我是老温,一名热爱学习的嵌入式工程师4 _: \! a# E" |; R( d- J7 R
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) l8 @/ `3 E y4 M& s0 X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!% r" z$ G% T: ~: c5 p, W
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7 W6 x Q! ?2 \赛灵思 ZYNQ-XC7Z045 主控
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8 Q, V/ g2 r f- i' W$ @0 x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?" C% n' K# b& u* C5 a
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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。4 p u: J9 W6 |6 M8 K' b
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一、PCB 出现之前* M* _8 v8 I* E. S8 t; J
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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。1 O7 `- g" ~/ J
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史前时代的电路设计
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二、第一块 PCB 的诞生
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7 J* k! V6 o L, g+ N0 n% b1936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。1 _ G2 y- O$ |% ?2 E2 [
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* S1 \+ V/ j/ j# V7 M& n, G- W5 e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。2 H" }8 U* ]8 z# `4 P0 r' G, \
) k! m: K3 h: g3 _" S三、高多层 PCB 的问世% @0 x# O. ^* M* }: T) E0 x7 B" E
( B& j& M8 D. n" `: M3 N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。) J1 _+ {* E4 m! l
- U6 u0 ]' ]- p$ Q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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20世纪60年代的多层 PCB
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四、高多层PCB的发展
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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。+ v2 j6 ~2 o8 t3 Q* M
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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。- n! @! z' `2 \! A' I
% A# j2 P* i! P: N! V& q% u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。! x6 y( K) v, t0 ?* B& U0 y( A/ X, }
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iPhone15 主板射频板部分
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四、高多层板的打样与制造: ?: f" r' E4 g) s
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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3 h: I3 f( m& f9 s: f6 j- x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* H b- z9 K; {. F1 ~$ E& f, M
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。. h; B" n2 X6 C p( b& ^
(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)
4 {: c, Q, K1 x; l' S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 M' r9 c7 r1 G6 W) M5 z/ o1 q
(我当然不会错过这种好事儿~
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) L& s, t( t2 ?6 E嘉立创官网公告
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六层PCB打样要花 400 块钱8 B- B; ?( S" |1 Y$ W) \8 k' w
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。, z* U. _" w e. l
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~( i" [/ O& t& P0 e" H0 f
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j2 F1 J$ M( V/ h图片来源:嘉立创官网
0 M, i2 q6 O# {4 ]. x" p- o8 e四、高多层板的未来发展
" c& N0 H: N+ q, A9 _0 D% 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。
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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。% W$ ~" v$ ^5 i/ b
- U4 j( A. r$ a. F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。4 N4 e2 D1 N p* Y) {
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图片来源:网络5 z% P% \7 s+ d6 u4 n8 K
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被 char 类型的变量坑惨了!8 \4 A5 N5 T9 X w- ?+ L7 ?
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嵌入式 C 语言知识点,动态变长数组( A* p- q* o/ h# b/ G: i! t
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