Како дизајнирати ПЦБ ПЦБ уграђене компоненте?

Производња ПЦБ са инсталираним компонентама: Производња инсталираних ПЦБ

Једноставно, како да програмирате ПЦБ стил софтвера ПЦБ уграђени елементи?

Шта су уграђене ПЦБ компоненте?

Мода према миниатюрним, високо-производним електронским уређајима захтева приступе апликације софтвера за распоред ПЦБ-а који штеде простор и далеко надмашују оно што стандардна модерна иновација (СМТ) може дати. Овде у игру улазе уграђени елементи матичне плоче. Стварање са уграђеним елементима су отпорници, кондензатори, индуктори, или чак и наенергизовани ИЦ-ови и пролази уграђени у унутрашњи слој објављене матичне плоче, за разлику од постављања на њену површину. Овај приступ не само да смањује основне вредности плоча, већ у основи мења начин на који дизајнери приступају искрености сигнала, топлотном управљању и дизајну интерконнекције високе густине (HDI).

Монтирани пасиви као што су отпорници и кондензатори могу се разумети као елементи танког пликова или равна структура у ПЦБ стекла, мењајући карактеристичне СМД делове. На пример, за разлику од постављања многих отпорника површине или декоплинга кондензатора, ове компоненте се производе директно између бакарних слојева користећи специјализоване стајање или диелектричне фликке (као што су ОмегаПли или ФарадФлекс). Ова мешавина значајно смањује паразитне резултате и компликовање постављања. Устављени индуктори и додатно голи силицијумски пролази (уграђена модерна технологија) додатно се могу поставити у унутрашњи зубни каријез, што омогућава пројекте који захтевају високу густину снаге, већи пренос података сигнала и смањење електромагнетних поремећаја (ЕМИ) или

Студија: уштеда простора са инсталираним деловима у носивим алатима

Један водећи произвођач фитнес тракера желео је танку, лакшу контролну плочу која би могла да се смести у већу батерију и још више уређаја за узимање података. Узимајући резисторне мреже и равномерне уграђене кондензаторе у унутрашњи слој (користећи танкофильмове алуминијумске фолије резистора и FaradFlex елемент капацитета авиона), стабилност сигнала је побољшана, неред површине је смањен за 40%, а лока ЕМИ/ЕМЦ ефикасност додатно је побољшана због одвајања ПДН подручја. Ова успешна прича сведочи о томе како елементи на ПЦБ-у мењају миниатюрне електронске уређаје.

Зашто је ова стратегија промјена игре? Са брзим развојем високобрзих, просторно ограничених и вишеслојних електронских уређаја, укорењене компоненте плоча помажу програмерима да разумеју неупоредиву густину преноса, оптимизују свој ПЦБ стек, смањују паразитни звук и гарантују трајну искреност си Елементи су инсталирани који омогућавају заиста високог густине међусобног повезивања (ХДИ), напредно СиП (система у пакету) дизајне, и будућност функционалних и високофреквентних ПЦБ-а.

Стил напорног и лако инсталираних делова: Преглед

Модерне уграђене компоненте ПЦБ могу се поделити у 2 суштинске категорије: активне укорењене алате, које обрађују и контролишу електричне сигнале, и пасивне, које одржавају услов сигнала, систем филтрирања и складиштење енергије. Обе класификације отварају различите изборе стила за штедњу простора, али их интеграција, функција и утицај на акције кола истичу.

Енергетски уграђени аспекти

Нанаред, за управљање електричним сигналима, прекидање или интензивирање електричних сигнала, за наназад набављене делове потребна је спољна енергија (обично струја ЦЦ).

Уколико је потребно, додајте:

Транзистори... Дискритни или део уграђених кола, који омогућавају логику, прелазак или појачање.

Устављени ИЦ-ови (интегрирани кола) - Микроконтролери, ФПГА-и или меморијски штампачи директно инсталирани у ПЦБ шупљине.

Уграђене диоде... за промену, подешавање или вођење сигнала.

Зашто постављати активне?

Краћи путеви сигнала: Боље постављање елемената управљања на И/О плоче смањује ударе на преносну линију и нагиб часописа.

