嵌入式 PCB：嵌入式系统的完美电路板
由于对更小、可穿戴电路的高需求，嵌入式系统的销售额稳步增长。此外，嵌入式系统有助于创建标准 PCB 无法处理的更复杂的应用程序。那么，什么可以处理嵌入式系统的强大功能呢？简单的！嵌入式PCB。这些板使用嵌入式组件，可减少丢失信号完整性的机会。
但这还不是全部。关于嵌入式系统及其工作原理，还有很多其他的东西需要学习。
继续阅读以了解有关嵌入式 PCB 以及影响嵌入式系统的一些挑战的更多信息。
什么是嵌入式组件
带元件的嵌入式PCB
在我们深入了解嵌入式组件是什么之前，让我们先回顾一下嵌入式系统的概念。嵌入式系统背后的主要思想是在保持高完整性和高性能的同时减小电路板的尺寸。
此外，嵌入式 PCB 是电路板，其组件埋在其层中。此外，这些嵌入式组件有助于提高嵌入式系统的性能。
您可以通过多种方式使用嵌入式组件。你使用它们的方式会影响它们的制造过程。最初，PCB 制造和元件放置是两个需要制造商分开处理的概念。
现在，这些过程并不是那么明显。因此，您可以设计和制造带有嵌入式组件的电路板。此外，还有两种添加嵌入式组件的方法。
- 首先，您可以创建开放型腔来放置嵌入式组件。因此，这些组件将在您的最终产品上保持可见。
- 其次，将组件嵌入到内部层中。因此，电路将保持隐藏状态。
让我们仔细看看嵌入式组件的类型。
注意：嵌入式组件通常有两类——有源设备和无源设备。
嵌入式电阻器
嵌入式电阻器是可以增强电子性能的无源器件。此外，该组件将单个设备从您的 PCB 表面移动。因此，它为其他组件提供了更多的表面空间。
但是，嵌入式电阻器必须具有特定的容差和额定功率。否则，它会烧毁或失败。此外，这些设备不需要焊点或 SMT 通孔，从而提高了 PCB 可靠性和信号路由。
嵌入式电感
嵌入式电感器是一种在平衡电路电流的同时存储和提供能量的组件。一个标准的电感制作起来相当复杂，所以你必须嵌入它们以节省 PCB 表面空间。
嵌入式电容
嵌入式电容器有点不同，因为它们使用覆铜层压板。但是，这些层压板无需在 PCB 上添加去耦电容器。
嵌入式电容器是位于两个铜层之间的薄介电材料。此外，由于电容密度高，它们还可以用作去耦电容器。
如何为嵌入式系统设计 PCB 组件
PCB组装
为嵌入式系统设计 PCB 可能很棘手。但这里有一些技巧可以帮助您构建出色的嵌入式 PCB 设计。
定义您的要求
主要问题之一是：您想用您的 PCB 实现什么目标？有了这个，你就会知道必要的要求。
此外，考虑您的 PCB 如何与嵌入式系统的其他区域及其大小进行交互也很重要。这两个因素将影响您的 PCB 在组装过程中的复杂程度。
构建您的原理图
PCB原理图
设置好要求后，您需要将它们转换为原理图的规范。构建原理图包括为电路板选择合适的微控制器和其他组件。
然后，您可以创建一个图表，显示制造商需要放置它们的位置。
微控制器对于嵌入式系统至关重要。因此，在做出选择之前，您必须考虑一些因素。这些因素包括外设和处理速度。
选择合适的自动化软件
设计自动化软件
您需要合适的设计自动化软件来放置原理图信息。然后，该软件会将所有内容组合成一个 CAD 文件，以指导您的 PCB 组装过程。
选择制造方法
您之前设置的要求将决定您的 PCB 需要的制造方法。其他一些可能影响制造方法的因素是时间框架和预算。
确定测试类型
最后，您需要为您的 PCB 选择一个测试。这对于组装过程至关重要，因为它可以确保您的设计是标准的。
此外，制造商必须在批准之前测试您的设计的功能。
注意：您可以选择不同的测试来确保您的设计符合标准要求。
元器件嵌入式印刷电路板的组装工艺
组装电路板
