嵌入式PCB电路

嵌入式PCB电路

随着电子产品的小型化、薄型化、高速化，PCB元器件的组装密度越来越高，电信号的传输速率也越来越快，仅靠添加已经很难满足越来越高的组装要求

嵌入式元件电路板可提高封装可靠性并降低成本

通过在印制电路板上嵌入大量嵌入式无源元件，可以缩短元器件之间的电路长度，改善功率特性，增加印制电路板的有效封装面积，大量印制 电路可以减少。 电路板表面焊点，提高封装的可靠性，降低成本。

节省产品空间

如果将这些元器件嵌入到PCB中，将大大增加相同面积PCB安装表面贴装器件（SMD）的空间，同时也可以提高对信号传输特性阻抗匹配的需求。 近年来，嵌入式电阻、电容等无源元件的PCB发展迅速。

虽然目前有些技术还不完善，但其优势越来越被电子制造行业看重，成为PCB的发展方向之一。 会越来越成熟，应用越来越广泛。

嵌入式无源元件类型组装PCB

嵌入式无源元件PCB按嵌入元器件的种类和方法可分为以下四种：

嵌入式电阻PCB（embedded resistor PCE），嵌入PCB中的无源元件是电阻。

嵌入式电容PCI（embedded capacitor PCI），嵌入PCB中的无源元件就是电容。

嵌入式电感印刷电路板（Embedded Inductive PCB）。 嵌入PCB中的无源元件是电感器。

嵌入各种无源元件的PCB称为嵌入式无源PCB（embedded passive PCB）。

当两个或三个电阻、电容和电感嵌入到PCB中时，该板可称为嵌有无源元件的PCB。

1.适用范围

嵌入式无源元件PCB具有广泛的应用。 目前主要用于国内外计算机（如超级计算机、信息处理器）、PC卡、IC卡及各种终端设备、通信系统（如蜂窝传输平台）。 ATM系统、便携式通讯设备等）、测试仪器和测试设备（如IC扫描卡、接口卡、负载板测试仪）、航天电子产品（如航天飞机、卫星上的电子设备等）、消费类 电子设备（如电位器、加热器）、医疗电子设备（如扫描仪、CT）、军用电子控制系统设备（如巡航导弹、雷达无人侦察机、盾牌等）

2.优缺点

在PCB（包括HDI板）中嵌入了大量可嵌入的无源元件，使PCB元件更加紧凑和轻便。 嵌入式无源元件PCB具有以下优点：

(1) 增加PCB密度

因为分立（非嵌入式）无源元件不仅装配数量多，而且在PCB上占用的空间也很大。 例如，GSM 手机包含 500 多个无源元件，约占 PCB 面板组装面积的 50%。 如果将50%的无源元件嵌入PCB（或HDI板）进行计算，PCB板的尺寸可缩小约25%，从而大大减少过孔数量，连接线也会减少 并缩短了。 不仅可以增加PCB设计和布线的灵活性和自由度，还可以减少布线量和缩短布线长度，从而大大提高PCB（或HDI板）的高密度，缩短信号传输路径

(2)提高PCB组装的可靠性

将所需的无源元件插入PCB可以显着提高PCB（或HDUBUM）元件的可靠性。 因为通过这种工艺方法，大大减少了PCB表面的焊点（SMTAK PHT）数量，提高了组装板的可靠性，大大降低了因焊点引起的故障概率。

此外，嵌入式无源元件可以有效“保护”提高可靠性。 由于这些嵌入式无源元件是作为一个整体嵌入PCB中的，所以不同于分立的（或分立的）无源元件采用引脚焊接（或键合）

PCB表面的连接焊盘将不再被空气中的湿气和有害气体腐蚀，从而减少或损坏无源元件。 这种嵌入无源元件的方法可以显着提高PCB组装的可靠性

(3)提高PCB组装的电气性能

通过在高密度 PCB 中嵌入无源元件，电子互连的功率效率得到了显着提高。 因为它消除了分立无源元件焊接后形成环路所需的连接焊盘、电线及其引线。 任何这样的电路都不可避免地会产生寄生效应，即寄生电容和寄生电感。 随着信号频率或脉冲方波提前时间的增加，这种寄生效应会越来越严重。 消除此类故障无疑会提高PCB元件的电源效率（大大降低信号传输失真）。 同时，由于无源元件埋入印刷电路板中，周围环境受到严密保护，其功能值（电阻、电容和电感）不会因工作环境的动态变化而发生变化，使其成为 处于非常稳定的状态。 这有助于提高无源元件的功能稳定性，降低无源元件功能失效的概率。

(4) 节省产品制造成本

使用这种工艺方法可以显着节省产品成本或PCB元件 例如，在研究具有嵌入式无源元件的射频电路（EP-RF）模型时，PCB基板相当于薄型共烧陶瓷基板（LTCC）（ 相同的无源元件具体内嵌），据统计元件成本节省10%，基板成本可节省30%，组装（整合）成本可节省40% 同时，由于组装 陶瓷基板工艺和烧结工艺难以控制，而PCB基板嵌入无源元件（EP）可由传统PCB制造工艺完成，生产效率大大提高。