Смањени паразити: Нема водећих оквира или великих стратегија, смањујући паразитну индуктивност/капацитанцију и побољшавајући стабилност сигнала.

Побољшана ефикасност ЕМИ-а: Минимизовано место за лажице и боље контролисана неодговорност.

Много више локације за HDI режирање... ослобођује се препрека са стране дела.

Пасивни инсталирани делови

Устављени пасиви не требају спољашњу енергију за рад. Они имплементирају карактеристике као што су одвајање, систем филтрирања, предрасуде и успостављање временских константи.

Уграђени отпорници - Тонкофилмски репелентни слојеви (нпр. ОмегаПли, Тицер) развијени за оптерећење/завршење и повући/снизити функције.

Поставите кондензаторе... Планарне кондензације користећи производе као што су Фарадфлекс или НаноЛам између бакарних авиона, често за одвајање ПДН-а.

Уграђени индуктори... Спиралне или меандерне траге бакра у унутрашњим слојевима, посебно за филтрирање сигнала у РФ или енергетским дизајнима.

7 Значајне предности напретка инсталираних делова

Укључивање укорењених производних елемената ПЦБ-а даје трансформативну вредност за савремену плочу за колаче широм потрошачких, медицинских, аутомобилских и индустријских имена домена. Хајде да разградимо 7 изузетних предности и где сваки сјаје:

• Уштеда на простор и минијуризација: Замена серије СМД резистора и кондензатора са унутрашњим, слојним уграђеним парењем, програмери добијају значајно смањење утицаја - критично за носиве уређаје, ИОТ, МЕМС микрофоне и још много тога.
• Побољшана дебљина емитовања и ХДИ: Ускраћивање СМД-а са површинских слојева омогућава дизајнерима да удобно управљају испитивањима високе густине (ХДИ), пакујући много више мрежа, микровија и линије сигнала у мале плоче.
• Виша стабилност сигнала: Одвајање заједнице, краћи повратни курсеви и смањени стапови преносних линија доводе до смањења ЕМИ-а, смањења крстосметања и стабилне брзине - потребно је за ДДР, ПЦИЕ или РФ плоче.
• Побољшана мрежа струје (PDN): Планарни кондензатори (планатно капацитанција) пружају ниску импеданцу, широкопојасну одвојеност, која је важна за ограничавање пада напона и изгледа у свим брзим прекидачким колама.
• Виша искреност: Пасивни бипасне спојне зглобове, број 1 за заустављање радне променљиве за СМД-е - неопходне за камион, ваздухопловство, или тешке поставке са топлотним циклусом и вибрацијама.
• Много бољи топлотни надзор: Унутрашњи отпорници и кондензатори су обично уклопљени између бакарних авиона, омогућавајући топлоти да се ефикасно шири кроз плоску или кроз топлотне путеве.
• Цена у правом контексту: Иако су унапред НРЕ и припрема веће, укупна цена може да се смањи за ХДИ распореде смањењем питања компоненти, сложености БОМ-а и пост-смесба тест / реработа.

Примене инсиллираних: Зашто изабрати интегрисање дубоко укорењених делова монтираних елемената?

Избор да се пређе на производњу ПЦБ-а/ПЦБ-а са уграђеним аспектима подстакнут је немилосрдним притиском за мањом, бржем и поузданијом електроном у следећим областима примене:

Миниатюрни, високо-производни инструменти

Движеним дигиталним уређајима: фитнес тракерима, паметним сатима, научним значком.

Купацске ствари: Оригинални бежични слушалице, паметне оловке, телефон који се може увући.

Високи постојећи и мотори

Цифрови алати за аутомобил: Контрола на ПЦБ-у, компоненте АДАС-а, системи за праћење батерија где су неопходне индуктивност петље и топлотни пренос.

Индустријски системи: Роботика, шине за снабдевање енергијом, табле за конверзију тачке оптерећења.

РФ/микроталасне и високобрза дигитална решења

Бежични оквир: Где контрола неодговорности и распршивање дископлинга драматично побољшавају СИ и ЕМЦ.

Мрежни уређаји: рутери, сервери, ИОТ страни чворови са захтевним информационим ценима (40-- 100+ Гбит/с).

