Embedded PCBs: Compacte, Betrouwbare Systemen Voor Moderne Wearables Aandrijven

Er is een stijgende verkoop van embedded systemen door de hoge vraag naar kleinere, draagbare circuits. Daarnaast helpen embedded systemen om complexere toepassingen te creëren die standaard PCBs niet aan kunnen. Wat kan de kracht van een embedded systeem aan? Simpel! Een Embedded PCB. Deze borden gebruiken ingesloten componenten die de kans op verlies van signaalintegriteit verminderen.

Maar dat is nog niet alles. Er zijn veel andere dingen om te leren over embedded systemen en hoe ze werken.

Lees verder om meer te leren over de embedded PCB en enkele uitdagingen die embedded systemen beïnvloeden.

Wat zijn Ingesloten Componenten

Embedded PCB met Componenten

Voordat we springen naar wat ingesloten componenten zijn, laten we het concept van embedded systemen oppassen. Het hoofsidee achter embedded systemen is de grootte van printplaten te verkleinen terwijl hoge integriteit en prestaties behouden blijven.

Verder zijn embedded PCBs printplaten met componenten begraven in hun lagen. Ook helpen deze ingesloten componenten de prestaties van embedded systemen te verbeteren.

Er zijn veel manieren om ingesloten componenten te gebruiken. En de manier waarop u ze gebruikt beïnvloedt hun fabricageproces. Initieel waren PCB-fabricage en componentenplaatsing twee concepten die fabrikanten apart moesten hanteren.

Nu zijn de processen niet zo distinct. Daarom kunt u borden ontwerpen en fabriceren met ingesloten componenten. Bovendien zijn er twee manieren om ingesloten componenten toe te voegen.

• Eerst kunt u open holtes creëren om ingesloten componenten te plaatsen. Als resultaat zullen de componenten zichtbaar blijven op uw eindproduct.

• Tweedens, sluit u de componenten in een interne laag in. Als gevolg zullen de circuits verborgen blijven.

Laten we eens nader kijken naar de typen ingesloten componenten.

Let op: Ingesloten componenten hebben meestal twee categorieën – Actieve apparaten en passieve apparaten.

Ingesloten Weerstanden

Ingesloten weerstanden zijn passieve apparaten die de elektronische prestaties kunnen verbeteren. Ook verplaatst het component individuele apparaten van uw PCB's oppervlak. Daarom biedt het meer oppervlakteruimte voor andere componenten.

Echter, ingesloten weerstanden moeten specifieke tolerantie en vermogenswaarden hebben. Anders zullen ze verbranden of falen. Bovendien hebben deze apparaten geen soldeerverbindingen of SMT-via's nodig, wat de PCB-betrouwbaarheid en signalerouting verhoogt.

Ingesloten Spoel

Een ingesloten spoel is een component die energie opslaat en levert tijdens het balanceren van de stroomstroom van een circuit. Een standaard spoel is vrij complex om te maken, dus u moet ze inbedden om PCB-oppervlakteruimte te besparen.

Ingesloten Condensator

Ingesloten condensators zijn een beetje anders omdat ze koperbeklad laminaat gebruiken. Echter, deze laminaat elimineren de noodzaak om decoupleringscondensators op een PCB toe te voegen.

Ingesloten condensators zijn dunne dielectrische materialen gepositioneerd tussen twee koperlagen. Ook fungeren ze als decoupleringscondensators vanwege hun hoge capacitieve dichtheid.

Hoe Een PCB-Assemblage Te Ontwerpen Voor Een Embedded Systeem

PCB Assemblage

Het kan lastig zijn om PCBs voor embedded systemen te ontwerpen. Maar hier zijn enkele tips om u te helpen een geweldig embedded PCB-ontwerp te bouwen.

Definieer Uw Vereisten

Een van de grote vragen is: wat wilt u bereiken met uw PCB? Hiermee weet u de benodigde vereisten.

