電路板設計的演進
1 分鐘
歡迎來到 JLCPCB 的部落格,在這裡我們將深入探討 PCB 設計、製造與組裝的精彩世界。電路板經歷了非凡的演進,從簡單的單層設計轉變為複雜且多功能的 multi-layer 板。今天,我們將深入回顧電路板設計的演進歷程,追溯其從簡單單層板到複雜多層板的轉變。與我們一起探索推動電路板設計演進的歷史、優勢與進步。
從卑微的起點:
自誕生以來,電路板已經走過了漫長的道路。早期,單層板是常態。這些板子由單層導電材料(通常是銅)層壓在絕緣基板上。元件焊接在板子的一側,而另一側的走線提供必要的互連。雖然對基本電子設備有效,但單層板有其局限性。
單層板適用於元件較少、要求不高的簡單電子設備。然而,隨著技術的進步和對更複雜電子系統需求的增長,對更高連接性和功能性的需求導致了多層板的發展。
多層板的出現:
多層板徹底改變了 PCB 設計領域。它們由多層導電材料組成,這些導電層由絕緣層隔開,並透過 vias 互連。這些 vias 允許訊號在層間傳遞,實現更高的元件密度和更複雜的設計。
優勢與進步:
從單層板轉向多層板帶來了許多優勢。首先,多層板提供了更多的佈線選項,實現更高效的訊號路徑並減少電磁干擾。這提高了電子設備的性能和可靠性。此外,多層板實現的更高元件密度允許更小、更緊湊的設計,使電子產品更便攜且節省空間。
此外,多層板引入了電源層和接地層的概念。這些專用的內部層提供了穩定且強大的電源分配網路,減少雜訊並改善訊號完整性。在設計中整合多個電源和接地層的能力大大提升了電子系統的整體性能。
電路板設計的演進並未止步於此。隨著時間的推移,材料、製造技術和設計軟體的進步進一步推動了可能的邊界。引入了具有更好散熱性能的高品質材料,實現了更好的熱量消散,並促進了大功率電子設備的發展。更細的走線寬度和間距成為可能,實現了更高電路密度和更細間距元件的板子設計。
此外,雷射鑽孔和自動組裝等製造工藝的進步提高了生產多層板的精度和效率。這些技術進步為 5G、物聯網(IoT)和人工智慧等尖端技術的發展鋪平了道路,這些技術依賴於高度複雜且密集封裝的電子系統。
對電子愛好者與專業人士的影響:
電路板設計的演進對電子愛好者、業餘愛好者、工程師、學生和該領域的專業人士產生了深遠的影響。具有增強功能的多層板的可用性使設計師能夠創建創新且複雜的電子系統,推動了各個行業的顯著進步。
對於電子愛好者和業餘愛好者來說,多層板的引入開啟了一個充滿可能性的世界。這些板子使得開發具有增強性能和功能的先進項目成為可能。例如,業餘愛好者現在可以創建可穿戴設備,如健身追蹤器、智慧手錶和擴增實境眼鏡,將複雜的電路整合到更小、更符合人體工學的外形中。設計和組裝多層板的能力也促進了智慧家庭系統的創建,在這些系統中,多個互連設備無縫通信,提供便利和自動化。
電子和 PCB 設計領域的工程師和專業人士從電路板設計的演進中受益匪淺。具有先進佈線選項、阻抗控制和訊號完整性技術的多層板的可用性徹底改變了高速和高頻系統。這在電信基礎設施的發展中發揮了重要作用,實現了 5G 等技術的廣泛採用。設計具有精確阻抗匹配和受控訊號路徑的多層板的能力也推動了高效能運算領域的發展,在該領域中,快速可靠的數據處理至關重要。此外,先進的醫療設備,如 MRI 機器和手術導航系統,嚴重依賴多層板來確保準確可靠的運行。
評論:
來自業界專業人士的評論突顯了多層板的變革性影響。他們讚賞增加的設計靈活性以及將複雜電路整合到更小外形中的能力。具有可靠電源分配網路、降低雜訊和改善訊號完整性的多層板的可用性大大簡化了設計流程並提升了整體系統性能。從事尖端技術(如自動駕駛汽車和太空探索)的專業人士強調了多層板在實現所需功能的同時最大化空間利用率和最小化重量的重要性。
結論:
總之,從單層板到多層板的電路板設計演進已經改變了電子產業。
JLCPCB 自豪地位於這一演進的前沿,為我們的客戶提供高品質、可靠且先進的電路板,推動創新。憑藉我們最先進的製造能力和對客戶滿意度的承諾,我們是您 PCB 原型和製造值得信賴的合作夥伴。