Мале партије/прототипови

Стили за заштиту ИП-а: Заштитите основне електричне жице постављањем матова, што омета реверзни дизајн.

"Предозивање" је могућност да се користи за одређивање и решење проблема у вези са временским временским временским временом.

Сорти монтираних технологија у производњи ПЦБ

Уграђивање није процедура за све. Савремена технологија се ослања на тип аспекта, потребе плоча и капацитете зграде и изградње.

1. у вези са Моунтиране лаке технологије

Тинки/дебљи резистори: Филмови као што су OhmegaPly или Ticer су ламинирани и препознатљиво гравирани за прецизне резисторе са танким филмом. Тинке са дебљим филмом се серијски штампају за већу струју/прочност.

Планарни кондензатори: Диелектрични плочи (нпр. ФарадФлекс, Панасониц Мегтрон) постављени између бакарних плоча како би се постигло дистрибуирано, ниско ЕСР одвојеност - идеално за ПДН велике брзине.

Инсталирани индуктори у спирали/меандеру: Ласерски обрасцирани трагови бакра у сржним или препрег слојевима за РФ систем филтрирања и план напајања.

2. Уколико је потребно. Моунтиране активне технологије

Монтирани матер: Голи силицијумски чипови инсталирани у PCB шупљинама, причвршћени жицом или флип-чипом, након тога покривени и планаризовани.

Систем-ин-пакет (СиП) са монтираним активним и пасивним: сложени модули (нпр. Блуетоут СоЦ) са неколико голих црта и укорењених РЦ делова у ултра-тънким ХДИ стак-упима.

Релевантне технологије у стак-упу:

Зубни кареи ПЦБ, уграђени штампач

Слепи/загребљени виаси, микровиаси за приступ

Заједничко ламинирање за сложене вишеслојне слојеве

Производ покривен баком (РЦЦ), АБФ дијелектрике за ултрафино пицх

Дизајн ПЦБ са инсталираним пасивима: 5 најбољих пракси

Кондензатори, отпорници и повремено индуктори у стеку ПЦБ-а захтевају нове приступе за стил, опцију производа и ДФМ. Имајте у виду ове важне идеалне стратегије:

• Изаберите ламиниране са сигурним Дк и пониженом Дф: Изаберите препрег, АБФ или ПТФЕ супстрате са чврсто управљаним диелектричним континуитом (Дк, обично 3,0 - 3,8) и веома смањеном тангенсом губитка (Дф) за континуи
• Доделите посвећене унутрашње слојеве: Запоручите одређене слојеве или делове слоја као "прозорце" за пасиве, и држите велике количине бакра око ових прозора за постојеће доноси или распршивање топлоте.
• Једноставни отпор у високобрзим распоредима: Приликом инсталирања РЦ компоненти, одржавајте уравнотежене спаке и чврсту контролу диелектричне густине (често 5 - 10 мили) како бисте били сигурни у непрестано повратак програма и одговарајућу импедансу за све сигналне линије
• Укључите топлотне путеве око инсталираних компоненти: Врховна густина међусобног повезивања (ХДИ) и електричне плоче обично захтевају пажљиво топлотно управљање. Уграђени кондензатори и отпорници, посебно код већих густина снаге, функционишу као топли ресурси унутар ПЦБ стека. Да би се зауставиле локалне гореће тачке или деламинација, најбоља техника је да се оне елиминишу термалним жицама. Малим слојеним отварањима које повезују место за генерисање топлоте са унутрашњим или спољним бакарним авионима. То ствара праг пут за ширење топлоте по целом плочу, користећи високу топлотну проводност бакра како би се одржао интегритет. За крхке аналогне или РФ кола, користе се селекције и бакарни предлози који смањују повећање температуре површине и очувају поштенство сигнала.
• Размислите о алтернативи отпора и погрешном регистровању слоја

Посебно оне израђене од производа са танким филмом (нпр. ОмегаПли) или мастила са деблим филмом, имају производње отпорности које могу бити чврстије или лабије од једнаких компоненти СМД. Аспекти који утичу на ово се састоје од:

Прецизност резирања/ласерског резања

Циркулација мастила од дебљих/тънких филмова

Грешна регистрација слоја (где се уметничка дела из једног слоја реагују са другог, обично у оквиру 25-50 микрона).

