Technologie PCB - Technologie de conception logicielle et matérielle PCB

C'est une époque de changement rapide. En plus de la créativité et de la capacité de conception, les concepteurs d'aujourd'hui sont confrontés à de nombreuses limites. Ils doivent faire face à des designs de plus en plus nombreux et complexes – une gamme de périphériques connectés via io. De plus, les designs actuels recherchent de plus en plus la miniaturisation, le faible coût et la grande vitesse des produits. Ces exigences se reflètent notamment sur le marché des appareils mobiles. Au cours des dernières années, un grand nombre d'appareils multifonctionnels de haute performance ont émergé et le marché s'est développé particulièrement rapidement, éblouissant les consommateurs avertis. L'introduction de ces produits sur le marché de la conception électronique nécessite un processus de conception rigoureux, impliquant souvent des PCB haute densité, tout en tenant compte de la réduction des temps et des coûts de fabrication.

Une solution pour aider les concepteurs et les équipes de conception à relever ces défis consiste à utiliser une combinaison de technologies de conception logicielle et matérielle, c'est - à - dire une conception combinée de logiciels et de matériel pour les cartes de circuits imprimés (PCB). Bien qu'il ne s'agisse pas de la technologie la plus récente, prise ensemble, cette technologie est générique et peut réduire les coûts. Des circuits imprimés rigides traditionnels connectés par câble aux technologies actuelles de plaques flexibles et rigides, l'interconnexion de deux plaques rigides et de câbles flexibles est économiquement réalisable pour des conceptions à court terme; Cependant, cela doit être fait à chaque fois. Les connecteurs sont montés sur la carte et les connecteurs doivent être assemblés à la carte et aux câbles, ce qui entraîne des coûts supplémentaires. En outre, les PCB rigides connectés par câble sont sujets à des soudures électriques par pointillés, ce qui entraîne des défaillances. En revanche, la combinaison de circuits souples et durs peut éliminer ces points de soudure virtuels, les rendre plus fiables et fournir une meilleure qualité globale du produit.

Examinons de plus près son coût total. La figure 1 compare le coût de fabrication analogique d'un PCB rigide avec une connexion par câble conventionnelle et une combinaison 3D de matériel et de logiciels. La conception traditionnelle se compose d'une plaque rigide utilisant des câbles flexibles et des connecteurs, tandis que la conception de la main douce est intégrée dans la main souple avec deux couches souples intégrées au milieu. La structure globale est un ensemble de quatre couches de circuits imprimés. Les coûts de fabrication des deux modèles sont basés sur les devis des fabricants de PCB, y compris les coûts d'assemblage. En outre, le coût de deux cartes de circuit imprimé indépendantes à quatre couches, des connecteurs et des câbles doit être ajouté à la conception traditionnelle.

Comme vous pouvez le voir sur la figure, lorsque la quantité de fabrication est supérieure à 100 ensembles, la conception de la combinaison douce et dure permettra de gagner du temps et d'améliorer l'efficacité par rapport aux schémas de conception traditionnels. La raison principale est que les circuits combinés souples et durs ne contiennent aucun composant de connecteur / câble et ne nécessitent aucun composant de connecteur. Non seulement cela, mais ils sont fiables et bien faits. Ce n'est que la pointe de l'iceberg.

Grâce à la technologie de liaison souple et rigide, les concepteurs n'ont pas besoin d'utiliser des connecteurs, des fils et des câbles pour interconnecter plusieurs PCB dans un seul boîtier. Comme les plaques combinées souples et rigides ne nécessitent pas d'assemblage de câbles, cela réduit la consommation globale d'assemblage et la complexité des tests. Les deux contribuent à réduire les coûts. En outre, moins de composants doivent être achetés, ce qui réduit la liste des matériaux et, par conséquent, les risques et les coûts de la chaîne d'approvisionnement. Les plaques souples et rigides facilitent la maintenance des produits et permettent de réaliser des économies tout au long du cycle de vie du produit.