持續學習
在 PCB 中整合間隔柱:機械可靠性與效能的關鍵考量
Standoff 間隔柱本質上是小型支柱,用於支撐電路板。它們遠不止是 PCB 組裝中的小零件。這些元件透過將 PCB 稍微抬高,讓空氣得以流通,從而提供更好的絕緣與機械支撐。Standoff 能固定電路板,防止其與其他零件接觸。選擇合適的 standoff 確實能帶來改變;它確保設備正常運作,而非故障或鬆脫。如此一來,它們能在零件下方創造空氣循環空間,這是合理的設計選擇。在密集排列中保持適當間距對於散熱與安全都極為重要。 確保穩固安裝與抗振能力 金屬 standoff 能在工業控制器與伺服器機殼之間穩定並支撐電路板,防止因移動而彎曲或斷裂。金屬 standoff 透過為電路板提供金屬支撐,防止大型電路板因過度移動而彎曲。緊固件(主要是螺絲)通常會搭配墊圈,為緊固接頭提供額外保護,防止過度鎖緊。為了妥善固定電路板,必須以能讓電路板承受多次負載與跌落等衝擊而不受損的方式放置緊固件與 standoff。Standoff 可視為避震器,為電路板提供安全的固定點。若電路板未使用 standoff,PCB 將因裂縫與短路而受損。 在密集布局中支援散熱與 EMI 屏蔽 透過將 PCB 抬離安裝表面,stand......
PCB 層數解析:透過智慧疊構、標準與設計實踐打造更優質的電路板
PCB 是由銅箔與絕緣層層疊而成的「三明治」,用來形成電路板。每一層都有特定功能:有些負責承載訊號(連接元件的走線),有些則作為完整的電源或接地平面。可以把 PCB 層想像成大樓的樓層,每層扮演不同角色,例如一層是辦公室(訊號),另一層是倉庫(接地/電源)。層數依設計複雜度而定,從單層到十幾層的高階電子產品都有。本文將說明如何有效安排這些層,降低 EMI 並提升訊號完整性,關鍵就在於佈線與配置的規劃。 單層與多層 PCB 的定義 最基礎的是單層 PCB,只有一面銅箔,製造成本低,適合 LED 驅動等低成本電路。 業界主流是雙層 PCB,上下兩面都有銅箔,走線選擇翻倍,兩層間透過稱為「過孔」的小孔互連訊號。 多層 PCB則使用三層以上銅箔,內部通常夾有電源與接地平面,並位於訊號層之間。手機、筆電、醫療設備等高密度產品都採用多層板,以滿足嚴格的雜訊管理需求。 從簡單到複雜的層配置演進 早期電子產品單雙層板即可應付,但隨著功能複雜與速度提升,設計者必須增加層數。每多一層就多出佈線空間,避免交叉。實際應用上,低階產品為成本考量維持 2–4 層;中階設計常見 6 層;高速高階系統則普遍 8 層以上。8 層板......
PCB 的生產與製造流程是什麼?
PCB 的創造者是一位名叫 Paul Eisler 的奧地利人。1936 年,他首次在收音機中使用印刷電路板。1948 年,美國正式認可這項發明並投入商業應用。自 1950 年代中期起,印刷電路板被廣泛採用。幾乎每台電子設備都包含 PCB。如果設備中有電子元件,它們都安裝在各種尺寸的 PCB 上。PCB 的主要功能是將各種電子元件連接起來,形成預定的電路,充當電信號傳輸的中繼站,常被稱為「電子產品之母」。 談到 PCB 的生產與製造,需要經過一系列步驟,以確保最終產品的品質與可靠性。以下是更多步驟與細節,幫助你更深入理解 PCB 的生產製造流程: 準備工作: 在開始生產前,需要準備 PCB 圖紙與相關資料。這些圖紙包含 PCB 尺寸、電路走線、元件佈局等資訊。主要設計與選擇的方面包括 PCB 基材 的類型、焊盤、導電走線等。 確定 板厚:根據圖紙要求,選擇合適的板厚(以毫米為單位)。 確定表面處理:決定板材的表面處理方式,如鍍金、鍍銀或熱風整平(HASL)。 指定元件類型與規格:確定所需的元件類型與規格,包括電阻、電容、二極體等。 準備工具與設備:收集製造過程中所需的工具與設備,如鑽孔機、成型機與......