Диелектричка контракција или развој током ламинације.

Избор и укључивање уграђених отпорних и капацитивних компоненти

Избор одговарајућег стила ПЦБ са укорењеним елементима за вашу апликацију указује на разумевање перформанси и производње.

4 Трик размишљајте о постављању формата отпора

• Отпорност и отпорност Изаберите репелентанс лагану алуминијумску фолију или мастило са одговарајућим отпорности листа (у охмима/квадрат). Израчунавање Р користећи геометрију: R = ( р × Л) / (В) × Т), где р је отпорност, L = величина, W = ширина, T = густина. Идеја: Тене, екстензивне резисторе је много лакше урезати након ламинације.
• Дисципација снаге и постојећи капацитет Високи постојећи или високомоћни отпорници боље расерају топлоту када се померају између великих бакарних авиона и у близини виаса. Користите формулу за моћ: P = I 2 × Р и проверите графике о рејтингу фолије од ОмегаПлај или Тицера.
• Коефицијент отпора на нивоу температуре (TCR) За РФ, аналогне и сензорске кола, смањен TCR (< 100 ppm/ ° Ц) је од суштинског значаја за константну ефикасност у температурним променљивима.

Устављени кондензатори: 4 савета

Алтернатива производа: Користите високостабилне, ниско-Дк, ниско-пропаст производе као што су ФарадФлекс или Панасониц Мегтрон за укорењени капацитанци слојеве.

Постављање: инсталирани равни кондензатори директно на листи испод високобрзих ИЦ-а за пикски одвајање и уредну мрежу циркулације енергије.

Контрола доброг вредности капацитације: Промените диелектричну густину и локацију плоче како бисте "налагодили" укорењену капацитанцу за ефикасност PDN и смањење EMI.

Напетост и поузданост: Проверите оптимални радни напон и Дф (фактор распршивања) за поузданост у променама апликација.

Одвођење и контрола паразита

Употреба вишеслојног, дистрибуираног метода одвајања:

Површина укорењених капака испод или у близини БГА отисака.

Користите бројне авионе са дистрибуираним капацитансом да бисте сманили ПДН импедансу приближно на врсту ГГц.

Извуците предност скривеног капацитанције како бисте смањили буку високе фреквенције и избегли пад напона током брзог преласка.

Дизајн Аспекти које треба узети у обзир за дубоко укорењену минијуризовану конструкцију ПЦБ-а

Миниатюрни ПЦБ стил са уграђеним деловима технологије треба дисциплинирани метод за спајање, стил и ДФМ.

Опција производа: Изаберите материјале са ниским нивоом Дк и ниским нивоом Дф (нпр. Панасоник Мегтрон, Изола И-Спид, Роџерс) за безбедан отпор и контролисан ЕМИ - потребно за РФ и брзе сигнале.

Припрема ПЦБ стакпа: Добро уравнотежена стакпа минимизирају деформацију; техника кућних прозора слојева за пасиве и одржавају земљу / референтне авионе у близини указују слојеве да се брину о повратној траци.

Контрола неприхватљивости: Одредите неприхватљивост микростипа/стриплине уз учешће пасива. Дебљина бакра, диелектрична густина и области богате смолом око пасива резултирају кућама преносних линија.

Термалне путеве: Употреба топлота са избором и бакар ставља око уграђених делова за много боље топлотно раскидање (посебно отпорници снаге или авиони високе струје).

Проверите са произвођачем ПЦБ-а правила за процедуру -- минимални величина отпора/индуктора, просветљења, размаци до граничних функција, и ограничења за регистрацију уметничких дела.

Елементи за оцену АОИ/рентгенских зрака/ИКТ: припремите се за испитивање уграђених пролаза или актива користећи рентгенске или уграђене контролне плоче како би се ухватиле врло ране грешке пре постављања.

Како су компоненте уграђене у ПЦБ слојеве?

Процедура уграђивања интегрише софистициране научне погледе на предмете и прецизну производњу. Испод је пошаковни изглед:

• Назначите слојеве за уграђивање: Одредите унутрашње слојеве ПЦБ-а да би се сместили отпорници, кондензатори, индуктори или пролази -- обично се називају "слојеви кућних прозора".

