(完整word版)PCB埋容埋阻.doc

1、MEMS麥克風(fēng)的埋容埋阻設(shè)計(jì)目前MEMS PCB普遍集中在2-4層，其中，市場(chǎng)上的高端智能機(jī)均采用的是四層內(nèi)埋電容或四層埋容埋阻PCBo電容和電阻在MEMS中都屬于無源器件，當(dāng)產(chǎn)品趨向越來越小，電路板表面空間的緊張。 在典型的裝配中，占總價(jià)格不到3%的元件可能會(huì)占據(jù)電路板上40%的空間！而且情況正變得更為糟糕。我們?cè)O(shè)計(jì)的電路板要支持更多的功能、更高的時(shí)鐘速率和更低的電壓，這就要求有更多的功率和更高的電流。噪聲的預(yù)算也隨著更低的電壓而降低，同時(shí)還需要對(duì)電源分布系統(tǒng)進(jìn)行很大的改進(jìn)。這一切都需要有更多的無源器件。這也就是為什么對(duì)無源器件使用的增長(zhǎng)速率高于有源器件的原因。將無源器件置入電路板內(nèi)部帶來的

2、好處并不僅僅是節(jié)約了電路板表面的空間。電路板表面焊接點(diǎn)將產(chǎn)生電感量。 嵌入的方式消除了焊接點(diǎn)，因此也就減少了引入的電感量，從而降低了電源系統(tǒng)的阻抗。 因此，嵌入式電阻和電容節(jié)約了寶貴的電路板表面空間，縮小了電路板尺寸并減少了其重量和厚度。同時(shí)由于消除了焊接點(diǎn)，可靠性也得到了提高（焊接點(diǎn)是電路板上最容易引入故障的部分）o無源器件的嵌入將減短導(dǎo)線的長(zhǎng)度并且允許更緊湊的器件布局， 因而提高電氣性能。1 .內(nèi)埋電容1.1 埋電容具有明顯的電性能和可靠性優(yōu)勢(shì)：a.改善高速數(shù)字電路的電源和信號(hào)完整性。僅使用埋容技術(shù)，就可以將電源和地之間的交 流阻抗降低到10毫歐姆。比傳統(tǒng)的 PCB改善20倍。b.減少高速

3、數(shù)據(jù)傳輸中眼圖的抖動(dòng)?？梢詫⒀蹐D抖動(dòng)減少50% oc.減少EMI干擾?？梢员苊饣驕p少使用屏蔽罩，在改善 EMC的同時(shí)，縮小產(chǎn)品體積，減少 產(chǎn)品重量。d.提高PCB散熱效率。比傳統(tǒng)的PCB提高3倍。1.2 目前埋電容技術(shù)應(yīng)用主要為三種方式：電容器的結(jié)構(gòu)：；兩片金屬夾著一張介質(zhì)層用，與PCB兩張銅箔夾著基材是完全一樣的結(jié)構(gòu)，利PCB基材的厚度和殘留的銅面積產(chǎn)生電容，成為最方便的埋電容設(shè)計(jì)。電容公式：C=S *Dk/T（C: 電容值，S:兩片金屬重疊的有效面積，Dk:介質(zhì)層的介電常數(shù)，T:）（1）內(nèi)加薄板技術(shù)：利用PCB雙面的銅箔，降低基材的厚度，提高介電常數(shù)（DK）組成需要的電容器，主要代表為：a

4、. BC-2000 （單位電容率:506pt7inch2 ），基材厚度：0.05mmb. 3MC-Ply （單位電容率：10nl7inch2）, 基材厚度：0.015mm 。介質(zhì)層AL2O3并R4Cll （2 ）是在專用PCB內(nèi)層板上，利用感光的厚膜糊，采用曝光和顯影的方式裂作許多單獨(dú)使用的電 容器。也稱為：CFP: Ceramic-Filled Photopolymer,（單位電容率可以達(dá)到:20nt7inch2）（3 ）將獨(dú)立的電容器直接埋入 PCB中。電容2 .內(nèi)埋電阻在高頻高速應(yīng)用中提高阻值精度。雖然分立電阻的阻值精度通常為1% ,但是在實(shí)際電路互連中，電阻封裝本身以及 PCB導(dǎo)通孔及

