高度集成化电路趋势---无源器件内置 XR73

省空间方案——无源器件内置

简介:

随着科技的日益发展,无论是工业产品,还是各种消费类亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少产品,对体积和空间的要求越来越严格。例如,世界第一台计算机的体积犹如一座小楼,而如今的计算机却可以做到如手掌的大小,人类文明的进步,造就了工业和技术的高速发展。同样在各种高速发展的科技信息行业中,集成电路发展有着急剧的变化,从lead引线亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少到大规模的SMD,从简单的单层PCB发展到多层PCB通孔连接,从高功率大体积到低功耗小尺寸的变迁。而近些年来嵌入式电阻和电容的技术又走在了科技的前端,也将代表着下一个时代和未来的趋势。

在此之前,人们已经发明了多层PCB板技术,其中核心的部分就是大家熟知的微过孔技术,其不同层的PCB布线通过激光通孔,附铜连接。在应用中,在一定程度上减小了PCB电路布线的面积,只留下元器件所需的空间和尺寸。而无源器件的内置技术,将更有可能改变电路设计的面貌。微过孔电路实现了更高的密度、更轻的重量和更好的性能,但电路板本身仍是许多导线的连接体。而采用无源器件内置技术后,电路板将变得完全不同于以往。其被动器件(如:电阻、电容)将会被集成在PCB内部,而外部不会留下任何无源器件,这样PCB的空间和尺寸会被压缩至最小!

无源件内置是一个相对较新的概念,目前诸多公司都在接触和研究这个新的技术,因而在国内市场上还未得到普遍应用,造成这个情况的制约因素主要有两点:

1、国内目前未有整套完整的体系去验证该计划的可靠性以及稳定性。

2、PCB厂家的生产加工技术,需要高精密的仪器和生产技术才能配合到嵌入式PCB的设计和开发。

但就算是存在着诸多难点,为什么要内置它们呢?究其根本原因无非就是电路板表面空间紧张,客户产品在往小型化,高度集成化方向发展。在典型的生产装配中,占生产成本很小的亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少部分可能会占据PCB大部分的空间,并且这个情况越来越严峻。因为我们设计的产品需要支持越来越多的功能,导致其项目设计中要支持更多的功能、更高的时钟速率和更低的电压,这就要求有更多的功率和更高的电流。同时还需要对电源分布系统进行很大的改进。这一切都需要有更多的无源器件(如:电阻、电容),而无源器件的增加,势必会占据相当大一部分PCB空间。

无源器件内置的优势:

1、 节约了宝贵的电路板表面空间,缩小了电路板尺寸并减少了其重量和厚度。

2、 嵌入的方式由于消除了焊接点,因此减少了引入的电感量,从而降低了电源系统的阻抗,可靠性得到很大提高(焊接点是电路板上最容易引入故障的部分)。

3、 无源器件的嵌入将减短导线的长度,并且允许更紧凑的器件布局,从而提高电气性能。


嵌入式电阻

目前市场环境中某些制作嵌入式电阻PCB的方式是采用双金属层结构——铜层与一个薄的镍合金层构成了电阻器元素,然后通过对铜和镍的蚀刻,形成具有铜端子的各种镍电阻,并且直接与布线相连接,然后这些电阻器被层压至电路板的内层中。该技术已经被应用于通讯设备中,如:卫星、基站。而在医疗亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少设备、航空亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少设备和电脑设备中也得到了应用。嵌入式电阻不仅可以节约空间、减少重量和尺寸。同时也可以提升亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少性能。

日本专业电阻生产商KOA在电阻行业有长达60年以上的生产和研发经验,对应着新型PCB工业的技术,当然也不会落后,其XR73系列电阻,可以完全内嵌于PCB设计的电路中,并拥有很好的公差和其他标准的电阻特性,XR73系列电阻为一个单独的抵抗体,较上述部分的嵌入式电阻方式,在阻值误差,温漂,以及一些噪声和各批次间的一致性身上有着独特的优势,因为XR73是个完整的个体,是采用标准的电阻生产技术来完成的,其温度控制和功率控制,以及阻值控制部分都存在着很大的灵活性,并且该系列嵌入式电阻的应用,可以在宽大的双面铜电极上直接进行微过孔连接PCB的布线,所以辅助PCB的印制,少了很多工序,可以直接层压到PCB中。如下为KOA XR73的基本框图以及相关的尺寸:

                               

可以从图中看出,其内部架构,保护膜,基本散热部分,电极部分都是十分的完整。并且其中有两个部分有着和突出的表现:

1.     面积很广的双面电极。

2.     非常低的厚度值,可达0.14mm.

在嵌入式无源器件PCB中采用该系列的电阻应用有着如下的优势:

                  1、高集成度。该系列应用通过三维可视化的安装方式较普通的SMD贴片有高精准性和稳定

                       性的优势。



2、高散热性,大家熟知,如果嵌入式电阻温升过高,将会造成整块PCB的热量过大,后续不得不

助外围器件散热,而XR73系列在温升控制方面非常优秀,采用导热率高的树脂充当电阻外层的保护膜


          


3、高可靠性:将电阻层压至PCB中,而PCB外层相当于电阻的物理环境保护膜,所以对电路的稳定性

     有很大的提升。


     

4、高优异抗弯曲性及抗震性。内嵌式电阻较大的弊端的一部分在于电阻一旦潜入在PCB内部,它的电极部分被固定,当热胀冷缩,和外部高强度机械应力弯曲电路板时,会对内嵌的电阻有个非常严峻的考验, XR73系列采用了相关的技术能够承受一定程度的弯曲和热胀冷缩考验,并且KOA内部的测试针对该项目的要求也十分严格,采用大批量的弯曲0mm~1mm,0mm~5mm规格,测试后电阻的误差必须控制在公差范围内。

5、非常优秀连接性。 在上文中也提到过微过孔技术,内嵌式电阻再加上微过孔技术,不仅可以将电阻内嵌在PCB中,并且PCB还可以多层化,而这样就会更加节省空间。XR73系列最大亮点在于,它是双面电极,并且电极部分是由Cu制成,具有很强的抗震性,而这一特点有着非常显著的应用---那就是XR73系列可以在电阻的电极上实施微过孔技术的同时与多层PCB的连接。

   

总结

    其无源器件的嵌入式PCB,将会是一个趋势,目前国内诸多的亚虎顶级在线娱乐_亚虎老虎机_亚虎博彩游戏网址多少产品和一些终端设备的研发和制造商,都非常关注这个领域,将其作为一个技术的贮备,不断的去探索。嵌入式PCB可能较普通PCB的生产成本会提高,但是其对设计的改进(更小的尺寸更少的层数更轻的重量)安装费用的节省(从双面安装变成单面安装)带来的性能提升都应该被考虑到。随着工艺的进步、产量的增加以及竞争方的合并,成本必然会下降,应用也将会更广泛。


上传时间:2017-01-19