回顾21世纪20年代PCB技术的主要趋势

这是多么辉煌的十年啊。我们在回顾2020年的时候，不能不看到全球大流行在后视镜、侧视图和挡风玻璃外向前发展。云计算的诞生恰逢其时。尽管社交媒体存在种种弊端，但随着我们填补社交距离造成的真空，它在我们的集体生活中占据了更大的比重。

由于FAANG公司从未停止建设服务器群和提供内容，媒体消费上升了。服务器板的PCB设计周期长，没有休息的时间才能成功操作。低功耗处理器可以省钱，而最低功耗的处理器是移动处理器。新的芯片有更好的配置，我们从一个更小的节点开始。我们在倒数纳米数。

芯片将继续缩小。大胆的预测是吗?它们的效率部分在于它们的体积小。对更小尺寸的要求使电路板设计人员承担了责任。我们确实从朋友那里得到了一些帮助。更细间距的集成电路是由极小的分立器件支撑的。村田宣布了一种新的电容封装尺寸，槽位低于几乎看不见的01005封装类型。围绕着0.25毫米x 0.125毫米的MLCC电容器。

图片来源:村田-趋势是明确无误的，所有部分都在消失。

与此同时，大公司有很多董事会设计师，他们通常不会对利用外部资源来度过相当于永久关键时刻的问题感到困扰。职位空缺几乎是一个给定的，因为他们填补了那些设计师打电话来的富有。请有钱人就像请病假，只不过你再也不会回来了。

如果没有汽车行业所谓的一级供应商，大型汽车制造商就无法做到这一点。对汽车制造商来说，这类公司是博世(Bosch)或大陆(Continental)等直接向工厂提供零部件的公司。然后是二级玩家的辅助系统，他们为一级列表提供所有内部无法完成的内容。

反过来，他们有三级供应商，这些供应商可能是比一级供应商更大的公司，但在供应链中处于更靠后的位置，是嵌入式组件或原材料供应商。这种情况在汽车以外的其他行业也同样存在。思科或英伟达可能会把设备卖给微软和亚马逊，同时向专门从事这些技术的初创公司采购线路卡和其他配件。

图片来源:作者-这种旧的衬底是下一代印刷电路板的模板。

在所有这一切中，做一个“小个子”可能是有回报的，但当你把自己的初创公司绑在一级企业(无论是大型网络设备供应商、国防承包商还是资金充足的电动汽车制造商)的外衣上时，就存在内在的风险。对于他们来说，查看他们的库存并告诉你他们本季度什么都不需要，这并不是不可能的。很好。我有一种感觉，来年与其说是饥荒，不如说是一场盛宴。小公司会继续被收购。

在消费者方面，游戏硬件正乘着5G和WiFi-6的浪潮创下销售纪录。家庭中未充分利用的空间正在被改造为办公室或家庭影院。这种代际转变会让我们暂时忙起来。似乎人们在增加新的智能家居设备的同时也想要整理。在孩子们返校后很长一段时间内，在家工作有望仍是我们大多数人的选择。

虽然供应链普遍放缓，但在一些地方，制造业能够更快地恢复生产。采购仍然是一个漫长的交货期和有限的选择的混乱。处理这种动态组件的情况是使PCB设计者忙碌的另一个因素。

改进的半加性法——迹几何的新视野

在制造方面，最显著的趋势是制造裸板的原材料价格上涨。如果我们不为轨迹宽度和间距设置新的阈值，就不会是一年。通过借鉴基材和集成电路的一些技术，一种被称为“改性半加性工艺”(mSAP)的加性方法具有迷人的可能性。

图片来源:电子设计-使用传统蚀刻工艺生成的痕迹轮廓

当我们考虑我们用来把人送上月球和建立互联网的传统蚀刻工艺时，化学工艺的局限性是显而易见的。线宽是一个比较模糊的东西。我们是测量底座，顶部，还是介于两者之间?当然，精确的线宽对特性阻抗有巨大的影响。其他因素是绝缘材料的介电常数和厚度公差。

当我们压缩到轨迹几何时，铜和介电的典型方差起着更大的作用。如果我们不能减少不同层之间的错误配准，那么在单个层上更加精确也不会有太大帮助。简而言之，缩小几何图形自然地缩小了对所有方面的差异的容忍度。

图片来源:电子设计-通过添加工艺可以获得更多的横截面。

添加剂PCB工艺是由柔性电路行业开创的，他们对薄介质材料有着较长的历史。这些材料需要特别窄的轨迹，因为地面非常近;通常距离痕迹层只有25微米(1密)。考虑到聚酰亚胺基材的典型介电常数，50欧姆的线宽将在接近1密尔的地方得到。

这是一个令人担忧的趋势。我们必须停下来思考，对于预期的边缘率，一条1mil的线是否足够。我们通常想要一个更宽的轨迹来抵消高速信号的皮肤效应。不需要太大的缺口就能破坏这些很薄的痕迹。良好的遮焊涂层将有助于痕迹粘附在基材上。

高密度互连成为主流

当涉及到高密度互连的硬质板，通过形成的激光是薄介质材料的驱动器。它归结为电镀激光烧蚀过程中留下的小草皮。直径与深度的关系或长宽比必须倾向于一个浅的通径。这推动了硬板行业追赶厚度在50微米以下的柔性技术。

图片来源:PCD&F杂志-不断缩小的几何图形是PCB设计的一个事实。使用mSAP技术将帮助我们保留宝贵的PCB空间。

把所有这些一起在一个刚性柔性PCB。组织在刚性和柔性桥上的布置，使传输线的长度在整个跨度的基础上尽可能短。我们必须调整我们的期望，因为我们将使用更少的层和更少的整体空间来执行更多的功能。

模拟将继续是一个长期的支柱，因为我们将推动数据速率的边界，同时管理移动或固定安装的功耗。尖端技术不再局限于智能手机。从个人经验来看，有游戏机，基于“增大化现实”技术/虚拟现实产品和我最喜欢的动作相机都采用了HDI布局。我们有理由期待未来会以许多我们尚未理解的形式出现。