Leiterplatte Blog - Was sind die Vorteile des weichen und harten Kombinationsdesigns von PCB

Dies ist eine Ära rascher Veränderungen. Neben Kreativität und Designfähigkeit ist das heutige PCB-Design auch vielen Einschränkungen ausgesetzt. Darüber hinaus verfolgt das heutige Design zunehmend die Miniaturisierung, niedrige Kosten und hohe Geschwindigkeit von Produkten, die sich besonders im mobilen Gerätemarkt widerspiegeln. In den letzten Jahren sind eine Vielzahl von Hochleistungs- und Multifunktionsgeräten nacheinander aufgetaucht, und der Markt hat sich schnell entwickelt, was Smart Consumers schwindlig macht. Um diese Produkte auf den elektronischen Designmarkt zu bringen, bedarf es eines engen Designprozesses, der normalerweise elektronische Schaltungen mit hoher Dichte umfasst, und PCB-Design berücksichtigt auch die Reduzierung von Fertigungszeit und -kosten.

Eine Lösung, um Designern und Designteams bei der Bewältigung dieser Herausforderungen zu helfen, ist die Kombination von Hardware- und Softwaredesigntechnologie, d. h. die Kombination von Hardware- und Softwaredesign von Leiterplatten (PCB). Obwohl dies nicht die neueste Technologie ist, zeigen die umfassenden Faktoren vieler Parteien, dass diese Technologie universell ist und Kosten senken kann. Von der traditionellen starren Leiterplatte, die durch Kabel verbunden ist, bis zur heutigen weichen und harten Kombinationsplattentechnologie, ist es aus Kostensicht machbar, zwei harte Leiterplatten und flexible Kabel für kurzfristiges Design zu verbinden; Dies erfordert jedoch, dass auf jeder Platine Steckverbinder installiert werden, und die Steckverbinder müssen auf der Platine und Kabel montiert werden, was alle zu den Kosten beiträgt. Darüber hinaus sind starre Leiterplatten, die durch Kabel verbunden sind, anfällig für elektrisches Fehllöten, was zu Ausfällen führen wird. Im Gegensatz dazu kann die Kombination von weichen und harten Schaltungen diese Lötstellen beseitigen, sie zuverlässiger machen und eine höhere Gesamtproduktqualität bieten.

Werfen wir einen genaueren Blick auf die Gesamtkosten. Abbildung vergleicht die Simulations-Herstellungskosten von starrer Leiterplatte mit traditioneller Kabelverbindung und 3D-Software-Hardware-Kombinationsdesign. Das traditionelle Design besteht aus einer starren Platine mit flexiblen Kabeln und Steckern. Das weiche und harte Kombinationsdesign ist in die weiche und harte Platte eingebettet, mit zwei eingebauten weichen Schichten in der Mitte. Die Gesamtstruktur ist eine Gruppe von vier Schichten von Leiterplatten. Die Herstellungskosten beider Designs basieren auf dem Angebot des Leiterplattenherstellers, einschließlich Montagekosten. Darüber hinaus müssen die Kosten für zwei separate vierschichtige Leiterplatten, Steckverbinder und Kabel in den traditionellen Designfaktoren addiert werden.

Was sind die Vorteile des weichen und harten Kombinationsdesigns von PCB

Abbildung 1: Vergleich der starren PCB-Montagekosten zwischen weichem und hartem Kombinationsdesign und Kabelverbindung.

Es kann aus der Abbildung gesehen werden, dass, wenn die Fertigungsnummer mehr als 100-Sätze ist, die Kombination von Software- und Hardwaredesign mehr Zeit spart und die Effizienz im Vergleich zum traditionellen Entwurfsschema verbessert. Der Hauptgrund ist, dass die weiche und harte Kombi-Schaltung keine Steckerkomponenten/Kabel enthält, sodass eine Steckerkomponente nicht erforderlich ist. Nicht nur das, sie haben zuverlässige Leistung und ausgezeichnete Technologie. Und das ist nur die Spitze des Eisbergs.

Durch die Kombination von Hard- und Softwaretechnologie können Konstrukteure mehrere Leiterplatten in einem einzigen Paket verbinden, ohne Stecker, Drähte und Kabel zu verwenden. Da die weichen und harten Klebeplatten keine Kabelmontage erfordern, werden der Gesamtmontageverbrauch und die Prüfkomplexität reduziert, was beide zur Kostensenkung beitragen. Darüber hinaus müssen weniger Komponenten gekauft werden, was die Stückliste reduziert und somit das Risiko und die Kosten der Lieferkette reduziert. Die weiche und harte Kombiplatte macht die Wartung des Produkts bequemer und spart die Kosten im gesamten Produktlebenszyklus.