• Узорак или делови површине:

Пасивни: Користите репелентну фолију или диелектрични производ, а затим користите фотолитографију или ласерску директну снимање (ЛДИ) да бисте прецизирали облике.

Активни: Површина голе штампе у уређају направљену за зубне шупљине или пробојене џепове, кабли за повезивање или ударе.

• Последовано ламинирање: Склади за спајање се стварају корак по корак, са изолацијом препрег и бакарним облогом. Сваки циклус ламинације инсталира много више квалитета (нпр. микровије, слепе/погребене вије).
• Ласерска бушење/механичко рутирање: Развити микровије или слепе/погребене вије како би се причврстили уграђени атрибути спољним слојевима или суседним сигналима.
• Планаризација: За уграђену штампу, активност попуњавања производа и планаризација (као што је ЦМП - хемијско механичко полирање) производи равна површина површине.
• Извански слој: Састоји се од стајаћих слојева кола, СМД падова и свиланог екрана.
• Погледање: АОИ, рентгенски зраци и у многим случајевима у веричној евалуацији (ИКТ) се користе, јер је визуелни приступ изненађујућим квалитетима ограничен.

Производња рафинира за постављање делова у ПЦБ

Нека разградимо производњу ПЦБ-а са укорењеним елементима:

Уклапање растања: Укажите слојеве за укорењене активне/пасивне, који се састоје од дизајна прозора/кувоћа за штампање.

Резистивна/диелектрична депозиција: Материјали за употребу (нпр. ОмегаПли, Тицер, ФарадФлекс) ламинацијом или серијним штампањем.

Узорак и ецкинг: Формирање пасива са ЛДИ-ом, фотолитографијом или ласерском аблацијом за високу прецизност.

Фрезирање/рутирање шупљина: За укорењене пролазе или индукторе, ЦНЦ фрезирање или ласерско усмеравање генеришу специфичне џепове.

Лако позиционирање компоненти и додатак: Поставити матер кроз пик-ан-посест, везу са проводним епоксидом или лемпиром, а за ИЦ-е, дати жични везу/бумп додатак.

Последовано ламинирање: Потпуно ламинирање купа, осигурање постављања (регистрација). Сваки циклус може укључити још више карактеристика, као што су микровије или скривене вије за ХДИ.

Планризација и припрема површине: пуњење смоле и сјајни шупљине до глатке завршетке за додатну ламинацију.

Експедиција и развој путем: Микровија и слепи/погребани користећи бушење, ласерско бушење за фино-нагљене делове.

Последња обрада површинског слоја: укључите кругове горњег слоја, маску за лемљење, реп.

Оцене и евалуације: Користите АОИ, летећу собу, Х ‐и у многим случајевима ИКТ, с обзиром на то да је директни приступ електричном добитку и визуелно испитивање ограничени за уграђене карактеристике.

У складу са UL/IPC: Сертификујте плоче за IPC-6012/ IPC-7092 за пасиве, завршите све проверке DRC/DFM и доказе за тражимост.

Контраст СМТ и уграђених приступа

Тренутна еволуција дизајнера ПЦБ стила и тимова производа да би изабрали између стандардне СМТ (технологије површине) и следеће генерације ПЦБ укорењених елемената. Обе стратегије имају своју локацију, посебно када се густина гаджета повећава, али их компромиси у погледу детаља стила, трошкова, производње и електричне перформансе треба детаљно проценити.

СМТ делови: издржљивост и слабе тачке

Предности СМТ-а:

Једноставност и универзалност: СМТ се глобално одржава од стране ПЦБ фабрика и монтажне линије широм света.

Лако поправљање/преработвање: Лепило и делови се лако могу прегледати, променити или поново пустити.

Брзо прототипирање и постављање: Брзо време за тржиште за основне БОМ-ове и табле за развој.

Широка еколошка заједница: Огромни портфолио јединствених пасива, актива и тешких елемената.

Негативни аспекти СМТ-а:

Унос у изградњу плоча: СМД отпорници, кондензатори и индуктори користе корисну површину, смањујући ХДИ и штеде простор.

Маргинална дебљина усмеравања: Велики удари СМД-а ограничавају усмеравање трага и позиционирање.

