我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师2 S- V9 i& V5 h. {% R& Y2 k
关注我,一起变得更加优秀!* g, I. S, _& z/ W% w' ] b# _9 x6 f
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。
% s. [% @* Z1 ^& n# g8 k% ^" h% p4 b
% k" R; ]7 l9 L* ]拆开多款大疆无人机主控,电调板,欣赏电路板,一次看个够!
: Y% m/ K2 j- `0 D5 j
* K' J- R7 u1 [0 {2 E6 d- ~; p! x: Q/ v+ q
bue0cn2peyt64019549236.jpg
5 [6 X0 f3 [8 d0 O, W% ~+ n6 Y
赛灵思 ZYNQ-XC7Z045 主控
$ k2 g9 b4 t0 h) Q$ q! t) n0 z, A
" N+ I" p+ _" G) i2 e' _0 h; W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?
" I4 m7 h2 b! u& T# e& v" C! X, @
0 u H; s, e9 E% y# I( B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。
\: H, @6 a; C5 Z# P% A
+ `* u7 R( J$ v9 ^2 w& |一、PCB 出现之前& d" e+ ]# g: N \6 O9 n7 h/ E: y: a
T: [1 ^0 o3 J0 G0 Z. l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。- r" F: _3 d; p. k% [. h6 {. r/ d
, E; s0 G# b8 H& `6 L8 S
yjkndzfxhzg64019549336.png
, Q" G+ {. _. `% ]2 S. c
史前时代的电路设计/ V J9 a" w1 \" V2 P& a# V/ d# S
3 [% j: L8 K( b, |$ u6 y5 [9 ~2 a% g二、第一块 PCB 的诞生8 R# H8 [3 @. H3 |7 H7 ]
- y( b& T1 j2 J1 O1936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。
z. E4 h( T) O& S8 Z" L& B, }4 w4 I6 R( f
1zqt3iupnwu64019549436.jpg
" \& g8 n, u( s* n; z* B# U4 [ [; K历史上第一块 PCB 电路
( V+ J! o- Z! N8 o/ @, h! }; B2 x# q! k6 `* Y: A6 z- o
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。
# x2 I0 D# f" x4 x6 S: y, }+ D
8 V0 H, ?" @/ w4 C0 K1 A! S' f' T三、高多层 PCB 的问世* m6 A/ \ n I' N5 R7 M* ], ?! F
4 u3 q: M: x6 x8 Q
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。4 m; V7 I5 @) k# v) }
3 J. P) n% Y( O2 L |1 Z) u& Y% u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。4 e; Y4 M6 B" k3 c
7 d3 K, b g! z4 S! C3 z8 h1 O6 r
lszcv2yywcl64019549536.png
9 i+ x$ \9 E1 ^+ [* C
20世纪60年代的多层 PCB& P# C+ t" |. U9 O/ F7 ?
w2 {- `1 B# X
四、高多层PCB的发展
8 c! A+ }: _# ~5 {% ~$ J3 Z, u) E1 x, f) h" |) U( T5 M$ P/ r) z
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。
( {. y6 J; Q1 Q# N* a( T. L/ K' H
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。/ i+ |) p3 G9 J9 x C" b' f6 \
& S8 U! _9 u# d- A+ \
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。
; X5 _4 S$ D# U; A- U5 I/ V3 Q7 H
! b9 L8 Z" t% T! [2 V, x- z
qcnirqi5t5a64019549637.png
z4 m* B5 \* ^( ]1 f$ A7 NiPhone15 主板射频板部分
% z2 l, Q7 C2 ]+ f& j) x+ m; o( v" Y. _" e" ?- d+ n! x
四、高多层板的打样与制造
+ a0 |* S& k Q' K" Y! v# S' J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!)
