这篇文章最初是在EDN美版60周年上看到的,作者Michael提到了一个问题“Will there still be PCBs in 60 years?” 60年后我们的PCB会变成什么样子,PCB还会存在吗?这是一个有趣的话题。

在讨论这个话题之前,我们先回到没有PCB的时候,那时有人认为电脑会是这样的:

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或许电子产品中必备的PCB让我们熟悉的快忘记它了,从而也忽略了它若干年来的持续创新,事实上,无论是从尺寸、精度、还是从材料,PCB一直都默默改进,一直追随者元器件发展的脚步。

PCB的渐进式创新

最明显的短期变化,一定是一些“渐进式创新”。如低损耗介质、超光滑铜、HDI(高密度互连)、集成flex、嵌入式组件以及去耦层等PCB先进技术将用于越来越多的电子产品。由于电子系统越来越复杂,高密度互联已经很常见。

话又说回来,当转向更大的硅集成——包括多芯片封装,这些都会在一定程度上抵消这种趋势。

但是:当你的系统可以被放入一块芯片、或者是芯片堆栈中的时候,谁还会需要高科技的PCB?

嵌入式光学

光互联广泛用于高速数据。预计嵌入光学波导管的PCB会成为常见的底板和卡片,且有可能和3D打印相连。

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图:嵌入式光波导的样子。蓝色:主动元件。橙色:电气连接。黄色和浅蓝色:波导和覆层

新型基板

PCB将以新的形式存在,例如软性材料。超薄材料将用于外用的医疗监视器,只使用范德华力“贴住”,而内用的可能包括可溶解的传感器。如果麦片盒上真的可以播放视频的话,那就有可能是通过一个类似胶卷的PCB实现的。

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图:蓝牙传感器电路:可以折叠成想要的形状,并用塑料制造出来。

3D打印PCB

3D打印PCB正慢慢走向现实。虽然这项技术乍一看很可疑——或许只对快速原型有用,但并难看出它可能会成为占主导地位的生产方法。带多个喷嘴的高速打印机能比现有方法更快、更便宜的制造PCB,从而淘汰蚀刻、钻孔、压合、甚至焊接。

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图:这款PCB是由纳米尺寸的3D打印机的。

3D打印PCB还能嵌入组件(比如电阻、光学和微波波导等)。一些分立器件和IC封装/裸片可以被放在内部。过孔能穿过任意层,不需要孔焊盘。

另外,同一台机器还能集成零件,从而取代焊接,只需要打印更多的导电油墨,后者直接被挤入软性板材。

最后,您认为PCB在60年后会变成什么样?这里开脑洞的再做个小调查,欢迎评论留下您的看法:

○ 不好说,没法想象没有PCB的电子产品

○ 这么弱智的产品一定会消失,以后会是真正的片上系统SoC,一个芯片就是一个系统

○ 如果SoC太贵,那还有系统级封装SIP(System In-Package),总之不会看到PCB+元器件的形式

○ 3D IC会大放光彩,TSV技术实现不同晶圆/裸片上的电气连接

○ 继续存在,但是材料一定会有些变化

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