Виши паразити: Бонус индуктивност олова и капацитанција плочица могу да наруше брзину или радио-функционалну ефикасност.

Загрозе поштенству: Лепилни зглобови су склони исцрпљењу, резонанци и неједнакости ЦТЕ (коефицијент топлотног развоја).

Устављени аспекти: Силе и слабе тачке

Предности инсталираних аспеката у распореду ПЦБ-а:

Уштеда на трошкове површине: Интернализација пасива и актива покреће површину за додатне слојеве, ХДИ карактеристике или топлотне изборе.

Већа стабилност: Уклањање СМД зглобова уклања значајну површину који не функционише, повећавајући трајност ствари и интегритет критичне мисије.

Виша искреност сигнала: Кондензатори дају дистрибуирано одвајање са ограниченом паризитском индуктанцијом, погодно за смањење буке PDN.

Побољшана дебљина снаге: Резистори и индуктори максимизују техничку област и постојеће програме, смањујући губитак напона и самогревање.

ИП сигурност и заштита: Загребљене штампе и пасиви су теже за обрнути дизајнер или мамилирање.

Недостаци монтираних делова:

Повећана сложеност производње: Последовано ламинирање, велика регистрација и процеси зубног каријеса укључују време и трошкове за изградњу плоча.

Тешко поправљање или модификација: Чим се укорењују, компоненте су недостижне за уобичајену прераду или услугу фиксирања подручја.

Тешкоће повратка и инспекције: Неисправности могу бити теже за откривање и решење, обично захтевају AOI, рентгенске или напредне методе електричног испитивања.

Компатибилност производа: Избор одговарајућих ламината (снижени Дк / Дф, ТЦР и тако даље) је много критичнији, посебно за РФ или брз лако уграђени ПЦБ распоред.

Често постављана питања

Корисно често постављано питање подржава разумевање ваших купаца о изазовном дизајну укорењених делова ПЦБ. Испод су повратне информације на неке од најконстантнијих распореда, технологије и проблема:

П1: Шта су укорењени делови ПЦБ-а и пасиви?

О: Делови на плочама су електронски уређаји (пасивни или активни) који су уграђени у унутрашње слојеве ПЦБ-а, уместо да се инсталирају на површини. Пасиви обично укључују отпорнике, кондензаторе и често индукторе који су у суштини препознати јединственим производима као што су ОмегаПли, Тицер препреке или плоски капацитантни филмови унутар ламинатског стека.

П2: Када треба да изаберем дубоко укорењене компоненте уместо СМТ?

О: Изаберите укорењени елементе када ваш дизајн захтева високу густину рутинга, минијуризацију, побољшано ЕМИ / ЕМЦ понашање, строже стандарде поузданости или много боље ДДН одвојеност. Посебно су практични у ХДИ, ФР, енергији, носивим, клиничким и ваздухопловним електронским уређајима где сваки квадратни милиметар има значаја.

П3: Како прецизно пасиви минимизују паразити и побољшавају интегритет сигнала?

О: Устављени отпорници и кондензатори су заправо бољи за сигнално и напајање кола, минимизирајући паразитарну индуктанцу / капацитанцу (ЕСЛ, ЕСР) и ефекте преносних линија. Као пример, уграђени равни кондензатори пружају површину, ултра-ниску импеданцу, осигурајући уређене путеве и смањење звука.

П4: Који ламинати (Дк/Дф) су најбољи за уграђене компоненте?

О: Најбољи производи су они са удобно управљаном диелектричном константом (Дк) и смањеним аспектом распадања (Дф), као што су Панасоник Мегтрон, Изола И-Спид/ФР408ХР и субстрати на бази ПТФЕ-а за Они гарантују безбедне и сигурне радње за уграђене отпорнике и кондензаторе преко процедуре и температурне разлике.

П5: Једноставно, како тачно израчунам величину за укорењен резистор у мојим ПЦБ-ом?

А: Користе геометрију и отпор листа: [Р = \ Фрак] Где р је отпорност ( ом · сантиметара или о / кв.), Л је величина, В је величина, а Т је дебљина. Поредовање, а затим контактирајте своју фабрику за последње производне геометрије и толеранције.