埋入式PCB，嵌入式PCB，未來電子產(chǎn)品的工藝導(dǎo)向及應(yīng)用范圍

隨著電子產(chǎn)品的小型化、薄型化和高速化，PCB上元器件的組裝密度越來越高，而電信號的傳輸速度也越來越快，僅靠提高PCB的布線密度和多層化，也難以滿足越來越高的組裝要求。

埋入式元件電路板可提高封裝的可靠性，并降低成本

把大量可埋入的無源元件埋入到印制電路板內(nèi)部中，就可以縮短元件相互之間的線路長度，改善電氣特性，提高有效的印制電路板封裝面積，減少大量的印制電路板板面的焊接點(diǎn)，從而提高封裝的可靠性，并降低成本。


節(jié)省產(chǎn)品空間

如果將這些元件嵌入PCB中，這樣一來使相同面積的PCB，安裝表面安裝器件（SMD）的空間大大增加，同時(shí)還可以改善信號傳輸特性阻抗匹配的需要，于是近些年來埋入式電阻、電容等無源元件的PCB有了迅速的發(fā)展，盡管目前有些技術(shù)還不太完善，但是它的優(yōu)越性越來越受到電子制造行業(yè)的重視，成為PCB的發(fā)展方向之一，必將日益成熟并得到廣泛應(yīng)用。

埋入無源元件PCB的種類

埋入無源元件PCB根據(jù)其埋入元件的類型和方式分為以下四種類型：

埋入電阻PCB（ Embedded Resistor PCE），PCB內(nèi)埋入的無源元件是電阻。
埋入電容PCB（ Embedded Capacitor PCI），PCB內(nèi)埋入的無源元件是電容。
埋入電感PCB（ Embedded Inductor PCB），PCB內(nèi)埋入的無源元件是電感。
埋入各種無源元件的PCB，統(tǒng)稱為埋入無源元件PCB（ Embedded Passive PCB）。
PCB內(nèi)埋入電阻、電容和電感等元件中的兩種或三種時(shí)，就可稱此板為埋入無源元件PCB。


1.應(yīng)用范圍

埋入無源元件PCB應(yīng)用范圍很廣，在國內(nèi)外目前主要應(yīng)用于計(jì)算機(jī)（如巨型計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)主機(jī)、信息處理器），PC卡、IC卡和各種終端設(shè)備，通信系統(tǒng)（如蜂窩式發(fā)射平臺ATM系統(tǒng)、便攜式通信器材等），測試儀表和測試設(shè)備（如IC掃描卡、界面卡、負(fù)載板測試儀），航空航天電子產(chǎn)品（如航天飛機(jī)、人造衛(wèi)星上的電子設(shè)備等），消費(fèi)性基礎(chǔ)電子器件（如電位器、加熱器），醫(yī)療電子設(shè)備（如掃描儀、CT機(jī)），軍事設(shè)備（如巡航導(dǎo)彈、雷達(dá)無人偵察機(jī)、屏蔽器等）中的電子控制系統(tǒng)

2.優(yōu)點(diǎn)和不足

將大量可埋入的無源元件埋入到PCB（包括HDI板）中，使PCB組裝后的部件更加型化輕量化。埋入無源元件PCB具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（１）提高PCB高密度化的程度

由于離散（非埋入式）無源元件不僅組裝的數(shù)量大，而且占據(jù)PCB板面的大量空間如GSM電話含有５００多個無源元件，約占PCB面板組裝的５０％的面積，如能將５０％的無源元件埋入到PCB（或HDI板）內(nèi)部來計(jì)算，就可以使PCB板面的尺寸縮小約２５％，從而使導(dǎo)通孔的數(shù)量大大減少，也使連接導(dǎo)線減少和縮短等。不僅可以增加PCB設(shè)計(jì)布線的靈活性和自由度，而且可以減少布線量和縮短布線的長度，從而大大地提高了PCB（或HDI板）的高密度化程度并縮短了信號的傳輸路徑

（２）提高PCB組裝的可靠性

將所需要的無源元件埋入PCB內(nèi)部可明顯提高PCB（或 HDUBUM）組裝件的可靠性。因?yàn)橥ㄟ^這樣的工藝方法，極為明顯地減少PCB板面的焊接（ SMTAK PHT）點(diǎn)，從而提高了組裝板的可靠性，大大地降低由于焊接點(diǎn)引起的故障的幾率。

另外埋入的無源元件可以受到有效的“保護(hù)”而提高了可靠性。由于這些埋入無源元件是采用整體式埋入PCB內(nèi)部的，而不像分立（或離散）的無源元件用引腳焊接（或黏結(jié)）

到PCB板面的連接焊盤上，不會再受到大氣中濕氣、有害氣體的侵蝕而降低或損壞無源元件。所以，埋入無源元件的方式能明顯提高PCB組裝件的可靠性

（３）改善PCB組裝件的電氣性能

將無源元件埋入到高密度化PCB中，使電子互連的電氣性能獲得了明顯的改善。因?yàn)樗朔至o源元件所需要的連接焊盤、導(dǎo)線和自身的引線焊接后所形成回路。任何這樣一　個回路將不可避免地產(chǎn)生寄生效應(yīng)，即雜散電容和寄生電感。而這種寄生效應(yīng)也將隨著信號頻率或脈沖方波前沿時(shí)間的提高而變得更為嚴(yán)重。消除此種類型的故障，無疑將提高PCB組裝件的電氣性能（信號傳輸失真大大減?。?。同時(shí)，因?yàn)闊o源元件埋入PCB內(nèi)部，四周受到了嚴(yán)密的保護(hù)，不會因?yàn)楣ぷ鳝h(huán)境中動態(tài)變化而改變其功能值（電阻值、電容值和電感值），使其處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)，有利于提高無源元件功能的穩(wěn)定性，減少了無源元件功能失效的幾率。

（４）節(jié)約產(chǎn)品制造成本

采用此種工藝方法，可明顯地節(jié)省產(chǎn)品或PCB組裝件的成本。如在埋入無源元件的射頻電路（EP－RF）模型的研究中，等效于低溫共燒陶瓷基板（LTCC）的PCB基板（分別埋入相同的無源元件），據(jù)統(tǒng)計(jì)元件成本可節(jié)?。保埃?，基板成本可以節(jié)?。常埃?，而組裝（焊接）成本可節(jié)省４０％。同時(shí)，由于陶瓷基板的組裝過程和燒結(jié)過程難以控制而PCB基板埋入無源元件（EP）可采用傳統(tǒng)的PCB制造工藝來完成，因而大大提高了生產(chǎn)效率。

當(dāng)然，任何一個工藝方法都有一定的局限性，埋入無源元件PCB的不足之處在于：

其一是目前埋入的無源元件功能值較小，對于很大的電阻值、電容值和電感值的元件，還需要開發(fā)功能特性值大的埋入無源元件材料；

其二就是埋入式的無源元件的功能特性值誤差控制難度比較大，特別是采用絲網(wǎng)漏印的平面型埋入無源元件材料，其功能特性值誤差控制更為困難。目前雖然可采用激光技術(shù)來修整和控制埋入無源元件的特性功能誤差，但并不是所有埋入無源元件都可以采用此法進(jìn)行修整，以達(dá)到設(shè)計(jì)技術(shù)要求。最新研究的薄膜電阻埋入法，對電阻值的精度有較大的提高。

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