4 u4 t* f1 h4 L7 M/ r# z' G l1 `/ h% x" f8 I, s
qx5eiuzoqqw64019549737.jpg
& |* U2 _( D+ ]7 v1 w用洞洞板搭建的简陋电路
4 ]2 l! x" w% Q: y7 {
c321q54hbag64019549837.jpg
( Q* x: J- x5 o+ k十几年前的洞洞板避障小车
+ ?# C) U. G* I2 L7 h. T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。3 N0 t2 A# Z/ N% x1 I
(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)
% V& k% k |; z, R* F0 V! S) h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。
+ O4 g6 b9 S+ a( Y(我当然不会错过这种好事儿~
& y) w9 c# z( T/ m) ? w; ?' l$ A4 Z$ r
qclhdne5pbpExpression_14@2x19549937.png
5 P1 F! {" p. Y9 k B)
$ R5 r3 C9 t1 u" k/ \
/ B% O% p" e0 y6 g! } z$ b
2d5fvgufsm464019550037.jpg
+ X0 Q. M! i t# b* \/ N# C5 a
嘉立创官网公告
8 ^1 t1 L+ Y1 Q0 u& t
jcvmehjm2jf64019550137.png
! q, u3 P! S9 I) j/ t0 b六层PCB打样要花 400 块钱1 P! A' L ~" L3 o
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。" c( v F2 y4 e s2 ?6 ]
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~
2 ?- e2 V! h x+ d
4zy1lr0qkbk64019550237.jpg
# d( P7 u4 i9 ^) ?8 m* j3 k/ o' V6 H' X$ ?8 O) g! }
hktgzcaqqhd64019550337.jpg
, S7 H4 ?+ d; {
! m% f- G. @3 a2 I) b6 k% f0 l7 O" U. U
up4prx4bnmt64019550438.jpg
9 {( l9 P- T! C0 v6 r图片来源:嘉立创官网
1 _! l. r, N! \四、高多层板的未来发展
; W( O- H$ Q- H5 Z" I$ u$ @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。
* v4 l" g/ I; u2 N% y( B' z/ _
4 w: Q& x, M# L) o- I: l. O' `3 @( }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。; z' D g* B; k8 ~1 ~: y7 g
7 q% E* i9 c# D$ X% R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。
; p4 [8 S0 q" A( y& M5 {6 H& Q1 m5 m. t2 U' b6 V. a, Z
nvazcswveg564019550538.jpg
7 D) g# I' L! M
图片来源:网络9 D, |- F# ^+ D9 I- ^1 K: s
-END-1 q( z4 {7 o" v5 n, u& G9 w M2 V
往期推荐:点击图片即可跳转阅读: t: D7 {* L) {
% `! ^, Y. V# s. Y7 K* B! K5 [
) y0 `3 d# Y! V* x7 { V9 ` $ W+ r0 b2 d0 N! Z0 [0 e
( a' g6 F O) e$ H2 r7 z! q5 e
flazyc5swce64019550638.jpg
' V6 S$ l5 o t, r/ u5 ~+ Q
. u3 g J% F: x+ p) e 嵌入式 C 语言的自我修养) x& o6 t" K2 {2 O5 u
) i& n( S; G- }# V4 k * a4 H/ p0 S$ _$ F
: q/ x0 w; b8 Z
" @1 X4 z$ a$ a$ s& a
ntuvmmzolwf64019550738.jpg
+ F( a* m4 v0 b9 Z$ I% i
" y& `$ A9 c8 T1 k+ p 被 char 类型的变量坑惨了!
- { r- V( G$ q2 c/ H- m
9 ]1 A9 ~% i9 k( c0 x 9 d+ H! R) u3 I' k2 F$ d# s
) p& _, r1 R& M2 R8 j
3pioyoakfy364019550838.jpg
( n- {6 g6 p. D' |! e
) a: ]' p0 n' l4 l5 n5 m1 L* e" T/ {
嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组) M9 n/ f# x6 o5 O- g! e
我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师* V; D: r& H7 ~& C) {! ~9 ^# T3 F
关注我,一起变得更加优秀! |