Ook is het cruciaal om te overwegen hoe uw PCB met andere gebieden van het embedded systeem zal interageren en de grootte ervan. Deze twee factoren zullen beïnvloeden hoe complex uw PCB tijdens assemblage zal zijn.

Bouw Uw Schema

PCB Schema

Na het instellen van uw vereisten, moet u ze vertalen naar specificaties voor uw schema. Een schema bouwen omvat het kiezen van een geschikte microcontroller en andere componenten voor het bord.

Dan kunt u een diagram maken dat laat zien waar de fabrikanten ze moeten plaatsen.

Microcontrollers zijn cruciaal voor embedded systemen. Daarom moet u sommige factoren overwegen voordat u een keuze maakt. Deze factoren omvatten de randapparatuur en verwerkingssnelheid.

De Juiste Automatiseringssoftware Kiezen

Ontwerp Automatisering Software

U hebt de juiste ontwerpautomatiseringsoftware nodig om de informatie van uw schema te plaatsen. Vervolgens zal de software alles combineren in een CAD-bestand om het assemblageproces van uw PCB te instrueren.

Een Fabricagemethode Selecteren

De vereisten die u eerder instelde, zullen de fabricagemethode bepalen die uw PCB nodig heeft. Enkele andere factoren die de fabricagemethode kunnen beïnvloeden, zijn tijdslijn en budget.

Het Testtype Bepalen

Ten slotte moet u een test voor uw PCB selecteren. Het is cruciaal voor het assemblageproces omdat het ervoor zorgt dat uw ontwerpen standaard zijn.

Bovendien moeten fabrikanten de functionaliteit van uw ontwerp testen voordat ze goedkeuring geven.

Let op: U kunt verschillende tests kiezen om ervoor te zorgen dat uw ontwerpen aan de standaardvereisten voldoen.

Het Assemblageproces Voor Component Ingesloten Printplaten

Gemonteerde PCB

Het gebruik van inbeddingstechnologie voor uw componenten omvat montagen. En er zijn twee typen die u kunt gebruiken: Through-hole en Solder pad montagetypes. Laten we eens nader kijken:

Through-Hole Montage

Twee processen zijn betrokken bij een through-hole montagemethode: Bare en chip montage. Voor bare montage gebruikt u geleidende lijm of plated through-hole opties. Ook biedt het chip montageproces vergelijkbare opties.

Solder Pad Montage

Als through-hole montage, omvat solder pad bare en chip montageprocessen. Maar dat is waar de overeenkomst eindigt. De bare methode in solder pad montage omvat het gebruik van flip-flop of draadmontageprocessen.

En u moet het proces kiezen dat u wilt gebruiken voordat u enige componenten in uw PCB inbedt. Maar de chip montagemethode omvat het aanwenden van een geleidende hars of golfsolderoptie.

Assemblageprocedure Voor Ingesloten Componenten In PCB

Het kiezen van een die-bondingproces is cruciaal bij het inbedden van bare die-componenten. Ook kunt u andere methoden toepassen zoals ultrasoon golfbonden en ESC (Epoxy Encapsulated Solder Connection) als uw componenten mold pakketten, PD's of WLCSP zijn.

Echter, als u AD-montage gebruikt, is het het beste om soldeer met geleidende hars of golfsolder te gebruiken. De assemblageprocedure voor ingesloten componenten met pads omvat:

1. Eerst moet u de verschillende ontwerp- en technologieprocedures kennen voordat u inbedt. Als resultaat krijgt u actieve apparaat haalbaarheid en SMD-inbedding. Terwijl u erbij bent, moet u aandacht besteden aan uw spoorontwerp.

2. Begin met het fabriceren van het dubbellaagse substraat voordat u de soldeerpasta-coating toevoegt als u werkt met een dubbellaagse PCB.

3. Ga naar de golfsoldering en IC-assemblage voor mid-stack-ups en isolatievulling. Ten slotte doet u een hete pers bij de bovenste laag stack-up.

