r. F/ Y3 K
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20世纪60年代的多层 PCB8 [: V9 ?- e6 W; r
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四、高多层PCB的发展$ }9 U3 g& x) @
. ~# L: u# K/ n2 b: \7 }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。
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9 Z: ?/ |& q9 n" u+ ^# ~8 C7 C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。5 U; q& }& e! X: o" @0 s
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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。5 ]5 ]% }4 ~6 G# e5 g/ @
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iPhone15 主板射频板部分
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& V& Z+ b' I& n" h3 k四、高多层板的打样与制造0 ?; l9 \- M' n e6 N+ q+ D3 c
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!)
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4 F/ O$ l1 P. \2 c' q用洞洞板搭建的简陋电路
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4 T- G, V- G& |! y) f8 R十几年前的洞洞板避障小车
) {- y: {% a6 c( V# \: y: i e% U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。# y. i. |6 k# C6 p# F. a
(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)8 z" d0 x$ R1 U- {7 `3 Y1 x% r' m
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 ^) j1 p$ B$ D2 f$ ]! L3 H(我当然不会错过这种好事儿~
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嘉立创官网公告1 E2 h9 Q& A+ c5 [' n! L; ~$ s% @
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/ ~* F- H/ V5 e4 \+ u) ~8 Q六层PCB打样要花 400 块钱
' p- |- M4 p" j" ]3 l( n( c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。; O! t7 x" m. S! b8 B6 W
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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( Q' s0 x2 ]( \2 K' ?3 m图片来源:嘉立创官网
- O3 B! w1 @, x0 p1 D+ P8 E( a四、高多层板的未来发展
& @$ K. g" d) W3 M7 b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。) H' y% T! [; e2 _
; a, `- s6 S% L" H+ u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! h) f7 x0 W4 c' l9 }
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7 R: A2 i6 U/ Z/ C" Y图片来源:网络! ]* q9 g' X/ N* D$ g* v/ i) l
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嵌入式 C 语言的自我修养
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" ?# e7 H5 M8 v. i6 ?2 [% q 被 char 类型的变量坑惨了!
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# Q$ s1 M( f' n: q 嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组
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