PCB技术的最新发展（附EE设计文件, li_suny原创）

li_suny · 发表于 2012-12-6 16:32

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本帖最后由 li_suny 于 2012-12-8 12:52 编辑

一直想写一点PCB发展方面的东西和大家探讨，因为事情一直比较忙，直到今天才动笔。

PCB技术发展到现在大约也有大半个世纪了，从最初的单面板发展到了今天的高密度HDI板、刚柔结合板，微波电路板，埋入式器件板， HTCC/LTCC，IC载板，MCM，SiP等等。
PCB对电子技术的发展起了巨大的推动作用，人们常常津津乐道IC技术的发展而忽视了PCB技术的发展，是有些偏颇的。

下面就对几种技术作简单的阐述。

HDI板
HDI是高密度互联（High Density Interconnection）的英文缩写，通常是指那些包含了盲埋孔、微孔的PCB设计。现在HDI板几乎无处不在，从手机到数码相机，几乎都采用了HDI技术。由于表面层的孔可以做的更小，所以可实现更高密度的布局和布线。

刚柔结合板
刚柔结合板是指在将柔性电路板FPC和刚性的PCB结合在一起的板子，通常柔性电路作为运动部位的连接。这种板子设计的一个特点就是柔性电路和刚性电路的层数往往会不一致，例如刚性电路6层，而柔性电路只有两层，通常这两层和刚性PCB的3，4层压合连接，如果柔性电路上也要放置元器件，则需要运用开槽或腔体等方式，将将器件直接放到3，4层（柔性电路的表层），焊盘可直接从3、4层出线。刚柔结合板在翻盖、滑盖手机中应用比较多，在航天设备和导弹中也应用比较多。

微波射频电路板
微波射频电路板看起来线条比较简单，密度也不大，但其线条样子比较特殊，例如渐变宽度线，切角线等，缝合过孔等。设计规则也有相应的要求，需要EDA软件有专门的功能支持。在微波射频板上，常常一段特殊的线条就形成了一个微波器件。这种电路板对介电常数等要求比较严格，一般需要采用特殊的材料。微波射频电路板在国内有普遍的应用。

埋入式器件板
埋入式器件通常包含两种类型，一种为分立式埋入，即将电阻、电容甚至整个芯片直接埋置的基板内部；另一种为平面式埋入，即通过电阻材料、电容材料印刷的形式埋入基板内部，通常只包含无源器件，目前在国内这两种埋入式技术都已经开始应用。

HTCC/LTCC
HTCC和LTCC其实是指基板所采用的材料和工艺，HTCC（High Temperature Co-fired Ceramic）高温共烧陶瓷，LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic）低温共烧陶瓷，HTCC为1600度左右烧结，LTCC为800度左右烧结。两者都有特定的应用领域，HTCC通常应用在陶瓷封装，LTCC则多用于微波射频、模拟电路等。这两种技术在国内应用很多，都比较成熟。

IC载板
IC载板是指芯片封装的载板，一般情况下，在PCB上应用的元器件，都需要有封装，例如DIP，QFP，BGA等，早先的封装是引线框架式的，例如DIP等不需要基板，直接将芯片和框架通过金丝键合即可，后来封装的密度越来越大，引脚排布也从线阵发展到面阵，需要多层布线，基板就成为必须的了，这就是IC载板。IC载板其实也是一种特殊的HDI板，但其对材料的要求更高，通常采用BT树脂而非PCB常用的FR4。从PGA、BGA等面阵封装形式出现以后，IC载板的应用就很普遍了。

MCM
MCM（multichip module）多芯片模块，通常是指在一个外壳中封装的多颗裸芯片，形成一定的功能模块。通常在军工和航天领域应用比较多，其基板一般采用陶瓷材质。

SiP
SiP（System in Package）系统级封装，在概念上和PCB很接近，因为PCB是一个系统，SiP也是一个系统，都能独立完成特定的功能。只是SiP可以做的更小，适应了PCB小型化的需求。
近年来，SiP的概念在国内炒很热，但实际的项目并不很多，多数还处在探索和预研阶段。据说手机上已经普遍采用了SiP技术，最早采用这种技术的应该就是Apple。
由于手机上的芯片大多数还是在国外研制的，国内开发商对这种技术的关注度还没有想象的那么高。
不过，不可避免，SiP将成为一种技术和市场的新宠，因为它兼顾了PCB和SOC（System on Chip）两者的优点，而在设计和灵活性上又和PCB几乎完全一样。
SiP几乎是上面技术的集大成者，SiP设计中通常包含HDI、射频微波电路、埋入式器件、裸芯片堆叠、腔体等，其基板材质可能采用FR4、BT、HTCC\LTCC等。

