Gids voor PCB's en IoT

Spring naar: Wat is IoT | PCB-toepassingen aangedreven door IoT | De IoT-mogelijkheid voor Flex- en HDI-PCB's | PCB-ontwerpvereisten voor het internet der dingen | De toekomst van PCB-ontwerp voor het IoT | Word een marktleider met MCL

Met bijnamen als 'de vierde industriële revolutie' of 'de infrastructuur van de informatiemaatschappij' is het internet der dingen, of IoT, uitgegroeid tot de belangrijkste beweging sinds de geboorte van de dotcom. De effecten van het internet der dingen zijn diep verweven geraakt in het raamwerk van technologie en het dagelijks leven.

Wat veel consumenten zich misschien niet realiseren, is dat PCB's van het Internet of Things een voortrekkersrol spelen bij de infiltratie van het IoT in de alledaagse technologie en dat het IoT eveneens een integrale rol speelt in een verschuiving in het ontwerp en de fabricage van PCB's. Naarmate de vraag naar meer IoT-apparaten stijgt, wordt het begrijpen van de onderlinge verbindingen tussen IoT en Flex- en HDI-PCB's steeds belangrijker voor PCB-ontwerpers.

Wat is IoT?

Het internet der dingen is de cross-over tussen de fysieke en de digitale wereld die tot stand is gebracht door de creatie van andere apparaten dan pc's die verbinding maken met IP-netwerken. Smartphones zijn misschien wel het meest prominente voorbeeld van IoT, maar meer recentelijk bewijzen de ontwikkeling van apps voor het besturen van huishoudelijke apparaten en hulpprogramma's of de introductie van draagbare technologie en voertuigen met toegankelijkheid van gegevens dat het potentieel van IoT onbegrensd is.

Consumentenelektronica is misschien de eerste innovatie die in je opkomt, maar de productie-, transport- en gezondheidszorgindustrieën zijn zelfs de baas over persoonlijke auto's en elektronica als ze de IoT-revolutie beheersen. Als zodanig hebben deze grootschalige industrieën een innovatief PCB-ontwerp nodig dat flexibiliteit en snelle connectiviteit biedt om processen op wereldwijde schaal te stroomlijnen.

PCB-applicaties aangedreven door IoT

PCB's spelen een centrale rol bij het mogelijk maken van elektronische apparaten om IoT-mogelijkheden te bieden die te vinden zijn in slimme thuistoepassingen of mobiele schermen in autodashboards, maar IoT beïnvloedt ook het ontwerp en de toepassingen van PCB's om te voldoen aan de stijgende vraag naar nieuwe methoden om internet te gebruiken, waaronder:

• Sensoren en camera's in auto's en nutsvoorzieningen voor meer efficiëntie, gemak en veiligheid.
• Fitness-trackers waarvan de gegevens op afstand kunnen worden geanalyseerd.
• Glansveranderende gloeilampen die aangepaste stemmingen creëren voor verschillende kamers, te beheren vanaf tablets of zelfs kleinere slimme apparaten.
• Rasterlay-outs in winkelcentra of pretparken die de routes van de consument volgen om op maat gemaakte verkoopmogelijkheden te bieden voor zowel winkeliers als klanten.

PCB's maken het mogelijk om bijna elk nieuw idee mogelijk te maken, of het nu gaat om het bewaken van de aankomsttijden en onderhoud van treinen om betrouwbare transportschema's te creëren of het volgen van realtime verkeer via satelliet voor geoptimaliseerde persoonlijke GPS-navigatie door autodashboards. In medische apparaten en wearables zou het IoT lang niet zo haalbaar zijn als het nu is, noch zou de toekomst van het is net zo veelbelovend.

De IoT-mogelijkheid voor Flex- en HDI-printplaten

Voorbij zijn de dagen dat de vorm en grootte van de computer afhing van de structuur van de noodzakelijke interne componenten. Nu draait het in de industrie allemaal om het creëren van een optimaal IoT-product dat op dezelfde manier functioneert, ongeacht welke vorm het aanneemt. Het is cruciaal geworden om de interne circuits opnieuw uit te vinden om deze verandering in methodologie weer te geven.

Voor de functionaliteit en duurzaamheid van nieuwe vormaspecten loopt geprinte elektronica voorop bij het mogelijk maken van geavanceerde fabricage. Flex PCB's en high-density interconnect (HDI) PCB's bieden de ontwerpvrijheid, voldoen aan hoge vermogenseisen in steeds krapper wordende printplaatruimten, zijn geschikt voor ruwe omgevingen en constante apparaatspanning, en bieden een hoge kopertreksterkte.

