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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑埋阻埋容的介绍 嵌入式电阻与电容 类别：EDA/PLD 微过孔的展现被称为印制电路板的第三次革命。无源器件的内置电阻和电容被置入电路板内部是否会被称为第四次革命呢？该技术更有可能变更电路设计的面貌。微过孔电路实现了更高的密度、更轻的重量和更好的性能，但电路板本身仍是大量导线的连接体。而采用无源器件内置技术后，电路板将变得完全不同于以往。 无源器件内置是一个相对较新的概念。为什么要内置它们呢？理由是电路板外观空间的慌张。在典型的装配中，占总价格不到3%的元件可能会占据电路板上40%的空间！而且处境正变得更为糟糕。我们设计的电路板要支持更多的功能、更高的时钟速率
2、和更低的电压，这就要求有更多的功率和更高的电流。噪声的预算也随着更低的电压而降低，同时还需要对电源分布系统举行很大的提升。这一切都需要有更多的无源器件。这也就是为什么对无源器件使用的增长速率高于有源器件的理由。 将无源器件置入电路板内部带来的好处并不仅仅是俭约了电路板外观的空间。电路板外观焊接点将产生电感量。嵌入的方式消释了焊接点，因此也就裁减了引入的电感量，从而降低了电源系统的阻抗。因此，嵌入式电阻和电容俭约了名贵的电路板外观空间，缩小了电路板尺寸并裁减了其重量和厚度。同时由于消释了焊接点，稳当性也得到了提高(焊接点是电路板上最轻易引入故障的片面)。无源器件的嵌入将减短导线的长度并且允许更紧
3、凑的器件布局，因而提高电气性能。 平面电容 通常使用嵌入式电容的方法包括一种叫做分布式电容或平面电容的概念。在铜层的根基上压上分外薄的绝缘层。一般以电源层/地层的形式成对展现。分外薄的绝缘层使电源层与地层之间的距离分外小。这样的电容量也可以通过传统的金属化孔实现。图1表示了一个传统的电路板通过使用嵌入式电容技术重新设计的对比。根本上来说，这样的方法在电路板上建立了一个大的平行的板极电容。 得到的电容量的大小取决于绝缘层的厚度和介电常数，同时还与电路板的尺寸有关系。 C=ADkK/t 其中 C =全部的电容量 A =面积 Dk =介电常数 K 是常数 T =厚度 唯一的真正商用的嵌入式产品是BC
4、 2000(Sanmina-SCI 公司)。其电容量很低，大约为0.5nF/in2，可以作为很好的滤波电容被应用。板极电容在高频处境下更加适用，由于在高频时，传统的分立电容的电感量将显著增加(见图2)。 一些公司也在开发新的具有更高电容量的产品。其中有些是分布式电容型的，另外一些是分立嵌入式的。DuPont 和 3M正在开发分布式电容产品，通过在绝缘层中填充钛酸钡(一种具有高介电常数的材料)来获得更高的电容量。3M公司的产品C-Ply使用了一种环氧的粘合剂，而DuPont的产品HiK那么使用了一种聚酰亚胺的粘合剂。 分立的嵌入式电容器的制作方法是通过在金属层(通常是在一块方形的蚀刻过的铜箔)上
5、印制高介电常数的电容粘剂，经过高温硬化处理后，在上面印制或电镀另一金属层。此外还有一种别致的做法DuPont公司在铜箔上需要的位置，按照需要的尺寸印制电容材料并举行高温燃烧。然后将其层压并蚀刻掉多余的铜箔。由于该电介质的介电常数分外高(1000+)，其电容可达成180nF/in2。Shipley公司的产品的介电常数那么更高。这样的一些新材料及其特性见表1。不是全体的这些材料都能被商用，但其中的一些在将来会被应用。 对一个测试电路分别在没有电容、分立的退耦电容和几种不同材料制成的分布式电容的处境下，对其电源总线噪声举行测试，其结果见图3。可以留神到，分立的电容在频率上升到5G时失去其作用，而嵌入
6、式电容依旧起作用。 Motorola公司的工程师那么使用一种好玩的方法来内置电容器。他们使用由包含钛酸钡的环氧树脂材料制成“Mezzanine”电容器，该材料被涂在电路板上，经过光线照射后分立的电容器就被制作完成了。感光底层的本金增加，但电容的安装本金降低了，所以总的来说最终模块的本金将降低了12%到14%。嵌入式电阻器也采用了这种方法。 经过提升的设计尺寸更小，重量更轻，同时与使用表贴元件相比其所占面积裁减43%。制作嵌入式无源器件电路的技术被授权给三家PCB制造商：AT&S、Wus Circuits和Ibiden。Motorola已经制造了数以百万计的使用了嵌入式无源器件的GSM模块。 嵌
7、入式电阻器 有两种方法制作嵌入式电阻器。Ohmega-Ply已经存在大约有二十年了。它是双金属层布局铜层与一个薄的镍合金层构成了电阻器元素，它们形成层状的相对于底层的电阻器。然后通过对铜和镍的蚀刻，形成具有铜端子的各种镍电阻。这些电阻器被层压至电路板的内层中。 Ohmega-Ply的电阻范围只能在25250ohm/square，但将其设计成蜿蜒样式(高长宽比)可获得更高的电阻值。该技术已经被应用于通讯设备中，例如卫星、基站、医疗电子设备、航空电子设备和电脑设备。和嵌入式电容一样，嵌入式电阻也可以俭约空间、裁减重量和尺寸。同时也可以提升电子性能。举例如图4，该探针卡有超过100个电阻，有6种不同电阻值。可以留神到这些电阻被直接放置在元件管脚的下方以裁减信号至电阻的通路长度。图5显示了一个照相电路，其中的电阻形成了一个可变电阻器。值得留神的是每一个电阻的阻值是渐变的，其精度经激光校正可达+/-1%。 其次种制造嵌入式电阻的方法是使用电阻粘剂。它是掺杂有传导性碳或石墨的树脂，以此为填充剂，丝网印刷至指定处，经过处理后层压入电路板内部。电阻由金属化孔或微过孔连接至元件。使用电阻粘剂的技术已经存在了多年，一向受限于其较高的公差和较差的环境特性而未被投入消费应用。新一代的产品已经被开发出来并且具有更好的特性，正在逐步被应用于更多的成熟应用中。 6
