PCB Tecnico - Tecnologia di progettazione morbida e dura PCB

Questa è un'epoca di rapidi cambiamenti. Oltre alla creatività e alle capacità di design, i progettisti di oggi devono anche affrontare molte restrizioni. Hanno bisogno di affrontare progetti sempre più complessi, una serie di periferiche collegate tramite IO. Inoltre, il design odierno persegue sempre più la miniaturizzazione dei prodotti, il basso costo e l'alta velocità. Questi requisiti si riflettono soprattutto nel mercato dei dispositivi mobili. Negli ultimi anni, un gran numero di dispositivi multifunzione ad alte prestazioni è emerso in un flusso infinito e il mercato si è sviluppato particolarmente rapidamente, il che ha abbagliato i consumatori esperti. Spingere questi prodotti al mercato della progettazione elettronica richiede un processo di progettazione stretto, che di solito coinvolge PCB ad alta densità, considerando anche la riduzione dei tempi e dei costi di produzione.

Una soluzione per aiutare i progettisti e i team di progettazione ad affrontare queste sfide è adottare una combinazione di tecnologia di progettazione software e hardware, cioè una combinazione di progettazione software e hardware per schede a circuito stampato (PCB). Anche se questa non è la tecnologia più recente, una combinazione completa di fattori dimostra che questa tecnologia è universale e può ridurre i costi. Dal tradizionale PCB rigido collegato da cavi alla tecnologia di oggi flessibile e hard board, in termini di costo, l'interconnessione di due schede rigide e cavi flessibili è fattibile per la progettazione a breve termine; Tuttavia, questo deve essere fatto ogni volta. I connettori sono installati sulle schede e i connettori devono essere assemblati sul circuito stampato e sui cavi, il che aumenterà il costo. Inoltre, il PCB rigido collegato dal cavo è incline alla falsa saldatura elettrica, che può portare a guasti. Al contrario, la combinazione di circuiti morbidi e duri può eliminare questi giunti di saldatura virtuali, renderli più affidabili e fornire una migliore qualità complessiva del prodotto.

Diamo un'occhiata più da vicino al suo costo totale. La figura 1 confronta il costo di produzione di simulazione di un PCB rigido con una connessione tradizionale via cavo e una combinazione 3D di hardware e software. Il design tradizionale consiste in una scheda rigida che utilizza cavi e connettori flessibili, mentre il design soft-hard è incorporato sulla scheda soft-hard con due strati morbidi incorporati nel mezzo. La struttura complessiva è un insieme di circuiti stampati a quattro strati. I costi di produzione di entrambi i progetti si basano sulla quotazione del produttore di PCB, compresi i costi di montaggio. Inoltre, è necessario aggiungere il costo di due circuiti stampati separati a quattro strati, connettori e cavi in fattori di progettazione tradizionali.

Si può vedere dalla figura che quando il numero di produzione è più di 100 set, rispetto allo schema di progettazione tradizionale, la combinazione di design morbido e duro farà risparmiare tempo e aumenterà l'efficienza. Il motivo principale è che il circuito di combinazione soft-hard non contiene componenti / cavi del connettore e non è richiesto alcun assemblaggio del connettore. Non solo, sono affidabili e ben realizzati. E questa è solo la punta dell'iceberg.

Grazie alla tecnologia soft e hard combination, il progettista non ha bisogno di utilizzare connettori, cavi e cavi per collegare più PCB in un unico pacchetto. Poiché la scheda combinata morbida e dura non richiede l'assemblaggio di cavi, questo riduce il consumo complessivo di assemblaggio e la complessità dei test. Entrambi contribuiscono a ridurre i costi. Inoltre, è necessario acquistare meno componenti, il che riduce la bolletta dei materiali, riducendo così i rischi e i costi della supply chain. La scheda morbida e dura rende la manutenzione del prodotto più conveniente e risparmia i costi nell'intero ciclo di vita del prodotto.

