微过孔的出现被称为印制电路板的第三次革命。无源器件的内置——电阻和电容被置入电路板内部——是否会被称为第四次革命呢?该技术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。 无源器件内置是一个相对较新的概念。为什么要内置它们呢?原因是电路板表面空间的紧张。在典型的装配中,占总价格不到3%的元件可能会占据电路板上40%的空间!而且情况正变得更为糟糕。我们设计的电路板要支持更多的功能、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。噪声的预算也随着更低的电压而降低,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。这也就是为什么对无源器件使用的增长速率高于有源器件的原因。
将无源器件置入电路板内部带来的好处并不仅仅是节约了电路板表面的空间。电路板表面焊接点将产生电感量。嵌入的方式消除了焊接点,因此也就减少了引入的电感量,从而降低了电源系统的阻抗。因此,嵌入式电阻和电容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。同时由于消除了焊接点,可靠性也得到了提高(焊接点是电路板上最容易引入故障的部分)。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,因而提高电气性能。
平面电容
通常使用嵌入式电容的方法包括一种叫做分布式电容或平面电容的概念。在铜层的基础上压上非常薄的绝缘层。一般以电源层/地层的形式成对出现。非常薄的绝缘层使电源层与地层之间的距离非常小。这样的电容量也可以通过传统的金属化孔实现。图1表示了一个传统的电路板通过使用嵌入式电容技术重新设计的比较。基本上来说,这样的方法在电路板上建立了一个大的平行的板极电容。
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