Les coûts de fabrication, d'assemblage, de test et de logistique sont des facteurs non négligeables pour tout projet, conception et contrôle des coûts utilisant une combinaison de technologies de conception logicielle et matérielle. La combinaison de la conception logicielle et matérielle nécessite souvent une équipe mécanique pour aider à la conception flexible et à l'intégration de PCB du produit final. Le processus est très long, coûteux et sujet aux erreurs.

Pire encore, les outils de conception de PCB ont tendance à ignorer les problèmes de pliage et d'assemblage des conceptions logicielles et matérielles. La combinaison de la conception logicielle et matérielle nécessite que les concepteurs réfléchissent et travaillent avec la pensée 3D. Les pièces flexibles peuvent être pliées, tordues et enroulées pour répondre aux exigences de conception mécanique. Cependant, les outils de conception de PCB traditionnels ne prennent pas en charge la conception de cartes 3D ou la simulation de plis et de plis de composants de conception rigide, ni même la définition de composants de conception empilés de différentes couches, y compris les composants de conception flexibles.

Pour cette raison, la combinaison des concepteurs de logiciels et de matériel a été forcée de convertir manuellement les parties rigides et flexibles de la conception 3D en un format de production 2D plat. Par la suite, les concepteurs devront également enregistrer manuellement la zone de conception souple et l'examiner attentivement pour s'assurer qu'aucun composant ou trou n'a été placé dans la zone entre la rigidité et la flexibilité. Ce processus est également limité par de nombreuses autres règles, dont la plupart ne sont pas prises en charge par le logiciel de conception de PCB.

En général, la conception d'un PCB souple et rigide nécessite plus d'efforts que les PCB rigides standard qui sont désavantagés par la concurrence et conçus à l'aide de logiciels PCB traditionnels. Heureusement, les outils de conception modernes avec des fonctionnalités 3D avancées peuvent prendre en charge la définition et la simulation de la flexion de pièces de conception flexibles, ainsi que la définition de différentes pièces de conception et de différentes piles de couches. Ces outils éliminent en grande partie la dépendance aux outils Cao mécaniques lors de la manipulation de pièces flexibles, permettant aux concepteurs et aux équipes de conception d'économiser du temps et de l'argent.

Grâce à l'utilisation d'outils modernes de conception de PCB, les développeurs et les fabricants de cartes électroniques coordonnent en temps opportun, ce qui facilite la combinaison efficace et rapide des technologies logicielles et matérielles. La conception d'une combinaison douce et dure nécessite une collaboration étroite entre les concepteurs et les fabricants par rapport à la conception traditionnelle de cartes de circuit imprimé et de câbles rigides. La production réussie de panneaux souples nécessite que les concepteurs et les fabricants travaillent ensemble sur les règles de conception, notamment: le nombre de couches dans la conception, le choix des matériaux, la taille des trous traversants, les méthodes de collage et le contrôle dimensionnel. Avec des outils de conception appropriés, il est possible de définir et de peser clairement au stade initial de la conception, ce qui permet d'optimiser les plaques flexibles rigides et de réduire encore le coût global.

Il est indéniable que les tendances actuelles de l'industrie et la demande des consommateurs poussent constamment les concepteurs et les équipes de conception à repousser les limites du design, les poussant à développer de nouveaux produits électroniques pour relever les défis du marché. Ces défis, en particulier les exigences des appareils mobiles d'aujourd'hui, ont poussé la combinaison de technologies logicielles et matérielles à devenir dominante dans la communauté du design et à gagner en valeur commerciale dans un large éventail d'applications, en particulier pour les projets qui commencent par des centaines. Les outils de conception de PCB modernes prennent en charge le développement de produits 3D, la pré - coopération, ainsi que toutes les définitions et simulations requises pour les combinaisons de logiciels et de matériel, ce qui réduit considérablement les tracas liés à la conception de combinaisons de logiciels et de matériel et rend la solution plus attrayante; En outre, son prix est moins cher par rapport à la conception rigide de PCB connecté par câble. Pour l'équipe de conception, différentes options signifient que le succès ou l'échec d'un produit dépend de la ligne de front.