5、焊盤都會(huì)存在寄生電感。例如，一個(gè) 0402封裝的 50歐姆電阻貼裝在PCB上時(shí)，相關(guān)的寄生電感典型值為6nH。如果該電阻工作于1GHz頻率下，其寄生感抗高達(dá) 40歐姆。遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了電阻本身的1%誤差。而埋阻本身的寄生電感極小，與實(shí)際電路互連時(shí)，不需要焊盤及過孔，大大減少了寄生電感。因此，雖然制作好的 埋阻精度僅為10% ,但是在高頻高速應(yīng)用中，其實(shí)際精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于分立電阻。目前埋電阻技術(shù)應(yīng)用主要為二種方式:（1）平面減成法：將買回的電阻銅箔 ，直接壓在PCB上，通過蝕刻方法將電阻加工出來 ，主 要用于電阻范圍 50lOOOOohm之間的設(shè)計(jì)，電阻公差可以控制在+/-15% 以內(nèi)，也是目前應(yīng)用技術(shù)最

6、成熟，最廣泛，主要代表的材料有Ohmga , Trece電阻厚度只有 0.2um左右。（2 ）平面加成法：將買回的電阻油墨，直接印刷在PCB表面，主要用于代替線路板表面電阻器，電 阻范圍在300-lOOkohm之間.電阻公差范圍目前大致控制在+/-20%之間，用途廣泛。電阻居四、國(guó)內(nèi)埋容埋阻印制電路板企業(yè)概況因?yàn)樵O(shè)計(jì)有了埋電容電阻設(shè)計(jì)，導(dǎo)致產(chǎn)品制作工藝非常復(fù)雜，而且致原 MEMS設(shè)計(jì)微小化，導(dǎo) 來制作麥克風(fēng)的PCB廠家逐漸退出,一些有雄厚技術(shù)背景的容埋阻麥克PCB工廠，也逐漸加入到埋 風(fēng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，下面介紹一些最有代表性的PCB工廠。WUS集團(tuán)，WUS集團(tuán)有一個(gè)強(qiáng)大的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，在1999年就開始

7、介入埋容埋阻的研發(fā) ，在2002 年跟Knowles合作開發(fā)埋容埋阻的麥克風(fēng)，是PCB行業(yè)第一家將埋容埋阻技術(shù)應(yīng)用于 量產(chǎn)，隨后幾年將埋容埋阻技術(shù)推廣到系統(tǒng)系列產(chǎn)品，為華為，思科，愛立信，開發(fā)了一些產(chǎn)品，但是因?yàn)樵摴镜闹髁鳟a(chǎn)品背板，失系統(tǒng)和MEMS麥克風(fēng)差異太大，隨著MEMS麥克風(fēng)降價(jià), 去高利潤(rùn)的支撐，該公司逐漸從MEMS市場(chǎng)退出。深南電路，MEMS麥克風(fēng)PCB市場(chǎng)增加速度最快的是深南電路有限公司，該公司在2007年花巨資 投了 IC載板工廠，憑借著強(qiáng)大的技術(shù)和先進(jìn)的設(shè)備，快速介入MEMS PCB市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，快速獲得幾家公司的青睞，在MEMS PCB市場(chǎng)占據(jù)了一塊地盤，從目前他們公司的舉動(dòng)看來比較 重視該市場(chǎng)，但是隨著MEMS麥克風(fēng)的降價(jià)需求，高昂的設(shè)備投入，照成高昂的固定成本，能否 應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的降價(jià)需求，暫時(shí)還不得而知。昆山華揚(yáng)，公司在1992年就在生產(chǎn) ECM麥克風(fēng)PCB,占整個(gè)ECM麥克風(fēng)PCB市場(chǎng)的50% 份額，世界排名前五的手機(jī)廠家，使用的麥克風(fēng) PCB,大部分都來自于該廠。 2006, 2007年 ECM麥克風(fēng)的市場(chǎng)發(fā)展到頂點(diǎn)，公司于2007年開始研發(fā) MEMS PCB,目前