微電子設(shè)計在電路板設(shè)計中的挑戰(zhàn)和好處

微電子市場正在快速增長。 我們將重點關(guān)注微電子設(shè)計的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)。 為了充分利用微電子領(lǐng)域，電路板公司必須確保適應(yīng)微電子的局限性和優(yōu)勢。

微電子學(xué)的重要性是什么？

為了充分認識微電子技術(shù)的優(yōu)勢和挑戰(zhàn)，我們首先要解決一些推動公司朝這個方向發(fā)展的因素。

可以說，這里最大的問題就是消費者的需求。在某些方面，這是顯而易見的——考慮一下過去二十年手機的發(fā)展，從磚盒到我們今天所知的超薄設(shè)備。 在筆記本電腦、平板電腦等產(chǎn)品中也可以看到同樣的趨勢。在這種情況下，電子公司正在響應(yīng)消費者對小型產(chǎn)品的需求。

還必須認識到，可穿戴設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)的快速普及正在推動微電子器件和組件的發(fā)展。 在這些情況下，不僅僅是消費者的偏好導(dǎo)致了更小的設(shè)計。 相反，這些解決方案只能隨著微電子技術(shù)的發(fā)展和使用而存在，這是一個簡單的事實。 該公司正在聯(lián)系設(shè)計或制造工廠，發(fā)現(xiàn)微電子的可能性，并立即做出相應(yīng)的努力。

幾年內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場將價值數(shù)千億美元。 僅在醫(yī)療保健領(lǐng)域，依靠微電子技術(shù)本身的醫(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備市場本質(zhì)上將價值數(shù)十億美元。

那么，微電子對PCB設(shè)計人員的挑戰(zhàn)是什么？

隨著尺寸縮小，電路板變得更加密集。 設(shè)計人員需要將更多 I/O 封裝到更小的空間中，并使這些焊盤陣列盡可能靠近。 這里的問題是，隨著間距變得更緊，走線和間距也變得更緊，這給信號可靠性帶來了挑戰(zhàn)。 在典型的電路板中，與微型印刷電路板不同，跡線上的信號會隨著跡線變小而損失能量。 這是因為一個簡單的事實：當依靠微觀層面的減成電路板印刷方法時，要確保信號的統(tǒng)一路由是極其困難的。

這可能會給微電子設(shè)備本身帶來嚴重的問題。 也許最值得注意的是，信號強度弱將導(dǎo)致電池壽命縮短。 對于電子設(shè)備來說，這是一個越來越重要的問題，涉及的空間非常廣泛，包括上面提到的所有突出的空間。 對于消費電子產(chǎn)品來說，手機等手持設(shè)備的需求是顯而易見的。 它們無需充電即可長時間使用。 對于其他微電子問題，例如物聯(lián)網(wǎng)傳感器和植入物，充電可能不可行或不可能，因為設(shè)備本身無法到達。 在這些情況下，令人印象深刻的電池壽命是成功設(shè)計的絕對先決條件。

任何無法完全解決電路板密度增加帶來的微電子挑戰(zhàn)的微設(shè)計都將面臨無法充分發(fā)揮其全部潛力的風(fēng)險，或者可能無法正常工作。

好消息是，微電子領(lǐng)域的這些挑戰(zhàn)都不是不可克服的。

如何利用微型PCB推動微電子技術(shù)向前發(fā)展

如果您需要對未來幾十年電子市場的發(fā)展做出單一預(yù)測，那么也許您可以做出的最安全的選擇是該行業(yè)正在向微電子領(lǐng)域邁進。 畢竟，過去20年都是這樣，沒有理由認為在不久的將來情況會有所不同。 如果是這樣，這一趨勢可能會加速。

最近，我們介紹了微電子技術(shù)的現(xiàn)狀，包括一些最值得注意的應(yīng)用。 我們還介紹了微電子設(shè)計的一些最值得注意的優(yōu)點和挑戰(zhàn)。 今天，我們將仔細研究這個領(lǐng)域更具體的部分：微型印刷電路板。 微型PCB對于提高微電子設(shè)計的效率和效益發(fā)揮著關(guān)鍵作用，開啟了以前無法實現(xiàn)的可能性。