为您的组件使用嵌入技术涉及安装。您可以使用两种类型：通孔和焊盘安装类型。让我们仔细看看：
通孔安装
通孔安装方法涉及两个过程：裸安装和芯片安装。对于裸机安装，您将使用导电粘合剂或电镀通孔选项。此外，芯片贴装工艺也提供了类似的选择。
焊盘安装
与通孔安装一样，焊盘也涉及裸片和芯片安装工艺。但这就是相似性结束的地方。焊盘安装的裸露方法包括使用触发器或导线安装工艺。
在将任何组件嵌入 PCB 之前，您必须选择要使用的工艺。但芯片安装方法涉及采用导电树脂或波峰焊选项。
PCB中嵌入式元件的组装程序
在嵌入裸芯片组件时，选择芯片键合工艺至关重要。此外，如果您的组件是模具封装、PD 或 WLCSP，您可以应用其他方法，如超声波绑定和 ESC（环氧树脂封装焊接连接）。
但是，如果您使用 AD 安装，最好使用带有导电树脂的焊料或波峰焊。带焊盘的嵌入式元器件组装流程包括：
1.首先，在嵌入前需要了解不同的设计和工艺流程。因此，您将获得有源设备的可行性和 SMD 嵌入。在此过程中，您需要注意您的走线设计。
2. 如果您使用的是双层 PCB，请在添加焊膏涂层之前开始制作双层基板。
3. 在中间叠层和绝缘填充之前进行波峰焊和 IC 组装。最后，在顶层叠层做热压。
在空腔中组装组件是一件棘手的事情。这是因为您可能会遇到可能导致高焊料空隙率的问题。但是，您可以使用以下工作流程来避免此类问题，尤其是在焊锡印刷或真空波峰焊技术期间：
工作流程
影响嵌入式 PCB 设计的因素
在构建嵌入系统之前，您需要考虑几个因素。它们包括：
PCB 尺寸
小型和大型PCB尺寸
PCB 是影响设计结构的主要因素。您选择的尺寸必须与您要使用的组件相匹配。此外，选择合适的尺寸可以正确放置并避免过热。
热管理
如果您使用的是大电流应用，则会出现过热问题。但是您可以通过增加走线厚度或创建铜平面来增加电路板的散热。
元件放置
电路板，元件布局合理
每个 PCB 设计都需要一些组件放置规则。因此，对于嵌入式 PCB，最好避免将较重的组件放置在靠近边缘的位置。相反，此类组件应位于 PCB 侧。
此外，您不应将电源设备集中在一个区域。相反，将它们均匀分布在您的电路板上以获得更好的散热效果。
嵌入式 PCB 的优势
以下是您可以从嵌入式 PCB 中获得的一些好处：
增强散热
嵌入式系统具有出色的散热能力，可以防止过热问题。
很便宜
嵌入式 PCB 具有成本效益。而且是因为该设备采用了单芯片紧凑型设计。
严格的设计参数
嵌入式 PCB 具有预定义的参数。但是，您可以进行一些调整和调整以适合您的设计。但你只能以扩展和添加的形式做到这一点。
嵌入式系统设计的挑战
您必须密切关注嵌入式系统的每个设计阶段。否则，您将面临一些挑战。虽然您可以在制造之前快速修复您的设计，但之后的任何缺陷都可能导致一些昂贵的返工。
以下是您在使用嵌入式系统时可能面临的一些挑战：
- 其他组件没有表面空间
- 硬件测试挑战
- 封装和集成挑战
- EMI 辐射
- 过热
- 高功耗
- 无法保持有效性
四舍五入
嵌入式PCB
嵌入式 PCB 用途广泛，您可以在各种应用中使用它们。例如，您可以将它们用于军事、消费电子，甚至航空航天应用。
这些板无疑提供了令人难以置信的功能，使它们能够提供高性能和高密度，尽管它们的尺寸很小。
此外，它还具有嵌入式组件，可为更复杂的设计和系统节省一些表面空间。
尽管存在一些挑战，但您可以通过仔细设计 PCB 并在将其送去制造之前确保一切正确，轻松避免这些挑战。
如果您想制造嵌入式 PCB，请务必与我们联系。我们很乐意提供最好的 PCB 服务。
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