埋入式PCB，嵌入式PCB，未來(lái)電子產(chǎn)品的工藝導向及應用范圍

隨著(zhù)電子產(chǎn)品的小型化、薄型化和高速化，PCB上元器件的組裝密度越來(lái)越高，而電信號的傳輸速度也越來(lái)越快，僅靠提高PCB的布線(xiàn)密度和多層化，也難以滿(mǎn)足越來(lái)越高的組裝要求。

埋入式元件電路板可提高封裝的可靠性，并降低成本

把大量可埋入的無(wú)源元件埋入到印制電路板內部中，就可以縮短元件相互之間的線(xiàn)路長(cháng)度，改善電氣特性，提高有效的印制電路板封裝面積，減少大量的印制電路板板面的焊接點(diǎn)，從而提高封裝的可靠性，并降低成本。


節省產(chǎn)品空間

如果將這些元件嵌入PCB中，這樣一來(lái)使相同面積的PCB，安裝表面安裝器件（SMD）的空間大大增加，同時(shí)還可以改善信號傳輸特性阻抗匹配的需要，于是近些年來(lái)埋入式電阻、電容等無(wú)源元件的PCB有了迅速的發(fā)展，盡管目前有些技術(shù)還不太完善，但是它的優(yōu)越性越來(lái)越受到電子制造行業(yè)的重視，成為PCB的發(fā)展方向之一，必將日益成熟并得到廣泛應用。

埋入無(wú)源元件PCB的種類(lèi)

埋入無(wú)源元件PCB根據其埋入元件的類(lèi)型和方式分為以下四種類(lèi)型：

埋入電阻PCB（ Embedded Resistor PCE），PCB內埋入的無(wú)源元件是電阻。
埋入電容PCB（ Embedded Capacitor PCI），PCB內埋入的無(wú)源元件是電容。
埋入電感PCB（ Embedded Inductor PCB），PCB內埋入的無(wú)源元件是電感。
埋入各種無(wú)源元件的PCB，統稱(chēng)為埋入無(wú)源元件PCB（ Embedded Passive PCB）。
PCB內埋入電阻、電容和電感等元件中的兩種或三種時(shí)，就可稱(chēng)此板為埋入無(wú)源元件PCB。


1.應用范圍

埋入無(wú)源元件PCB應用范圍很廣，在國內外目前主要應用于計算機（如巨型計算機計算機主機、信息處理器），PC卡、IC卡和各種終端設備，通信系統（如蜂窩式發(fā)射平臺ATM系統、便攜式通信器材等），測試儀表和測試設備（如IC掃描卡、界面卡、負載板測試儀），航空航天電子產(chǎn)品（如航天飛機、人造衛星上的電子設備等），消費性基礎電子器件（如電位器、加熱器），醫療電子設備（如掃描儀、CT機），軍事設備（如巡航導彈、雷達無(wú)人偵察機、屏蔽器等）中的電子控制系統

2.優(yōu)點(diǎn)和不足

將大量可埋入的無(wú)源元件埋入到PCB（包括HDI板）中，使PCB組裝后的部件更加型化輕量化。埋入無(wú)源元件PCB具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（１）提高PCB高密度化的程度

由于離散（非埋入式）無(wú)源元件不僅組裝的數量大，而且占據PCB板面的大量空間如GSM電話(huà)含有５００多個(gè)無(wú)源元件，約占PCB面板組裝的５０％的面積，如能將５０％的無(wú)源元件埋入到PCB（或HDI板）內部來(lái)計算，就可以使PCB板面的尺寸縮小約２５％，從而使導通孔的數量大大減少，也使連接導線(xiàn)減少和縮短等。不僅可以增加PCB設計布線(xiàn)的靈活性和自由度，而且可以減少布線(xiàn)量和縮短布線(xiàn)的長(cháng)度，從而大大地提高了PCB（或HDI板）的高密度化程度并縮短了信號的傳輸路徑

（２）提高PCB組裝的可靠性

將所需要的無(wú)源元件埋入PCB內部可明顯提高PCB（或 HDUBUM）組裝件的可靠性。因為通過(guò)這樣的工藝方法，極為明顯地減少PCB板面的焊接（ SMTAK PHT）點(diǎn)，從而提高了組裝板的可靠性，大大地降低由于焊接點(diǎn)引起的故障的幾率。

另外埋入的無(wú)源元件可以受到有效的“保護”而提高了可靠性。由于這些埋入無(wú)源元件是采用整體式埋入PCB內部的，而不像分立（或離散）的無(wú)源元件用引腳焊接（或黏結）

到PCB板面的連接焊盤(pán)上，不會(huì )再受到大氣中濕氣、有害氣體的侵蝕而降低或損壞無(wú)源元件。所以，埋入無(wú)源元件的方式能明顯提高PCB組裝件的可靠性

（３）改善PCB組裝件的電氣性能

將無(wú)源元件埋入到高密度化PCB中，使電子互連的電氣性能獲得了明顯的改善。因為它消除了分立無(wú)源元件所需要的連接焊盤(pán)、導線(xiàn)和自身的引線(xiàn)焊接后所形成回路。任何這樣一　個(gè)回路將不可避免地產(chǎn)生寄生效應，即雜散電容和寄生電感。而這種寄生效應也將隨著(zhù)信號頻率或脈沖方波前沿時(shí)間的提高而變得更為嚴重。消除此種類(lèi)型的故障，無(wú)疑將提高PCB組裝件的電氣性能（信號傳輸失真大大減?。?。同時(shí)，因為無(wú)源元件埋入PCB內部，四周受到了嚴密的保護，不會(huì )因為工作環(huán)境中動(dòng)態(tài)變化而改變其功能值（電阻值、電容值和電感值），使其處于非常穩定的狀態(tài)，有利于提高無(wú)源元件功能的穩定性，減少了無(wú)源元件功能失效的幾率。

（４）節約產(chǎn)品制造成本

采用此種工藝方法，可明顯地節省產(chǎn)品或PCB組裝件的成本。如在埋入無(wú)源元件的射頻電路（EP－RF）模型的研究中，等效于低溫共燒陶瓷基板（LTCC）的PCB基板（分別埋入相同的無(wú)源元件），據統計元件成本可節?。保埃?，基板成本可以節?。常埃?，而組裝（焊接）成本可節?。矗埃?。同時(shí)，由于陶瓷基板的組裝過(guò)程和燒結過(guò)程難以控制而PCB基板埋入無(wú)源元件（EP）可采用傳統的PCB制造工藝來(lái)完成，因而大大提高了生產(chǎn)效率。

當然，任何一個(gè)工藝方法都有一定的局限性，埋入無(wú)源元件PCB的不足之處在于：

其一是目前埋入的無(wú)源元件功能值較小，對于很大的電阻值、電容值和電感值的元件，還需要開(kāi)發(fā)功能特性值大的埋入無(wú)源元件材料；

其二就是埋入式的無(wú)源元件的功能特性值誤差控制難度比較大，特別是采用絲網(wǎng)漏印的平面型埋入無(wú)源元件材料，其功能特性值誤差控制更為困難。目前雖然可采用激光技術(shù)來(lái)修整和控制埋入無(wú)源元件的特性功能誤差，但并不是所有埋入無(wú)源元件都可以采用此法進(jìn)行修整，以達到設計技術(shù)要求。最新研究的薄膜電阻埋入法，對電阻值的精度有較大的提高。

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