Flex printplaten en IoT-voordelen

De introductie van flexibele PCB's vermindert de ontwerpbeperkingen die u mogelijk tegenkomt bij stijvere, traditionele PCB's aanzienlijk. Niet alleen maakt een flexibele bordstructuur plaats voor een revolutie in de vormen en vormen die onze elektronica kan aannemen, maar dankzij de gunstige eigenschappen van flexibele PCB's kunnen ook kosten en fouten worden verminderd. Enkele van de beste eigenschappen van flex-PCB's die ze geschikt maken voor op IoT gerichte ontwerpen zijn:

• Kleinere maat: Het grootste deel van stijve PCB's beperkt de ontwerpvrijheid, maar heeft ook de neiging om meer ruimte in het product in beslag te nemen. Door een lager volume in te nemen, zorgen flexibele PCB's ervoor dat componenten zoals microfoons, satellieten en batterijen allemaal in een klein pakket passen zonder de prestatiemogelijkheden te verstoren. Dunne onderdelen maken het ook mogelijk flexibele PCB's te ondersteunen om dichtere circuits te ondersteunen.
• Lichter gewicht: Met de lagere ruimtebezetting komt ook een gewichtsbesparing tot 95 procent. De optie voor lichtgewicht interne componenten maakt IoT-apparaten veel veelzijdiger voor allerlei soorten gebruik en omgevingen, zoals delicate chirurgische apparatuur of draagbare hoortoestellen.
• Grotere weerstand: Flex PCB-materialen bieden een verbeterde duurzaamheid, waardoor ze beter bestand zijn tegen stress veroorzaakt door stoten of trillingen. In industriële omgevingen waar het gebruik van IoT-PCB's toeneemt, kunnen flex-PCB's bestand zijn tegen zwaardere omstandigheden. Evenzo kunnen flexibele PCB's met apparaten zoals fitnesstrackers fouten weerstaan ​​die worden veroorzaakt door regelmatige beweging, lichaamswarmte of vochtigheid.
• Duidere bedradingsroutes: Flex-printplaten vereenvoudigen de bedradingsmethoden door het wegvallen van mechanische connectoren. Als je je bijvoorbeeld voorstelt hoe de complexiteit van de mechanica onder de motorkap van een auto kan worden verbeterd voor IoT-functies, wordt deze vereenvoudigde bedrading een waardevolle troef.

De flexibele materialen die flex-PCB's als circuitconnectoren gebruiken, openen een wereld aan mogelijkheden voor mobiele apparaten en beweegbare onderdelen, waardoor ze een ongelooflijk hulpmiddel zijn voor een breed scala aan IoT-inspanningen. Als er nieuwigheden op het gebied van flexibele printplaten in het verschiet liggen voor u en uw bedrijf, neem dan contact op met MCL voor antwoorden over de beste flexibele PCB-materialen voor uw branche en productieoffertes.

Om kleinere ruimtes mogelijk te maken die mogelijk worden gemaakt door flexibele PCB's, zijn HDI-PCB's hier om de hoogste kaartdichtheid te bieden voor optimale circuitprestaties.

High-Density Interconnect PCB's en IoT-voordelen

Als koploper voor de ontwerpen in kleine verpakkingen die we tegenwoordig in persoonlijke elektronica zien, zijn high-density interconnect (HDI) PCB's een onmisbaar hulpmiddel. Zowel ontwerpers als fabrikanten moeten rekening houden met de voordelen van deze boards, inclusief hun snelheid en betrouwbaarheid, wanneer ze het grote geheel van het IoT rechtstreeks onder ogen zien. Enkele van de meest optimale aspecten van HDI-PCB's in het licht van IoT zijn:

• Gereduceerd formaat en gewicht. HDI-printplaten staan ​​bekend om hun dichte plaatsing van componenten. Ze worden gekenmerkt door kleinere spoorbreedtes en superieure bedradingsdichtheid, dankzij gestapelde microvia's en andere functies die helpen om bordruimte te besparen. Kleinere borden betekenen een groter aantal toepassingen, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik met de steeds veranderende strategieën van het IoT.
• Schonere circuitroute. HDI-kaarten bieden veelzijdige routeringsopties dankzij blinde of begraven via's en microvia's die dichte delen van het circuit gladstrijken. Bovendien kunnen ontwerpers doorgaande gaten vervangen door microvia's, wat, samen met de kortere afstanden tussen componenten, de signaalintegriteit verbetert. Topprestaties in kleine ruimtes maken HDI-printplaten cruciaal voor IoT-optimalisatie.
• Verbeterde kosteneffectiviteit. Hogere energie-efficiëntie en een verminderde behoefte aan gelaagdheid leiden tot een product dat kosteneffectiever is om zowel te implementeren als te produceren. Het kleinere formaat maakt het ook mogelijk om minder materialen te gebruiken om een ​​functioneel bord te creëren.