Het assembleren van componenten in een holte is waar dingen lastig worden. En dat is omdat u problemen kunt tegenkomen die hoge soldeerholtegheid kunnen veroorzaken. Echter, u kunt de volgende workflow gebruiken om dergelijke problemen te vermijden, met name tijdens soldeerprinten of vacuüm-golfsoldertechnieken:

Workflow Proces

Factoren Die Embedded PCB-Ontwerp Beïnvloeden

Er zijn verschillende factoren die u moet overwegen voordat u een inbeddingssysteem bouwt. Ze omvatten:

PCB-grootte

Kleine en Grote PCB-grootte

PCB is een dominante factor die de structuur van uw ontwerpen beïnvloedt. De gekozen grootte moet overeenkomen met de componenten die u wilt gebruiken. Ook het selecteren van de juiste grootte zou correcte placeringen toelaten en oververhitting voorkomen.

Thermisch Beheer

Als u werkt met hoge-stroomtoepassingen, zullen er oververhittingsproblemen zijn. Maar u kunt de thermische dissipatie van uw bord verhogen door de spoordikte te verhogen of koper vlakken te creëren.

Componentenplaatsing

Bord Met Goed Geplaatste Componenten

Elk PCB-ontwerp vereist enkele componentenplaatsingsregels. Dus voor embedded PCBs is het het beste om het plaatsen van zwaardere componenten dicht bij de rand te vermijden. In plaats daarvan moeten dergelijke componenten op de PCB-zijden zijn.

Ook moet u niet vermogensapparaten in één gebied clusteren. In plaats daarvan verdeelt u ze gelijkmatig over uw bord om betere thermische dissipatie te krijgen.

Voordelen van Een Embedded PCB

Hier zijn enkele voordelen die u kunt genieten van een embedded PCB:

Verbeterde Warmteafvoering

Embedded systemen hebben uitstekende warmteafvoermogelijkheden en kunnen oververhittingsproblemen voorkomen.

Het Is Goedkoop

Embedded PCBs zijn kosteneffectief. En dat is omdat het apparaat een single-chip compact ontwerp heeft.

Strenge Ontwerpparameters

Embedded PCBs hebben vooraf gedefinieerde parameters. Echter, u kunt enkele aanpassingen en correcties maken om aan uw ontwerp te voldoen. Maar u kunt dit alleen in de vorm van uitbreidingen en toevoegingen doen.

Uitdagingen In Embedded Systeemontwerp

U moet nauwkeurige aandacht besteden aan elk ontwerpstadium van een embedded systeem. Anders zult u enkele uitdagingen tegenkomen. Terwijl u uw ontwerpen snel kunt repareren voordat ze geproduceerd worden, kunnen defecten daarna leiden tot dure herwerkingen.

Hier zijn enkele uitdagingen die u met een embedded systeem kunt tegenkomen:

• Geen oppervlakteruimte voor andere componenten
• Hardware testuitdagingen
• Verpakkings- en integratieuitdagingen
• EMI-emissie
• Oververhitting
• Hoog stroomverbruik
• Onvermogen om geldigheid te behouden

Afsluiting

Embedded PCB

Embedded PCBs zijn zo veelzijdig dat u ze in verschillende toepassingen kunt gebruiken. Bijvoorbeeld, u kunt ze in het militair, consumentenelektronica en zelfs luchtvaarttoepassingen gebruiken.

Deze borden bieden ongetwijfeld ongelooflijke kenmerken die ze in staat stellen om hoge prestaties en dichtheid te leveren, ondanks hun miniatuurformaat.

Bovendien bevat het ingesloten componenten die enig oppervlakteruimte besparen voor complexere ontwerpen en systemen.

Hoewel er enkele uitdagingen zijn, kunt u ze gemakkelijk vermijden door uw PCB zorgvuldig te ontwerpen en ervoor te zorgen dat alles correct is voordat u het naar fabricage stuurt.

Zeker weten om contact met ons op te nemen als u een embedded PCB wilt fabriceren. We zullen blij zijn om de beste PCB-service aan te bieden.