如果你曾經拆卸過電子設備,一定看見過里面有塊綠色的長方形小平板,上面有著密密麻麻的線路連接。這就是大名鼎鼎的PCB (Printed Circuit Board),中文名印制電路板。由于采用電子印刷術制作而成,所以被稱為“印刷”電路板。
PCB幾乎能提供所有電子產品的機械支持和電氣連接。其最大的優勢在于能保證電子產品的質量,且提高勞動生產率。當電子設備采用PCB后,可以避免人工接線導致的差錯,并實現電子元器件自動插裝或貼裝等,極大地省下了人力。
跟據IPC最新發布的《2014年全球PCB生產報告》估測,2014年全球PCB產值達到602億美元,市場一片光明。可你是否想過,或許有一天PCB會壽終正寢,走向終結?
意想不到的技術發展往往能夠改變世界的進程,并迅速占據統治地位,不少人將這種現象稱為“技術的黑天鵝”,比如晶體管和互聯網,比如只需要幾百塊錢就可以擁有自己的機械原型實驗室的3D 打印。
TEConnectivity副總裁兼首席技術官Phil Gilchrist認為,下一個被“技術黑天鵝”現象顛覆的領域,很可能就是當前仍大紅大紫的PCB領域。
不可否認,PCB確實優勢顯著,不過其也存在諸多弊端。由于PCB只是一小塊扁平硬板,首先設計上被限制,信號與線路的連接設計必須采用共面設計,很難與其他元件協作,這給設計師帶來了不小的麻煩;其次,輸送信號的能力有限,隨著距離的增大,信號勢必迅速衰減;第三,在大型電氣設備中,PCB形成了一面“墻壁”,氣流遇到 PCB板后被阻擋并返回,嚴重影響了設備的散熱與冷卻,更別提用液體為設備降溫了;第四,由于材料所限,高溫情況下,PCB 很容易發生翹曲,導致損壞,一旦損壞就必須全部取出,維修成本高。
因此,Phil Gilchrist預測,供電和數據線纜架構的崛起,可能會威脅到PCB多年的穩定地位。
與PCB 必須采用共面結構不同,線纜的架構則可在任一方向與電子元件連接,線纜可使電源和數據連接器正好接入需要它們的位置。并且由于去除了PCB帶來的信號傳輸能力限制,大大增加連接器之間的互連距離,其中無源線纜使得互連長度延長了至少四倍,而有源光纜則達到了數公里。另外通過線纜的連接,電子設備的造型將不受PCB設計的局限,物理結構可以被大大縮減或者完全重新設計,這也極大地改變了在我們日常生活中認為是正常的一些事物,例如可穿戴設備,智能設備及便攜式設備等。
再者,線纜架構不會像PCB那樣形成一面“墻壁”。無論是空氣還是液體,都可以自由地流經整個設備,從而加速設備的冷卻,減少對環境的熱影響。此外,線纜通常也比PCB更耐用。線纜能在高溫惡劣環境中依舊保持極佳的信號性能。即使出現問題,用戶也只需拔掉一個元件,然后用新的替換它就行了。
那么,線纜真的能在未來趕超PCB,終結PCB的輝煌時代嗎?
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