I costi di produzione, assemblaggio, collaudo e logistica sono fattori che non possono essere ignorati per qualsiasi progetto, progettazione e controllo dei costi che utilizza una combinazione di tecnologia di progettazione software e hardware. La combinazione di progettazione software e hardware richiede spesso un team meccanico per assistere nella progettazione flessibile e l'integrazione PCB del prodotto finale. Questo processo richiede molto tempo, costoso e soggetto a errori.

Per peggiorare le cose, gli strumenti di progettazione PCB spesso ignorano i problemi di piegatura e assemblaggio di design morbido e duro. La combinazione di software e hardware design richiede ai progettisti di pensare e lavorare con il pensiero 3D. La parte flessibile può essere piegata, attorcigliata e arrotolata per soddisfare i requisiti di progettazione meccanica. Tuttavia, gli strumenti di progettazione PCB tradizionali non supportano la progettazione di circuiti stampati 3D o la simulazione di piegatura e ruga di parti di progettazione rigide, o persino la definizione di parti di progettazione di strati diversi, comprese le parti di progettazione flessibili.

Per questo motivo, la combinazione di progettisti software e hardware è costretta a convertire manualmente le parti rigide e flessibili del design 3D in un formato di produzione 2D piatto. Successivamente, il progettista deve anche registrare manualmente l'area soft design e rivedere attentamente per assicurarsi che nessun componente o vias sia posizionato nell'area tra rigido e flessibile. Questo processo è limitato anche da molte altre regole e la maggior parte di queste regole non sono supportate dal software di progettazione PCB.

In generale, rispetto al PCB rigido standard che è in uno svantaggio competitivo e utilizza il design software PCB tradizionale, ci vuole più sforzo per progettare un PCB morbido e duro. Fortunatamente, i moderni strumenti di progettazione con funzioni 3D avanzate possono supportare la definizione di piegatura e la simulazione di parti di progettazione flessibili, così come la definizione di diverse parti di progettazione e diversi strati stack. Questi strumenti eliminano in gran parte la dipendenza dagli strumenti CAD meccanici quando si tratta di parti flessibili, risparmiando tempo e denaro a progettisti e team di progettazione.

Attraverso l'uso di moderni strumenti di progettazione PCB, gli sviluppatori e i produttori di circuiti stampati si coordinano nel tempo, il che promuove la combinazione risparmio di tempo e risparmio di efficienza della tecnologia software e hardware. Rispetto al tradizionale design del circuito rigido e del cavo, la combinazione di design morbido e duro richiede una stretta cooperazione tra progettisti e produttori. Il successo della produzione di pannelli rigidi flex richiede a progettisti e produttori di sviluppare congiuntamente regole di progettazione, tra cui: il numero di strati nella progettazione, la selezione dei materiali, attraverso dimensioni, metodo di incollaggio e controllo delle dimensioni. Con adeguati strumenti di progettazione, è possibile effettuare definizioni chiare e compromessi nella fase iniziale della progettazione, ottimizzando così la scheda rigida flessibile e riducendo ulteriormente il costo complessivo.

È innegabile che le attuali tendenze di sviluppo del settore e la domanda dei consumatori spingono costantemente progettisti e team di progettazione a sfidare i limiti del design, spingendoli a sviluppare nuovi prodotti elettronici per rispondere alle sfide del mercato. Queste sfide, in particolare le esigenze dei dispositivi mobili odierni, hanno spinto la combinazione di software e tecnologia hardware a diventare il mainstream del mondo del design e ad acquisire un valore commerciale più elevato in una vasta gamma di applicazioni, in particolare in quei progetti che iniziano con centinaia di set. I moderni strumenti di progettazione PCB supportano lo sviluppo di prodotti 3D, la pre-cooperazione e tutte le definizioni e le simulazioni necessarie per la combinazione di software e hardware, il che riduce notevolmente il problema di progettare la combinazione di software e hardware, rendendo la soluzione più attraente; Inoltre, rispetto ai PCB rigidi collegati da cavi Design, il suo prezzo è più economico. Per il team di progettazione, scelte diverse significano che il successo o il fallimento del prodotto sta in prima linea.