Het meest voorkomende gebruik voor HDI-kaarten was het voordeel van hun miniatuurformaatvoordelen en de betrouwbaarheid die ze bieden voor het maken van slimme IoT-apparaten. De dichtheid van hun circuits kan betekenen dat u uw HDI-printplaten alleen aan een zeer ervaren leverancier wilt toevertrouwen vanwege de noodzaak van extra delicate zorg bij de vervaardiging ervan.

Wat uw gebruik voor interconnectie-PCB's met hoge dichtheid ook is, u kunt meer te weten komen over de snelle offerteservices van MCL om de printplaten te vinden die aan uw behoeften voldoen.

IoT-potentieel van het combineren van Flex- en HDI-methoden

Marktleiders richten zich op het combineren van flex- en HDI-strategieën om de meest efficiënte en aantrekkelijke ontwerpen te creëren. Enkele van de voordelen van deze methoden zijn een hoge kopertreksterkte, het creëren van elektronica die geschikt is voor ruwe omgevingen, een verbeterde signaalkwaliteit en een vermindering van thermische stress.

IoT vereist de mogelijkheid om kleinere apparaten aan te passen aan verschillende toepassingen, dus de vrijheid van grootte van zowel flex- als HDI-PCB's is essentieel. Denk er bij het configureren van de beste PCB voor uw volgende IoT-ontwerp aan om het scala aan IoT PCB-ontwerpvereisten op te frissen om de beste prestaties te garanderen.

PCB-ontwerpvereisten voor het internet der dingen

IoT dwingt ontwerpers om vragen te stellen waar ze nog nooit mee te maken hebben gehad. In plaats van na te denken over hoe consumenten omgaan met elektronica, wordt het steeds meer standaard om te evalueren hoe ze omgaan met traditioneel technologieloze items. Op deze manier veranderen de benaderingen van PCB-ontwerp en met de toenemende vraag naar huishoudelijke producten om IoT-apparaten te worden, is het belang om betrouwbaarheid en montagefouten te minimaliseren belangrijker dan ooit.

De veranderingen in het IoT PCB-ontwerpproces

Het proces van het maken van IoT-geoptimaliseerde producten begint met het evalueren van nieuwe vormmogelijkheden en van daaruit overgaand naar de fasen van het kiezen van PCB-materialen en lay-outs. Tijdens de hele productontwerpstroom moet rekening worden gehouden met de vereisten voor assemblage tot een voltooid product.

Een van de meest irritante aspecten van IoT is de cross-over tussen het mechanische en het elektronische, tussen het product zelf en zijn PCB-vorm. Samenwerking tussen PCB-ontwerpers, mechanische ontwerpers en elektrotechnici gedurende het hele ontwerpproces wordt een veel relevanter onderwerp, dat afwijkt van eerdere procedures voor het emuleren van assemblagelijnen.

IoT PCB-ontwerptips en -aanbevelingen

Bij het ontwerpen van een PCB die ideaal is voor IoT, vindt u een paar belangrijke ontwerpgebieden waar u speciale aandacht aan moet besteden. Hier zijn enkele van deze gebieden, samen met tips om uw PCB zo foutloos mogelijk te maken voor IoT-gebruik:

• Maatvereisten. Kleine apparaten worden alleen maar kleiner. PCB-ontwerpers hebben geen extra printlay-outruimte meer bij hun strategische plaatsing van tracks, via's en componenten. Goede functionaliteit en flexibiliteit in kleine ruimtes worden nu alleen mogelijk gemaakt door HDI en rigid-flex boards. En met deze kleinere vormen is het belangrijker dan ooit om ervoor te zorgen dat alle IoT-productontwerpers vanaf het begin van de ontwerpfase op dezelfde lijn zitten.
• Productaanpassing. Naast de grootte van uw PCB, wilt u ook voldoende virtuele prototyping doen om ervoor te zorgen dat u de vorm van uw ontwerp gemakkelijk kunt opnemen in de IoT-vorm waarvoor het bedoeld is. Circuits in IoT moeten vaak om niet-traditionele materialen passen voor de beste functionaliteit, en het kan zijn dat u in uw ontwerpen kiest voor een gaas- of plastic onderdeel dat u niet had verwacht.
• Aanpassen aan het menselijk lichaam. Een andere reeks eigenschappen die grondige simulatietests vereisen om te optimaliseren, zijn de mechanica die kan worden beïnvloed door de menselijke lichaamstemperatuur, vocht en constante beweging. Uiteraard alleen als het beoogde IoT-eindproduct draagbaar is of in contact komt met de menselijke huid. Let goed op thermische effecten en streef naar een ontwerp dat voldoende koeling mogelijk maakt wanneer dat nodig is.
• Stroomverbruik. IoT vereist een focus op een langere levensduur van de batterij en stroomintegriteit waar mogelijk, aangezien deze apparaten constant in communicatie zijn met hun netwerken. Het energieverbruik moet binnen een strikt budget worden gehouden binnen de afzonderlijke circuitblokken op uw PCB om het product als geheel binnen een geschikt stroomverbruikbereik te houden. De sleutel is om het energieverbruik nauwkeurig te plannen en uw plannen op te volgen met grondige tests van de verschillende taakcycli van uw PCB, inclusief de verzend- en stand-bystatus.

• Betrouwbaarheidsnormen. De industrienormen voor de betrouwbaarheid van elektronische apparaten worden voortdurend verbeterd. Flexibele printplaten hebben bijvoorbeeld verschillende "do's en dont's" om ervoor te zorgen dat ze betrouwbaar genoeg zijn om niet te barsten te midden van veranderende spanningen en omgevingen. Consumenten willen er zeker van zijn dat hun apparaten operationeel zijn en gedurende lange tijd accuraat blijven. Met de druk die ontwerpers voelen om producten te maken die bestand zijn tegen een groot aantal potentiële omstandigheden, wenden velen zich tot simulatiesoftware om hun ontwerpen te testen.
• Draadloze connectiviteit. Het internet staat in de naam van IoT en toegang hebben is een kernvereiste voor elke IoT-PCB. Om gegevens over de omgeving te verzamelen en te verzenden, moeten de juiste draadloze modules en RF-circuitcomponenten worden geïnstalleerd. Houd bij het kiezen van de juiste onderdelen rekening met het stroomverbruik, het netwerkbereik en de snelheden, en eventuele beveiligingsbehoeften.

Met goede communicatie met andere ontwerpers van het product en zorgvuldige tests, kunt u veel tijd in de loopgraven doorbrengen voordat u uw ontwerp voltooit. Met de hoge eisen aan IoT en hun essentiële functies, zult u er echter geen spijt van krijgen om de duurzaamheid en betrouwbaarheid van uw PCB's in verschillende veranderende omstandigheden te garanderen.

De toekomst van PCB-ontwerp voor het IoT

Er zijn vragen over de vraag of PCB-ontwerp voor IoT meer geïndividualiseerd of meer gestandaardiseerd zal worden met de groei en uitbreiding van de industrie. Hoewel elk IoT-apparaat zijn unieke kenmerken heeft, zijn er gemeenschappelijke vereisten die wijzen op een wellicht sterkere trend om steeds weer dezelfde ontwerpprotocollen te mixen en matchen.

IoT biedt de PCB-industrie een groot aantal nieuwe uitdagingen en inspanningen, en op dit moment zien we pas het begin van hoe de twee met elkaar zullen blijven samenwerken, waardoor de lijnen tussen elektrisch en mechanisch vervagen en in de loop van de tijd nog kleinere, goed presterende minicomputers worden gecreëerd. Er wordt voorspeld dat de vraag zal blijven stijgen, en deze apparaten kunnen ons leiden naar een onbepaalde toekomst van met technologie gevulde kracht en innovatie.

Wees een marktleider met MCL

Bij Millennium Circuits Limited streven we ernaar om elke keer de beste PCB's te printen en onze klanten te helpen hun potentieel te bereiken. Van het uitbreiden van het bereik van IoT door het leveren van flexibele PCB's van topkwaliteit tot het bieden van de hoogste prestaties met onze HDI-kaarten, u kunt er altijd op vertrouwen dat we ons beste beentje voorzetten voor u.

Vertrouw op ons klantenserviceteam om toonaangevende opties te bieden om u te helpen boven uw concurrenten uit te stijgen, verwachtingen te overtreffen en dit allemaal te doen binnen uw budget. Neem vandaag nog contact met ons op om aan uw volgende voor IoT geoptimaliseerde project te beginnen.