PCB 基礎:6:新興趨勢與技術
談到學習 PCB 及相關電子的實用知識,不得不提新興趨勢與技術,才能掌握最新進展。PCB 無所不在! 今天,我們將深入探討從軟性 PCB、軟硬結合板到高密度互連(HDI)等技術的變革潛力,並討論物聯網(IoT)與穿戴式裝置對 PCB 設計的影響。 與我們一起踏上創新之旅,突破 PCB 技術的疆界! PCB 技術的突破: 讓我們探索幾項顛覆 PCB 設計的重大進展: A) 軟性 PCB: 軟性 PCB(flex PCBs)是卓越的進步,相較於傳統硬板更具彈性與耐用性。其採用聚醯亞胺或聚酯等柔性材料,可彎曲並貼合複雜形狀,特別適用於空間受限或需動態運動的場景,如醫療設備、汽車電子與消費性電子。 B) 軟硬結合板: 軟硬結合板整合硬板區與軟板區,兼具兩者優勢,可設計出複雜的三維電路。其高可靠度、小型化與優異訊號完整性,廣泛應用於航太、工業電子與穿戴裝置。 C) 高密度互連(HDI): HDI 是 PCB 技術的關鍵進展,能在更小尺寸內實現更高功能。透過微盲埋孔與先進製程,達到更高電路密度並縮短訊號傳遞延遲,支援多層板與更細線寬,實現小型化與高效能,常見於智慧型手機、平板等高效能電子產品。 IoT 與穿戴......
電路板設計的演進
歡迎來到 JLCPCB 的部落格,在這裡我們將深入探討 PCB 設計、製造與組裝的精彩世界。電路板經歷了非凡的演進,從簡單的單層設計轉變為複雜且多功能的 multi-layer 板。今天,我們將深入回顧電路板設計的演進歷程,追溯其從簡單單層板到複雜多層板的轉變。與我們一起探索推動電路板設計演進的歷史、優勢與進步。 從卑微的起點: 自誕生以來,電路板已經走過了漫長的道路。早期,單層板是常態。這些板子由單層導電材料(通常是銅)層壓在絕緣基板上。元件焊接在板子的一側,而另一側的走線提供必要的互連。雖然對基本電子設備有效,但單層板有其局限性。 單層板適用於元件較少、要求不高的簡單電子設備。然而,隨著技術的進步和對更複雜電子系統需求的增長,對更高連接性和功能性的需求導致了多層板的發展。 多層板的出現: 多層板徹底改變了 PCB 設計領域。它們由多層導電材料組成,這些導電層由絕緣層隔開,並透過 vias 互連。這些 vias 允許訊號在層間傳遞,實現更高的元件密度和更複雜的設計。 優勢與進步: 從單層板轉向多層板帶來了許多優勢。首先,多層板提供了更多的佈線選項,實現更高效的訊號路徑並減少電磁干擾。這提高了電子......
前 10 大常用電子元件指南
電子元件是電子科技的基礎單元,是電子電路不可或缺的建構基石。隨著技術與應用快速演進,設計流程中使用的元件數量與日俱增。電子工程師或愛好者務必掌握常用電子元件的特性與應用。本文介紹工程師最常用的十大電子元件,並提供選型指引。 電阻器 它是電路中最常用的元件,屬於限流元件。電阻對電流具有阻礙作用,透過改變電阻值,即可控制流經該分支的電流,使電子設備中的各種元件在額定電流下穩定運作。常見電阻包括熱敏電阻、壓敏電阻、分壓電阻、色環電阻、功率電阻與光敏電阻。電阻在電路圖中通常以符號(鋸齒線)表示,或以字母 R 標註,阻值單位為歐姆(Ω)。 電容器 在電子學中,電容器能在特定電壓下儲存電荷,此儲存能力稱為電容,以 C 表示,單位為法拉(F)。電容值決定其可儲存的電荷量。在電路圖中,電容器通常以字母 C 開頭編號,如 C01、C02、C03、C100 等。 二極體 二極體又稱晶體二極體,簡稱二極體,具有兩個電極(接腳)。它具有單向導電特性,電流只能沿單一方向流動,可用於整流、保護、開關與檢波等應用。 齊納二極體 齊納二極體是專為反向崩潰區操作而設計的特殊二極體。與一般二極體不同,當反向電壓超過其崩潰電壓時,它會......