大业四年正月,乙巳,诏发河北诸军百徐万穿永济渠,引沁水南达于河,北通涿郡。丁男不供,始役妇人。 - 《资治通鉴·隋纪》
炀帝开凿大运河耗财劳民、民怨四起。沉重的徭役负担(男丁不足,妇女都被征发),死亡事故频发,是隋朝灭亡的重要原因。种柳开河为胜游,不语青山对水流,炀帝的动机中也夹杂了个人享乐的成分,建成后更是多次巡幸江都(今扬州),奢靡无度、天下动荡。
但从长远来看,利弊并存,大运河对中国的经济发展、文化传播和民族融合都产生了深远影响。大运河南起余杭,中经江都、洛阳,北至涿郡,沟通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系,贯穿今浙江、江苏、安徽、河南、山东、河北六省及京津之地,可谓是黄金要道、中华文明的动脉。
一条河能贯穿王朝命脉,一根铜线同样能连接千万信号,它们在本质上都是连通的作用。在手机产品开发领域,有任意阶PCB板,广泛为苹果公司采用,其各层联通性非常好,与大运河势镇燕赵、笼络江南,贯通南北的特性相似,下面试着为诸君讲述下,当然这并不是啥新鲜技术了。
背景
Apple执智能手机技术发展的牛耳,威名赫赫,风头无两,但苹果具有领先特质的技术在哪里?光学模块?平台芯片?MEMS?
实际在PCB领域,这种用户看不见的地方,苹果同样展现着宏大野心与极致的追求,也一直由它引领潮流。相比于那些擅长对标苹果、营造营销噱头的厂商,不可相提并论、同日而语。
苹果的任意阶PCB技术带来了电子产品高密度、小型化、高性能和高可靠性的设计。

从苹果历代手机的发展可以看出,苹果永不满足于现有工艺,持续追求更极致的空间利用、更精密的制造工艺、更高效的信号传输和更高度的系统集成。

任意阶PCB原理
任意,有种土豪任性的意思,要理解苹果的任性,得先搞懂HDI PCB的“阶”是什么意思。
在HDI PCB中,阶数指的是激光孔,这种微小、不贯穿全部层、在垂直方向上依次堆叠的次数,以10层HDI PCB板为例:
- 1阶HDI,激光孔只能连接相邻的两层(L1->L2、L9->L10);
- 2阶HDI,激光孔分两步连接相邻的三层(L1->L2->L3、L8->L9->L10)。
- 而任意阶(Any Layer)HDI,核心在于“任意”二字,这意味着任何两层之间,都可以通过激光所打的孔直接进行连接,无需考虑它们是否相邻,就像坐电梯一样,可以停靠在任意一层,示意图如下图。

当前苹果手机所使用的任意阶PCB,有10层的,也有12层的,厚度在0.65~0.8+/-10%mm,X-via工艺。
X-via工艺,其实就是每层的via进行双面激光灼烧。想象下激光在每层板上烧蚀微孔,由于激光能量自上而下衰减的原因,故孔的形貌在微观上像X字母。

任意阶PCB的制造
任意阶PCB的制造绝非一次性压合所有层那么简单,而是一种逐层构建、层叠生长的逻辑。
不是一次性压合所有层再钻孔,而是采用多次压合的序列工艺。先制作最核心的两层,即在上面用激光钻孔并进行电镀填平;在填平的孔上压合下一层半固化片(Prepreg)和铜箔,然后再次进行激光钻孔和电镀填孔。这个过程一遍遍重复,直到所有层都构建完毕。
- 激光钻孔,Laser Drilling,相比于机械钻孔,激光可以钻出极其微小(通常直径<100μm)的孔,精度和一致性都很好。
- 电镀填孔,Capacitive Plating Filling,激光钻出的孔不是简单镀铜形成孔壁,而是要用铜将其完全填平,形成一个铜柱。这样,该层的表面就变得完全平坦,才能为下一层压合和在上面进行布线提供完美的基底。
但缺点是,整个过程,任何瑕疵都可能导致这个精密件的崩塌。
总结
隋炀帝开凿运河,主观上或许有龙舟巡幸的私欲,但客观上却成就了贯通南北、福泽后世的千年工程。
同样,苹果在PCB上,或许最初只是为了在竞争中构筑一道技术护城河,但潜移默化地推动了电子产业向更高密度、更小型化、更高性能的方向迈进。
反观某些国产厂商,为了极致的降本增效,喜欢把残次料用在性价比机型上。表现在PCB端,高端机型用高阶的板子,而性价比机型用低阶的板子。低阶板子搭配高通先进平台,在宣传上仍可鼓吹造势,因为用户不会关注PCB。殊不知低阶PCB的走线极为艰难和别扭,意想不到的小毛病也多,产品的性能实现大打折扣。