Задумывались ли вы когда-нибудь, почему смартфоны, ноутбуки и высокопроизводительное промышленное управляющее оборудование становятся все тоньше, сохраняя при этом все более мощные характеристики? Несмотря на то, что внутренних электронных компонентов столько же, они достигают оптимального использования пространства. Это стало возможным благодаря высокотехнологичному процессу производства печатных плат — технологии встроенных резисторов и конденсаторов.

Проще говоря, это означает «скрытие» резисторов и конденсаторов, которые обычно монтируются на поверхности печатной платы, непосредственно во внутренних слоях печатной платы, что фактически придает электронным компонентам «глюк невидимости». Сегодня мы объясним эту технологию простыми словами и посмотрим, насколько она удивительна!

Что такое встроенные резисторы и конденсаторы? Чем они отличаются от традиционных процессов?

Давайте сначала рассмотрим традиционные печатные платы. Резисторы и конденсаторы напрямую припаиваются к поверхности платы с помощью технологии поверхностного монтажа, подобно «прикреплению маленьких квадратиков» к печатной плате.Это не только занимает место, но и подвержено внешним помехам.

Технология встроенных резисторов и конденсаторов, напротив, встраивает резисторы и конденсаторы непосредственно во внутренние слои печатной платы. Полученная печатная плата имеет уникальную конструкцию: снизу вверх она состоит из первого диэлектрического слоя, встроенных резисторов, слоя схемы и второго диэлектрического слоя. Специальный полимерный изоляционный слой также наносится на часть встроенного резистора, не покрытую слоем схемы, для защиты от химической коррозии. Это ключ к стабильному массовому производству плат со встроенными резисторами и конденсаторами.

Короче говоря: традиционные процессы «прикрепляют их к поверхности», а встроенные резисторы и конденсаторы «скрыты внутри» — разница в одном слове, но качественный скачок.

Каковы основные преимущества этой «технологии стелс»?

Преимущества технологии встроенных резисторов и конденсаторов (BRC), которая стала стандартной функцией в высокопроизводительных электронных продуктах, многочисленны, и каждое из них решает ключевую проблему в проектировании высокопроизводительных схем:

• 1. Экономия места! Создание «ультракомпактных» печатных плат: Поскольку резисторы и конденсаторы скрыты внутри, поверхность печатной платы больше не нуждается в плотном размещении компонентов для поверхностного монтажа, что напрямую освобождает значительное пространство на плате. Это позволяет инженерам проектировать более сложные схемы на меньших платах, что является одной из основных причин, по которой мобильные телефоны и смарт-часы могут становиться все меньше и меньше.
• 2. Снижение шума! Более стабильная работа схемы: Компоненты для поверхностного монтажа подвержены электромагнитным помехам, создавая шум в цепи и влияя на производительность устройства. Однако встроенные резисторы и конденсаторы, заключенные в материал печатной платы, действуют как дополнительный «защитный щит», значительно снижая электромагнитные помехи и делая схему более стабильной, максимизируя возможности защиты от помех.
• 3. Улучшенная производительность! Более плавная передача сигнала: Встроенные резисторы и конденсаторы сокращают пути передачи сигнала, уменьшая задержку передачи сигнала и потери на отражение, значительно улучшая целостность и надежность передачи сигнала. Это особенно важно для продуктов с чрезвычайно высокими требованиями к сигналу, таких как мобильные телефоны, базовые станции и высокопроизводительное промышленное управляющее оборудование.
• 4. Уменьшение толщины! Достижение «тонкости» оборудования устраняет необходимость в компонентах для поверхностного монтажа, напрямую уменьшая толщину печатной платы. В сочетании со специализированными материалами, такими как сверхтонкие встроенные сердечники конденсаторов, вся печатная плата становится тоньше и легче, идеально соответствуя текущей тенденции к более тонким и легким электронным продуктам.

Скрывать компоненты далеко не просто.

Встроенные резисторы и конденсаторы — это не просто «набивание» их внутрь; это точный производственный процесс, состоящий из четырех этапов, каждый из которых имеет строгие требования:

• Этап 1: Создание выделенного внутреннего слоя. Помимо стандартных внешних и внутренних слоев печатной платы, создается отдельный внутренний слой для встраивания резисторов и конденсаторов. Этот слой резервирует пространство для встраивания резисторов и конденсаторов и использует обычные методы производства печатных плат, такие как гальваническое покрытие и травление, для обеспечения точности слоя.
• Этап 2: Специальная упаковка компонентов. Обычные резисторы и конденсаторы нельзя встраивать напрямую. Их необходимо изготавливать в тонких, специальных корпусах, которые не только соответствуют толщине печатной платы, но и обладают хорошей теплопроводностью, чтобы предотвратить проблемы с производительностью, вызванные рассеиванием тепла во время работы.
• Этап 3: Точное встраивание компонентов. Это основной этап, в основном использующий два метода: либо используется специальная технология прессования для прессования упакованных резисторов и конденсаторов между материалами внутреннего слоя; либо используется лазерная технология для травления полостей во внутреннем слое материала перед точным заполнением компонентами. Весь процесс требует чрезвычайно высокой точности.
• Этап 4: Соединение и интеграция слоев. Внутренние слои, содержащие встроенные компоненты, должны быть соединены с другими обычными слоями печатной платы с помощью ламинирования, сверления и других методов для формирования полной печатной платы, обеспечивая плавную проводимость между слоями.

​

Хотя преимущества значительны, важно также понимать недостатки. Процесс встраивания резисторов и конденсаторов, хотя и превосходен, не является панацеей. Его основные недостатки сосредоточены в двух областях, поэтому в настоящее время он используется только в высокопроизводительных продуктах:

• Сложность производства и ремонта: Резисторы и конденсаторы скрыты внутри и не могут быть непосредственно наблюдаемы. Если возникает проблема, их нельзя напрямую заменить, как компоненты для поверхностного монтажа, что затрудняет ремонт и потенциально приводит к утилизации всей платы;
• Относительно высокая стоимость: Специальная упаковка, точные процессы встраивания и специализированные материалы делают стоимость производства плат со встроенными резисторами и конденсаторами выше, чем у традиционных печатных плат.

Поэтому в настоящее время этот процесс в основном используется в высокопроизводительных электронных продуктах с высокими требованиями к производительности, размеру и толщине, таких как флагманские мобильные телефоны, высокопроизводительные серверы, прецизионное промышленное управляющее оборудование и аэрокосмические электронные компоненты.

Резюме: «Пространственная магия» высокопроизводительной электроники — безграничный будущий потенциал

В конечном итоге, технология встроенных резисторов и конденсаторов печатных плат — это высокопроизводительная технология, созданная для высокоплотных, высокопроизводительных и тонких схем. «Закапывая» резисторы и конденсаторы внутри, она решает проблемы традиционной технологии поверхностного монтажа, такие как ограничения пространства, помехи и толщина, становясь ключевым фактором миниатюризации и высокопроизводительного развития электронных продуктов.

С постоянным технологическим прогрессом стоимость производства технологии встроенных резисторов и конденсаторов будет постепенно снижаться, а точность процесса будет продолжать улучшаться. В будущем она может выйти за рамки высокопроизводительных продуктов и охватить больше потребительских приложений, позволяя большему количеству электронных продуктов достичь прорывов в «малом размере, высокой производительности».