2025年4月22-24日
上海世博展览馆

电子展|印刷电路板(PCB),塑造未来的趋势

印刷电路板 (PCB) 发明于近一百年前,自发明以来一直不断发展。行业中不断涌现新技术、新材料和新制造工艺,确保PCB在众多应用和领域中始终具有不可或缺的重要意义。无论您是在家中构建自己项目的业余工程师,还是试图让自己的产品在市场上脱颖而出的专业人士,掌握PCB的新动态对于在设计期间做出明智的决策至关重要。下面电子展小编就来聊一聊推动PCB行业变革的一些新技术和趋势。

高密度互连(HDI)PCB

多年来,对微型电子设备的需求一直在稳步增长。从智能手机到心脏起搏器,现代电子产品需要具有功能先进、性能强劲但尺寸较小的元件和组件。

高密度互连PCB已成为行业小型化趋势的主要推动力。与传统PCB相比,它们的电路更密集,通常平均每平方英寸有120-160个引脚。

盲孔、埋孔和微孔以及不经过外表面连接不同层的镀孔有助于实现HDI PCB的紧凑设计,从而减小了电路板尺寸并允许在更小的区域内装入更多的电路。

这些电路板不仅体积更小,还具有更好的信号完整性和高速数据传输能力,非常适合满足对高性能微型电子设备的需求。

柔性PCB

柔性PCB也称为柔性印刷电路(FCB),印刷电路和元件放置在柔性塑料基板(通常是聚酰亚胺)上。这种材料选择使FCB轻薄并且非常灵活,这意味着它们非常适合狭小空间的应用场景。

FCB将PCB和连接器的佳品质结合在一个单一的柔性封装中,难怪其需求量很大。虽然它们被广泛应用,但其日益流行在很大程度上是由于对小型和轻型电子产品的高需求,尤其是可穿戴和电子医疗设备,这意味着我们可以期待它们在未来的PCB设计中发挥重要作用。

表面贴装技术(SMT)

传统的PCB生产需要通过电路板表面的孔将元件与导线连接起来。这种技术被称为通孔方法,这意味着人们在制造过程中需要手工将导线穿入电路板。表面贴装技术消除了PCB生产中这一不便的步骤。

SMT是一种通过自动化生产线将元件直接安装到电路板上的组装过程。使用表面贴装技术的设备称为表面贴装设备,其元器件经过专门设计,可直接焊接到电路板上。

SMT的主要优势在于它有利于自动化PCB制造,从而大幅节省成本和时间。然而,这项创新也允许将更小的元件更紧密地安装在PCB上,从而推动小型化的发展。

5G集成

5G技术的兴起对PCB行业产生了重大影响,不仅带来了新的连接机遇,也带来了诸多挑战。

与4G相比,5G拥有更高的数据传输速率和频率,这意味着需要专门的PCB和新创新来支持这些先进的要求,同时仍保持高水平的信号完整性。

性能的提高也意味着产生更多的热量,因此需要出色的热管理以防止过热并确保电路板具有合理的长寿命。

环境可持续性

随着气候变化的影响日益明显,世界各国政府都在制定雄心勃勃的目标以实现净零排放。因此,许多行业在展望未来时都将可持续性放在前列,印刷电路板行业也不例外。制造商越来越注重设计既环保又高性能的PCB。

PCB制造工艺的多个方面都可实现可持续性改进。生产所用材料的选择是一个重要的关注领域,因为PCB通常包含多种材料,如金属、玻璃和塑料。

制造商可以通过使用可生物降解材料(如纸张或纤维素)来减少长期环境浪费,而不再使用传统的玻璃纤维。此外,含有大量铅和其他有害物质的传统焊料也可以用无铅替代品代替。

随着未来环境法规的不断发展,可持续材料的选择将成为PCB制造商更加看重的设计考虑因素。

3D打印

近年来,由于航运放缓或地缘政治动向等不可预测的因素,许多电子制造商的PCB供应出现中断。

在这些问题的背景下,3D打印正成为PCB生产的一种有吸引力的替代方案,有可能让制造商更好地控制其电路板供应。3D打印还有望为PCB生产提供一种更可持续的方法——通过仅使用严格需要的材料来消除不必要的浪费。

过去,3D打印主要用于PCB行业的原型设计。但借助专业的电路板3D打印机,增材制造可以以比传统方法更快、更低成本的方式生产高度复杂的PCB。这些优势对于需要少量PCB用于特殊电子产品的应用尤其有用,例如在军事或航空航天环境中。

人工智能(AI)

由于PCB布局复杂、元件多样,在生产过程中可能会出现各种缺陷。即使对于训练有素的工人来说,手动检查也是一项费力的任务,并且可能导致代价高昂的错误。

人工智能的新发展带来了高度自动化的视觉质量检测系统,有助于降低与质量控制不到位所产生的相关成本。这些系统能够检测到哪怕是微小的缺陷,无需大量人工参与即可提高PCB组件的产出质量。

人工智能也是PCB设计中使用的新技术之一,它可以帮助工程师测试和优化布局以获得更好的性能,并在投入生产之前发现潜在问题。

PCB行业的未来

正如我们在本文中尽力阐明的那样,有多种趋势影响着印刷电路板行业的未来。

HDI PCB和FCB等技术进步使得电路板变得更小、更复杂,而5G集成等更广泛的趋势则要求专用PCB比以往更强大——凸显了平衡尺寸限制和不断增长的性能要求的持续挑战。

与此同时,SMT、3D打印和AI检测系统等制造工艺的进步有望提高自动化程度、降低成本、提高可持续性并加强质量控制。

电子展小编觉得,PCB的未来可能会涉及这些不同趋势的融合,期待在未来几年看到印刷电路板技术取得更多令人兴奋的进步。

文章来源:欧时RS