我们今天继续分享一系列高颜值的印刷电路板(PCB)实物图。这些板子来自消费电子、工业电源、网络设备等多个领域,不仅体现了精密的设计,也蕴含着独特的技术美学。
十三 RAV4车机拆解
这是一块来自丰田RAV4荣放车型的车载信息娱乐系统(车机)的主板。从实物可以看到,这是一块设计紧凑的绿色PCB,采用沉金工艺,板上的电子元件布局疏密有致,黑色的芯片、贴片电容电阻排列整齐。
一个显著的特点是,该设计大量采用了日本芯片企业的产品,物料选型上体现了明显的本土供应链倾向。板上一个芯片的外围电路特写显示,其去耦电容、滤波网络的布置非常规整。从板子背面观察,其过孔采用了漏铜工艺,没有进行塞孔处理。
十四 村田服务器电源模块
这是一款村田制作所(Murata)生产的服务器用高功率电源模块,型号为RBQ-9.8/50-L54NBL2R-CIS2。模块的输入电压范围是48-60V,输出为9.8V/50A,即输出功率高达490W。从俯视图看,该模块由四块绿色的电路板并排组成,每块板上都密布着黑色的功率芯片、金色的连接器以及各种小型被动元件。
模块的侧面运用了包金边工艺。其内部采用了先进的平板变压器技术,变压器的绕组是通过多层PCB板内部的走线层实现的。从金边剖面可以清晰分辨出,这是一块多达14层的PCB,总厚度为3.8mm。更值得注意的是,每一层铜箔的厚度都超过了中间的绝缘层。假设铜层与绝缘层厚度相等,计算下来单层铜厚约为0.14mm,这相当于4盎司(4oz)的铜厚,远高于常规PCB的1oz或2oz设计,目的是为了承载大电流。在显微镜下观察其内层铜皮,可以清晰看到厚重的铜层走线。
十五 八年前的华为手环PCB
这块来自八年前华为手环的PCB,展现了当时消费电子设备小型化、高集成度的设计水平。板子呈绿色,布板密度非常高,上面挤满了各种微小的贴片元件。
板上一颗标有“F411CE6”字样的芯片格外引人注目,这是意法半导体(ST)的STM32F411CEY6微控制器。值得一提的是,它采用了WLCSP(晶圆级芯片尺寸封装)形式,尺寸仅为3x3.2mm,非常迷你。主板与振动马达之间的连接没有使用传统的导线,而是采用了更可靠的FPC(柔性印刷电路)软排线进行连接。翻到板子背面,在金属屏蔽罩下方是一颗蓝牙音频SoC芯片——CSR8670CG,负责手环的无线通信功能。
十六 日本Nidec无刷吸尘器风机驱动板
这块板子来自一个日本电产(Nidec)的无刷吸尘器风机,是一个BLDC(无刷直流)电机驱动板。板子呈圆形,元件布局围绕中心电机轴孔展开,设计颇具工业美感。
板上的核心是一颗ST(意法半导体)的集成MCU的BLDC电机驱动芯片,属于STSPIN32F0系列。驱动电机的六颗MOS管型号为P60B6SN。在板子边缘的霍尔信号检测点附近,还有一颗NJM2901CG芯片,这是一颗单电源供电的四通道比较器。板子背面最显眼的是两颗120uF的固态电容,并且使用了胶水进行加固。用于母线电流采样的四颗0612封装电阻采用并联方式,以减小寄生电感和提高电流承载能力。
十七 8年前的荣耀路由器WS851
这是一台八年前的荣耀路由器WS851的内部结构。它采用了一种独特的两层板堆叠设计,两块绿色的PCB通过一个带有卡扣的白色塑料支架分隔并固定在一起。
路由器的主板集成了丰富的接口和元件。其射频部分电路清晰可见,采用了RTL8192ER和RTL8192C等Wi-Fi芯片。SoC(系统级芯片)则来自海思(Hisilicon),是一款双核1GHz的处理器,采用了LQFP-256封装,这种封装在当时的网络/系统设备中较为常见。
十八 联想无线扩展坞
这是一款联想ThinkPlus无线扩展坞的内部。扩展坞接口丰富,包括一个以太网口、一个DP口、一个HDMI口、五个USB口(其中三个为USB 3.0)以及一个耳机接口。内部主要由两块电路板构成。
主板上可以看到无线模块。从主板引出的两根同轴线缆连接到另一块独立的“天线板”上。这块天线板的材质并非普通的FR-4玻璃纤维板,而是用于高频电路的特殊板材。天线板正面的屏蔽罩下集成了完整的802.11ad WiGig无线网卡模块,该模块由英特尔(Intel)提供,支持极高速度的无线数据传输。
以上便是本次分享的几款颇具代表性的PCB。它们不仅是功能的载体,其布局、工艺、堆叠结构也体现了硬件工程师在基础 & 综合设计上的巧思与追求。在云栈社区,我们持续关注和分享这些融合了技术与美学的硬件设计。
参考资料
[1] 一些极致优美的PCB(三), 微信公众号:mp.weixin.qq.com/s/p7UFTI60761N-lWjzbsjaw
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