克服微型 PCB 的挑戰(zhàn)，打造更好的微電子產(chǎn)品

我們討論了電子產(chǎn)品尺寸的縮小如何導(dǎo)致嚴重的設(shè)計困難。 最值得注意的是，電路板上更緊密的布線/空間可能會導(dǎo)致信號丟失，從而導(dǎo)致各種問題。 這包括縮短電池壽命和降低能源效率，這兩者都可能嚴重損害新微電子設(shè)計的價值。

該問題的理想解決方案是使用更小的 PCB，以適應(yīng)這些減小的尺寸，而不會導(dǎo)致后續(xù)的質(zhì)量下降。 當然，這說起來容易做起來難。 總體而言，PCB設(shè)計行業(yè)向小型化方向發(fā)展是由設(shè)備設(shè)計者和制造商的需求驅(qū)動的。 然而，走線和空間以及電路板本身的最小尺寸存在（或至少已經(jīng)存在）限制。

然而，微型 PCB 技術(shù)的最新進展使得適應(yīng)這種轉(zhuǎn)變成為可能。 重點開發(fā)：加成工藝。

加法和減法微型 PCB

直到最近，PCB 布線和空間的最小寬度為 3 密耳。 問題不是PCB制造商不能生產(chǎn)低于這個數(shù)字的線路，而是他們無法在不犧牲一致性和精度的情況下減小尺寸。 這是微電路印刷技術(shù)減法法固有的問題。 傳統(tǒng)方法在如此小的尺寸下并不準確，因此線寬總是存在一定程度的不確定性。 隨著電子設(shè)備和電路變得越來越小，精度的缺乏變得更加棘手和不可接受。

然而，對于基于增材的 PCB 工藝來說，情況已不再如此。 附加方法不是去銅（即減銅），而是在PCB上加銅。 該技術(shù)更加精確，允許制造商提供更小的跟蹤空間和更高的每英寸密度，而不會遇到上面強調(diào)的信號丟失問題。 這很大程度上是由于加法過程可以為信號傳輸提供普遍統(tǒng)一的軌跡和空間，從而減少數(shù)據(jù)損壞。

新微勢

這些微型 PCB 生產(chǎn)技術(shù)進步的最終結(jié)果是設(shè)計人員和制造商在實現(xiàn)微電子目標時面臨的障礙更少。 這為許多領(lǐng)域的更大創(chuàng)新創(chuàng)造了機會。

例如，考慮物聯(lián)網(wǎng)。 在物聯(lián)網(wǎng)的許多應(yīng)用中，小尺寸勢在必行。 但同時，傳感器等設(shè)備需要能夠長時間正常運行，電池壽命不會成為問題。 顯然，在許多此類設(shè)計中，上述信號強度考慮因素是主要因素。但這還不是全部。 事實上，隨著設(shè)備的小型化，生產(chǎn)成本將會大幅增加。 對于追求物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計的公司來說，這可能很快就會成為一個代價高昂的問題。采用附加技術(shù)的微型PCB可以提供更高的PCB密度，并在更小的空間內(nèi)安裝更多的元件。 這大大減少了數(shù)量，這意味著生產(chǎn)的總成本要低得多。現(xiàn)在，當該公司了解到微型PCB生產(chǎn)不會成為確保其設(shè)計能夠帶來有利可圖的設(shè)備的障礙時，就可以尋求物聯(lián)網(wǎng)的解決方案。總之，微型PCB使微電子技術(shù)更容易實現(xiàn)，提高了最終產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本。

未來微型PCB

未來幾年，所有微電子行業(yè)的發(fā)展趨勢可能會持續(xù)，甚至加速，所有這些都將使微型PCB制造對于無數(shù)電子公司來說變得更加重要和重要。 企業(yè)越早朝這個方向邁進，其競爭優(yōu)勢就越大。

物聯(lián)網(wǎng)即將到來的趨勢

我們已經(jīng)介紹了很多關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)容，但最重要的是，這是一個巨大且快速增長的市場，具有幾乎無限的潛力。

物聯(lián)網(wǎng)的很大一部分吸引力在于任何人都可以訪問它。 在大多數(shù)行業(yè)中，技術(shù)突破僅限于專業(yè)人士和專家。 物聯(lián)網(wǎng)擴大了競爭環(huán)境，為初創(chuàng)企業(yè)和成熟企業(yè)創(chuàng)造了新的機遇。 從復(fù)雜的高密度互連板到經(jīng)濟實惠的 DIY 計算機，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用隨處可見