作为PCB工程师，应该提早关注这些新的技术，它们也许会成为你以后发展的方向！
没说到的请大家补充，说的不对还请纠正，谢谢！

附件这个设计并不复杂，但几乎包含了SiP最具代表性的技术：“芯片堆叠，多级腔体，多重键合，埋入器件，HDI ...”等技术。
这个设计用的是网表输入，里面包含一个简单的库。
你可以用EE任何版本打开，甚至包括EE2005。但是，EE2007.5以前的版本是看不到芯片堆叠，多级腔体，多重键合等元素，因为EE2007.5以后才支持这些技术。

有问题可跟帖提问。

xiesonny · 发表于 2012-12-6 17:56

本帖最后由 xiesonny 于 2012-12-7 17:12 编辑

先占座，
沙发。。。。

happjsh · 发表于 2012-12-7 08:23

好东西都应该顶啊

小卫 · 发表于 2012-12-7 08:56

顶之！

李泽尚 · 发表于 2012-12-7 09:15

李老师的帖子得顶啊~~~
呵呵，说不定以后的板子就是HDI+刚柔+埋阻埋容了~~~
PCB设计师的挑战牛大啊~~~

海龙 · 发表于 2012-12-7 10:52

必须顶！

dzgking · 发表于 2012-12-7 13:16

不错,楼主为这个板块带来了不少高含金量的帖子.

sun_tree · 发表于 2012-12-7 16:46

最近正在学习SIP，希望多多指导，谢谢！

li_suny · 发表于 2012-12-8 12:26

谢谢大家顶帖支持！
这个设计并不复杂，但几乎包含了SiP最具代表性的技术：“芯片堆叠，多级腔体，多重键合，埋入器件，HDI ...”等技术。
这个设计用的是网表输入，里面包含一个简单的库。
你可以用EE任何版本打开，甚至包括EE2005。但是，EE2007.5以前的版本是看不到芯片堆叠，多级腔体，多重键合等元素，因为EE2007.5以后才支持这些技术。

有问题可跟帖提问。

fanrick · 发表于 2012-12-9 00:01

李老师的帖子,顶一个，先好好学习一下

sharp0 · 发表于 2012-12-9 22:37

想请教下，刚柔结合板基板外形以及走线规则怎么样设定？对于板层不一样的刚柔结合板
怎么来处理？谢谢了！

fenqinyao · 发表于 2012-12-9 23:02

用Expedition做刚柔结合板很不好处理，不知各位有什么好的方式

li_suny · 发表于 2012-12-10 00:04

本帖最后由 li_suny 于 2012-12-10 00:30 编辑

sharp0 发表于 2012-12-9 22:37
3 D) R( C# V5 \; Y( X; ]' X: s$ {1 N- C想请教下，刚柔结合板基板外形以及走线规则怎么样设定？对于板层不一样的刚柔结合板
) H4 {- S7 g* X怎么来处理？谢谢了！ ...

请查看下面链接的第122楼，不知能否解决你的问题？如果还有问题，请跟帖讨论，谢谢！

https://www.eda365.com/thread-77797-9-1.html

li_suny · 发表于 2012-12-10 00:06

本帖最后由 li_suny 于 2012-12-10 00:31 编辑

fenqinyao 发表于 2012-12-9 23:02
$ _) Y* t& T; H- A. }5 i3 J用Expedition做刚柔结合板很不好处理，不知各位有什么好的方式

请查看下面链接的第 122 楼，不知能否解决你的问题？上次的答复没有看到你的回复，以为问题已经解决了。
https://www.eda365.com/thread-77797-9-1.html

如果还有问题，请跟帖讨论，谢谢！

fenqinyao · 发表于 2012-12-10 15:13

看到了，这样应该是可以的，我先试试

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