PCB Bolg - 什麼是埋容電路板？

為什麼需要埋嵌元件？

傳統的電路板設計方法是將元件放置在電路板的頂面和底面上，貼片廠可以使用專用設備自動拾取和放置來定位每個部件，通過回流焊等方法將電路元件焊接到表面上。 而今對更小、更集成的電子產品的需求不斷增加，電路訊號頻率提升，需要進一步改進製造和組裝電路。

一種既能提供更高密度，又能改善高頻訊號的科技是將元件嵌入電路結構的層中。 例如，將分立元件直接嵌入集成電路下可以縮短訊號長度，降低電阻和寄生電感，從而降低雜訊和EMI，並改善電路訊號的完整性。 這些改進提供了更小、更可靠的產品，支持更快的訊號速度和更高的頻寬。 結合制造技術和科技的不斷改進，它們還可以减少產品尺寸，降低製造和板級組裝成本。

在PCB設計中，元件可以放置在任何訊號層上，而不僅僅是傳統的頂部或底部表面訊號層。 如果它們被放置在內部銅層上，則這些元件被稱為嵌入式元件。

嵌入式元件可分為兩類：嵌入式離散元件，如貼片阻容等，然後在製造/組裝過程中放置在電路板的內層上； 以及在電路板製造過程中形成的嵌入式集成元件，即實際形成在內層上的元件，如3M-CPly等。 PCB設計工具支持第一類嵌入式元件，然後在製造/組裝過程中放置在電路板的內層上。

埋容電路板結構

器件是如何嵌入的？

嵌入元件的基本管道是：創建一個開放的空腔（Cavity），使嵌入的元件位於該空腔內。

有兩種元件嵌入形式：半嵌入式，空腔在完成的板上保持可見； 全嵌入式，在製造過程中將其放置在內層上並使用上層覆蓋，使其在完成的基板上不可見。

有許多方法可以製造帶有嵌入式元件的PCB，下麵是其中一種流程和方法。

1，從雙面覆銅的芯板開始，各銅層根據需要進行蝕刻和鑽孔；

2，添加內層Prepreg+Copper，根據需要進行蝕刻和雷射鑽孔；

3，使用焊料和回流焊安裝嵌入式元件；

4，添加Prepreg，其按空腔位置製造切口Cutout；

5，添加外層Prepreg+Copper，根據需要進行蝕刻、雷射鑽孔和通孔鑽孔並壓合。

什麼是埋容電路板？

低電壓大電流成為當今電源設計的趨勢，電源供電網絡（PDN）的效能越來越被設計工程師重視。 而隨著消費類電子產品功能的提升，在有限的電路板面積上需要放置的器件也越來越多，留給電容的空間也越來越少。 在這種形勢下，埋容設計就是有效的提升PDN設計的手段之一。

埋電容電路板是利用具有較高電容密度的資料，同時减少層間的距離，來形成一個足够大的平板間電容，作為電源供電系統的一部分，實現去耦和濾波作用，從而减少電路板上所需的分立電容，並且能達到更好的高頻濾波特性。

使用特殊資料製作成的電容，並將其放入PCB的內層。 埋容由於其寄生電感非常小，能有效减少分立電容的安裝電感，從而對低頻也有非常明顯的改善效應。

埋容電路板的分類

1.分立電容在PCB設計中根據所需容值大小算出電容的圖形面積，然後在使用時在電源層進行類似焊盤連接即ok。

2.共平面電容在PCB設計中無需做特殊處理。

埋容電路板的製造

由於工藝和科技的成熟，以及高速設計對於電源供電系統的需要，埋容電路板的技術應用越來越多，使用埋容電路板科技，我們首先得計算平板電容的大小，公式如下：

埋容電路板的計算公式

其中：

C是埋容（平板電容）的電容量

A是平板的面積，大部分設計在結構確定的情况下，平板間面積很難增大

Dk是平板間介質的介電常數，平板間電容量和介電常數成正比

K是真空介電常數（Vacuum permittivity），又稱真空電容率，是一個物理常數，值為8.854 187 818×10-12法拉/米（F/m）；

H是平面之間的厚度，平板間電容量和厚度成反比，所以我們想要得到較大的電容量，需要减小層間厚度，3M的C-ply埋容資料可以做到0.56mil的層間介質厚度，加上16的介電常數，大大新增了平板間電容量。

經過計算，3M的C-ply埋容資料，在每平方英寸的面積上，能實現6.42nF的平板間電容量。

一個良好的層疊，正常情况下已經考慮了平板間電容，所謂埋容電路板設計只是採用特殊的資料來加大這個平板間電容。 對於PCB電路板設計來說，只需要在正常層疊之外，把使用的特殊資料標注出來。

現在的發展對更小、更集成的電子產品的需求不斷增加，電路訊號頻率提升，需要進一步改進製造和組裝電路，埋容電路板需求會越來越多。