Die Kosten für Herstellung, Montage, Test und Logistik sind ein Faktor, der bei keinem Projekt, Design und Kostenkontrolle, die eine Kombination von Hardware- und Softwaredesigntechnologie verwendet, ignoriert werden kann. Die Kombination von Hardware- und Softwaredesign erfordert oft ein mechanisches Team, das beim flexiblen Design und der PCB-Integration des Endprodukts unterstützt. Dieser Prozess ist zeitaufwendig, kostspielig und fehleranfällig.

Schlimmer noch, PCB-Design-Tools ignorieren oft die Falt- und Montageprobleme des kombinierten Hardware- und Software-Designs. Die Kombination von Hardware und Software erfordert, dass Designer mit 3D-Denken denken und arbeiten. Das flexible Teil kann gefaltet, verdreht und gerollt werden, um die mechanischen Konstruktionsanforderungen zu erfüllen. Herkömmliche PCB-Design-Tools unterstützen jedoch nicht das 3D-PCB-Design oder die Biege- und Faltensimulation starrer Designteile oder sogar die Definition verschiedener Stack-Design-Teile, einschließlich flexibler Designteile.

Aus diesem Grund sind Konstrukteure, die Hard- und Software kombinieren, gezwungen, die starren und flexiblen Teile des 3D-Designs manuell in planare und 2D-Produktionsformate umzuwandeln. Später muss der Designer auch den weichen Designbereich manuell aufzeichnen und sorgfältig überprüfen, um sicherzustellen, dass keine Komponenten oder Durchkontaktierungen zwischen den starren und flexiblen Bereichen platziert werden. Dieser Prozess wird auch durch viele andere Regeln eingeschränkt, von denen die meisten nicht von PCB-Design-Software unterstützt werden.

Im Allgemeinen sind im Vergleich zu der starren Standardplatine, die mit traditioneller PCB-Software entwickelt wurde, die sich in einer schwachen Wettbewerbsposition befindet, mehr Anstrengungen erforderlich, um eine Kombination aus Hardware- und Softwareplatine zu entwerfen. Glücklicherweise können moderne Konstruktionswerkzeuge mit fortschrittlichen 3D-Funktionen die Biegebestimmung und Simulation flexibler Konstruktionsteile sowie die Definition verschiedener Konstruktionsteile und verschiedener Schichtstapel unterstützen. Diese Werkzeuge eliminieren weitgehend die Abhängigkeit von mechanischen CAD-Werkzeugen beim Umgang mit flexiblen Teilen und sparen Konstrukteuren und Konstruktionsteams Zeit und Geld.

Durch den Einsatz moderner PCB-Design-Tools koordinieren sich Entwickler und Leiterplattenhersteller zeitnah, um die Zeitersparnis und Effizienz der Kombination von Hard- und Softwaretechnologie zu fördern. Die Kombination von Hard- und Software-Design erfordert im Vergleich zum traditionellen starren Leiterplatten- und Kabeldesign eine engere Zusammenarbeit zwischen Designern und Herstellern. Die erfolgreiche Produktion von Weich- und Hartverklebungsplatten erfordert, dass Designer und Hersteller gemeinsam Designregeln entwickeln, einschließlich der Anzahl der Schichten in der Konstruktion, Materialauswahl, durch Lochgröße, Klebemethode und Größenkontrolle. Mit geeigneten Designwerkzeugen können wir in der frühen Phase des Designs klar definieren und ausbalancieren, um die weiche und harte Kombiplatte zu optimieren und die Gesamtkosten weiter zu senken.

Es ist unbestreitbar, dass der aktuelle Branchenentwicklungstrend und die Verbrauchernachfrage Designer und Designteams ständig dazu bringen, die Designgrenze herauszufordern und neue elektronische Produkte zu entwickeln, um den Herausforderungen des Marktes gerecht zu werden.

Diese Herausforderungen, insbesondere die Nachfrage nach mobilen Geräten heute, haben die Kombination von Hard- und Softwaretechnologie vorangetrieben, um Schritt für Schritt zum Mainstream der Designindustrie zu werden, und haben in umfangreichen Anwendungen, insbesondere bei Projekten, die von Hunderten von Sets ausgehen, einen höheren kommerziellen Wert gewonnen. Moderne PCB-Design-Tools unterstützen die notwendige Definition und Simulation der 3D-Produktentwicklung, der frühen Zusammenarbeit und der gesamten Software-Hardware-Integration, wodurch die Probleme des Software-Hardware-Integrationsdesigns erheblich reduziert und seine Lösung attraktiver wird; Darüber hinaus ist es billiger als das starre PCB-Design für Kabelverbindung. Für das Designteam bedeuten die verschiedenen Optionen des PCB-Designs, dass der Erfolg oder Misserfolg des Produkts in erster Linie liegt.