Tecnología de PCB - Tecnología de diseño de software y hardware de PCB

Esta es una era de rápidos cambios. Además de la creatividad y la capacidad de diseño, los diseñadores de hoy se enfrentan a muchas restricciones. Necesitan enfrentar diseños cada vez más complejos, una serie de periféricos conectados a través de io. además, los diseños de hoy buscan cada vez más la miniaturización, el bajo costo y la alta velocidad de los productos. Estos requisitos se reflejan especialmente en el mercado de dispositivos móviles. En los últimos años, un gran número de equipos de alto rendimiento y multifuncionales han surgido sin cesar, y el desarrollo del mercado es particularmente rápido, lo que deslumbra a los consumidores inteligentes. Llevar estos productos al mercado del diseño electrónico requiere un proceso de diseño estricto, generalmente que involucra PCB de alta densidad, pero también considera reducir el tiempo y el costo de fabricación.

Una de las soluciones para ayudar a los diseñadores y equipos de diseño a hacer frente a estos desafíos es la combinación de tecnología de diseño de software y hardware, es decir, el diseño combinado de software y hardware de placas de circuito impreso (pcb). Aunque esta no es la última tecnología, en conjunto, esta tecnología es universal y puede reducir costos. Desde los PCB rígidos conectados por cable tradicionales hasta la tecnología de placas flexibles y duras de hoy, la interconexión de dos placas rígidas y cables flexibles es factible para el diseño a corto plazo en términos de costo; Sin embargo, es necesario hacerlo cada vez. Los conectores están instalados en placas de circuito y los conectores deben ensamblarse en placas de circuito y cables, todo lo cual aumenta los costos. Además, los PCB rígidos conectados por cable son propensos a la soldadura eléctrica falsa, lo que conduce a fallas. Por el contrario, la combinación de circuitos blandos y duros puede eliminar estos puntos de soldadura virtuales, haciéndolos más confiables y proporcionando una mayor calidad general del producto.

Veamos de cerca su costo total. La figura 1 compara los costos de fabricación analógicos de los PCB rígidos con las conexiones de cable tradicionales y las combinaciones 3D de hardware y software. El diseño tradicional incluye placas rígidas que utilizan cables y conectores flexibles, mientras que el diseño blando está incrustado en la placa blanda, con dos capas blandas incorporadas en el medio. La estructura general es un conjunto de placas de circuito impreso de cuatro capas. Los costos de fabricación de ambos diseños se basan en las cotizaciones de los fabricantes de pcb, incluidos los costos de montaje. Además, el diseño tradicional requiere agregar dos factores de costo independientes de placas de circuito de cuatro capas, conectores y cables.

Como se puede ver en el gráfico, cuando el número de unidades fabricadas supera los 100, el diseño combinado de software y hardware ahorrará tiempo y mejorará la eficiencia en comparación con los esquemas de diseño tradicionales. La razón principal es que los circuitos combinados blandos y duros no contienen ningún componente / cable de conector y no requieren componentes de conector. No solo eso, son confiables y bien hechos. Esto es solo la punta del iceberg.

A través de la tecnología de combinación de software y hardware, los diseñadores no necesitan usar conectores, cables y cables para interconectar múltiples PCB en un solo paquete. Debido a que las placas combinadas blandas y duras no requieren montaje de cables, esto reduce el consumo general de montaje y la complejidad de las pruebas. Ambos ayudan a reducir costos. Además, hay que comprar menos componentes, lo que reduce la lista de materiales, lo que reduce los riesgos y costos de la cadena de suministro. El tablero blando y duro facilita el mantenimiento del producto y ahorra costos durante todo el ciclo de vida del producto.

Los costos de fabricación, montaje, prueba y logística son factores que no pueden ser ignorados en ningún proyecto, diseño y control de costos que utilice una combinación de tecnología de diseño de software y hardware. La combinación de diseño de software y hardware generalmente requiere un equipo mecánico para ayudar en el diseño flexible del producto final y la integración de pcb. Este proceso es muy largo, costoso y propenso a errores.

Para empeorar las cosas, las herramientas de diseño de PCB a menudo ignoran los problemas de plegado y montaje del diseño de software y hardware. La combinación de diseño de software y hardware requiere que los diseñadores piensen y trabajen con pensamiento 3D. Los componentes flexibles se pueden doblar, distorsionar y enrollar para cumplir con los requisitos de diseño mecánico. Sin embargo, las herramientas de diseño tradicionales de PCB no admiten el diseño de placas de circuito 3D ni la simulación de flexión y pliegue de componentes de diseño rígidos, ni siquiera la definición de componentes de diseño apilados en diferentes capas, incluidos los componentes de diseño flexible.

Debido a esto, la combinación de diseñadores de software y hardware se vio obligada a convertir manualmente las partes rígidas y flexibles del diseño 3D en un formato de producción 2d plano. Después, el diseñador también necesita registrar manualmente el área de diseño suave y revisarlo cuidadosamente para asegurarse de que no hay componentes ni agujeros en el área entre rigidez y flexibilidad. Este proceso también está limitado por muchas otras reglas, la mayoría de las cuales no son compatibles con el software de diseño de pcb.

En general, el diseño de PCB blandos y duros requiere más esfuerzos que los PCB rígidos estándar diseñados en desventaja competitiva y utilizando software de PCB tradicional. Afortunadamente, las herramientas de diseño modernas con funciones 3D avanzadas pueden soportar la definición y simulación de flexión de piezas de diseño flexibles, así como la definición de diferentes piezas de diseño y diferentes capas de pilas. Estas herramientas eliminan en gran medida la Dependencia de las herramientas CAD mecánicas al procesar piezas flexibles, ahorrando tiempo y dinero a diseñadores y equipos de diseño.

Al utilizar herramientas modernas de diseño de pcb, los desarrolladores y los fabricantes de placas de circuito se coordinan a tiempo, lo que promueve la combinación de ahorro de tiempo y eficiencia de la tecnología de software y hardware. En comparación con el diseño tradicional de placas de circuito rígidas y cables, el diseño de combinación de software y hardware requiere una estrecha cooperación entre diseñadores y fabricantes. La producción exitosa de paneles rígidos y flexibles requiere que diseñadores y fabricantes desarrollen conjuntamente reglas de diseño, incluyendo: número de capas en el diseño, selección de materiales, tamaño del agujero a través, método de adhesión y control de tamaño. Con las herramientas de diseño adecuadas, se pueden definir y sopesar claramente en la etapa inicial del diseño, optimizando así las placas flexibles rígidas y reduciendo aún más el costo general.

Es innegable que las tendencias actuales de la industria y la demanda de los consumidores impulsan constantemente a los diseñadores y equipos de diseño a desafiar los límites del diseño y a desarrollar nuevos productos electrónicos para hacer frente a los desafíos del mercado. Estos desafíos, especialmente la demanda actual de dispositivos móviles, han impulsado la combinación de tecnología de software y hardware a convertirse en la corriente principal en el mundo del diseño y han ganado un mayor valor comercial en una amplia gama de aplicaciones, especialmente aquellos proyectos que comienzan con cientos de unidades. Las herramientas modernas de diseño de PCB admiten el desarrollo de productos 3d, la precotización y todas las definiciones y simulaciones necesarias para la combinación de software y hardware, lo que reduce en gran medida el problema de diseñar la combinación de software y hardware y hace que la solución sea más atractiva; Además, su precio es más barato que el diseño de PCB rígido con conexiones por cable. Para el equipo de diseño, diferentes opciones significan que el éxito o el fracaso del producto están en primera línea.