嵌入式無源元件電路板的優(yōu)點和問題

PCB廠商、PCB設(shè)計師、PCBA廠商詳解嵌入式無源元件PCB的優(yōu)勢與問題

由于電子產(chǎn)品向小型化、多功能化方向快速發(fā)展，要求盡可能減少分立無源元件的組裝數(shù)量和PCB尺寸，同時增加PCB的功能性、更好的可靠性和更低的產(chǎn)品成本 . 因此，在電路板（HDI/BUM）中嵌入了大量可嵌入的無源元件，使PCB組裝后的元件具有以下優(yōu)點：

1：提高PCB高密度

因為分立（非嵌入式）無源元件不僅裝配數(shù)量多，而且在PCB板上占用的空間也很大。 例如，如果GSM手機（或HDI/BUM）內(nèi)部計算，PCB板的尺寸可減少約25%。 從而大大減少了通孔的數(shù)量，減少和縮短了連接線。 它不僅可以增加PCB設(shè)計布線的靈活性和自由度，還可以減少布線，縮短布線長度，從而大大提高PCB（或HDI/BUM）的高密度度。

2：提高PCB組裝的高可靠性

通過將所需的無源元件嵌入 PCB，可以顯著提高 PCB（或 HDI/BUM）組裝的可靠性。 基于兩個方面：第一，通過這種工藝方法，顯著減少了PCB表面的焊點，從而提高了組裝板的可靠性，大大降低了由焊點引起的故障概率。

其次，嵌入式無源元件可以得到有效的“保護”，提高可靠性。 由于這些嵌入式無源元件是作為一個整體嵌入PCB中的，不像分立的（或分散的）無源元件是用腿焊接（或粘合）到PCB板上的連接焊盤上，它們不會被潮氣侵蝕和 大氣中的有害氣體，減少或損壞無源元件。 因此，嵌入無源元件的方式是顯著提高PCB組裝可靠性的一種非常有效的工藝方法。

3：提高PCB組件的電氣性能

通過在高密度 PCB 中嵌入無源元件，電子互連的電氣性能得到顯著改善。 這是因為它消除了分立無源元件所需的通過焊接連接焊盤、導(dǎo)線和它們自己的引線形成的電路。 任何這樣的電路都不可避免地會產(chǎn)生寄生效應(yīng)，即雜散電容和寄生電感。 而且這種寄生效應(yīng)會隨著頻率或脈沖波前時間的增加而變得更加嚴(yán)重。 消除此類故障無疑會提高 PCB 組件的電氣性能。 同時也提高了無源元件功能的穩(wěn)定性，減少了無源元件功能的失效。 由于無源元件嵌入在PCB中，并且周圍區(qū)域受到嚴(yán)密保護，它們的功能值不會因工作環(huán)境的動態(tài)變化而改變，使它們處于非常穩(wěn)定的狀態(tài)。

4：節(jié)省產(chǎn)品制造成本

通過采用這種工藝方法，可以顯著節(jié)省產(chǎn)品或PCB組件的成本。 例如在EP-RF的模型研究中，相當(dāng)于LTCC的PCB基板可以節(jié)省10%的元件成本，30%的基板成本，40%的組裝成本。 同時，由于陶瓷基板的組裝工藝和燒結(jié)工藝難以控制，而PCB基板的嵌入式無源元件可以使用傳統(tǒng)的PCB制造工藝完成，從而大大提高了生產(chǎn)效率。

當(dāng)然，任何公益方式都有一定的局限性。 首先，針對大功能值無源元件的電阻、電容、電感值，需要開發(fā)大功能值嵌入式無源元件材料； 二是嵌入式無源元件的功能誤差控制難度大，尤其是屏漏的平面嵌入式無源元件材料的功能誤差控制。 目前，雖然采用激光技術(shù)對嵌入式無源元件的功能誤差進行修整和控制，但并不是所有的嵌入式無源元件都可以通過這種方法修整以滿足設(shè)計技術(shù)要求。 PCB制造商、PCB設(shè)計師和PCBA制造商將講解嵌入式無源元件PCB的優(yōu)勢和問題。