PCB 블로그 - PCB의 소프트 및 하드 결합 설계의 이점

빠르게 변화하는 시대입니다.창의성과 디자인 능력 외에도 오늘날의 PCB 디자인은 많은 한계에 직면 해 있습니다.그들은 IO를 통해 연결되는 일련의 주변 장치와 점점 더 복잡한 설계에 직면해야 합니다. 또한 오늘날의 설계는 모바일 기기 시장에서 특히 제품의 소형화, 저비용, 고속도를 추구하고 있습니다.최근 몇 년 동안 대량의 고성능, 다기능 설비가 끊임없이 등장하고 시장 발전이 신속하여 총명한 소비자의 눈을 어지럽게 했다.이러한 제품을 전자 설계 시장에 출시하려면 일반적으로 고밀도 전자 회로와 관련된 엄격한 설계 프로세스가 필요하며 PCB 설계는 제조 시간과 비용을 줄이는 것도 고려합니다.

설계자와 디자인 팀이 이러한 문제에 대처할 수 있도록 도와주는 솔루션 중 하나는 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 디자인 기술, 즉 인쇄회로기판(PCB)을 이용한 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 디자인이다.비록 이것은 최신 기술이 아니지만, 다방면의 종합적인 요소는 이 기술이 보편성을 가지고 있으며, 원가를 낮출 수 있다는 것을 보여준다.전통적인 케이블로 연결된 강성 PCB에서 오늘날의 소프트 및 하드 콤비네이션 플레이트 기술에 이르기까지 비용 측면에서 볼 때 두 개의 하드 플레이트와 소프트 케이블을 연결하여 단기 설계를 수행하는 것이 가능합니다.그러나 각 보드에 커넥터를 설치해야 하고 커넥터를 보드와 케이블에 조립해야 하기 때문에 비용이 증가합니다.또한 케이블로 연결된 강성 PCB는 전기적 용접이 발생하여 고장을 일으키기 쉽다.이에 비해 소프트 회로와 하드 회로의 결합은 이러한 용접점을 제거하여 더욱 신뢰할 수 있고 전체적인 제품 품질을 향상시킬 수 있습니다.

총 비용을 자세히 살펴보겠습니다.이 그림에서는 기존 케이블 연결 및 3D 소프트웨어 및 하드웨어 조합 설계에 대한 강성 PCB의 시뮬레이션 제조 비용을 비교합니다.기존 설계에는 유연한 케이블과 커넥터를 사용하는 강성판이 포함되어 있습니다.소프트, 하드 조합 디자인은 소프트, 하드 보드에 내장되어 있으며, 중간에 두 개의 소프트 레이어가 내장되어 있다.전체 구조는 4층 인쇄회로기판으로 구성된 세트이다.두 설계 모두의 제조 비용은 조립 비용을 포함하여 PCB 제조업체의 견적에 기반합니다.또한 기존 설계에서는 두 개의 독립된 4층 회로 기판, 커넥터 및 케이블의 비용 요소를 추가해야 했습니다.

PCB의 소프트 및 하드 결합 설계의 이점

그림 1: 소프트 및 하드 조합 설계와 케이블 연결의 강성 PCB 조립 비용 비교.

그림에서 볼 수 있듯이 제조 수량이 100세트를 넘을 때 기존 설계 방안보다 소프트웨어와 하드웨어 설계를 결합하면 더 많은 시간을 절약하고 효율을 높일 수 있다.주된 이유는 소프트 및 하드 조합 회로에 커넥터 부품 / 케이블이 없기 때문에 커넥터 어셈블리가 필요하지 않기 때문입니다.뿐만 아니라 신뢰할 수 있는 성능과 뛰어난 기술을 갖추고 있습니다.이것은 빙산의 일각일 뿐이다.

설계자는 하드웨어와 소프트웨어 기술의 결합을 통해 커넥터, 와이어 및 케이블을 사용하지 않고 하나의 패키지에서 여러 PCB를 상호 연결할 수 있습니다. 소프트 및 하드 결합 보드는 케이블 조립이 필요하지 않기 때문에 전체 조립 비용과 테스트 복잡성을 줄일 수 있습니다.또한 구입해야 하는 구성 요소가 적어 BOM을 줄여 공급망 위험과 비용을 절감할 수 있습니다.소프트 및 하드 콤보 보드는 제품의 유지 관리를 용이하게 하고 제품 수명 주기 동안 비용을 절감합니다.

제조, 조립, 테스트 및 물류 비용은 하드웨어와 소프트웨어 설계 기술을 결합한 프로젝트, 설계 및 비용 통제를 무시할 수 없는 요소입니다.하드웨어와 소프트웨어 설계의 결합은 일반적으로 최종 제품의 유연한 설계와 PCB 통합을 지원하기 위해 기계 팀이 필요합니다.이 프로세스는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 들며 오류가 발생하기 쉽습니다.

더 나쁜 것은 PCB 설계 도구가 하드웨어와 소프트웨어 조합 설계의 접기와 조립 문제를 간과하는 경우가 많다는 것이다.하드웨어와 소프트웨어의 결합은 디자이너가 3D 사고와 작업을 해야 한다.유연한 부품은 기계 설계 요구 사항을 충족하기 위해 접기, 왜곡 및 압연할 수 있습니다.그러나 기존 PCB 설계 도구는 3D PCB 설계 또는 강성 설계 부품의 굴곡 및 주름 시뮬레이션을 지원하지 않으며 플렉시블 설계 부품을 포함한 다양한 스택 설계 부품의 정의도 지원하지 않습니다.

이 때문에 하드웨어와 소프트웨어를 결합한 설계자는 3D 설계의 강성과 유연성 부분을 평면과 2D 생산 형식으로 수동으로 변환해야 했다.그런 다음 설계자는 소프트 설계 영역을 수동으로 기록하고 신중하게 검토하여 강성과 유연성 영역 사이에 어셈블리나 오버홀이 배치되지 않도록 해야 합니다.이 절차는 또한 많은 다른 규칙에 의해 제한되며 대부분의 규칙은 PCB 설계 소프트웨어에서 지원되지 않습니다.

전반적으로 전통적인 PCB 소프트웨어가 설계한 표준 강성 PCB에 비해 경쟁 지위가 약하기 때문에 소프트웨어와 하드웨어가 결합된 PCB를 설계하는 데 더 많은 노력을 기울여야 한다.다행히도 고급 3D 기능을 갖춘 현대 설계 도구는 유연한 설계 부품의 벤드 정의와 시뮬레이션, 다양한 설계 부품과 다양한 계층 스택의 정의를 지원할 수 있습니다.유연한 부품을 처리할 때 이러한 도구는 기계적 CAD 도구에 대한 의존도를 크게 제거하고 설계자와 설계 팀에 시간과 비용을 절약합니다.

현대 PCB 설계 도구를 사용하여 개발자와 보드 제조업체가 적시에 조정하여 하드웨어와 소프트웨어 기술이 결합된 시간 절약 및 효율성을 촉진합니다.하드웨어와 소프트웨어 설계의 결합은 기존의 강성 회로 기판 및 케이블 설계보다 설계자와 제조업체 간의 긴밀한 협력이 필요합니다.소프트 및 하드 결합판의 성공적인 생산은 설계자와 제조업체가 공동으로 설계 규칙을 제정해야 하며, 설계 중의 층수, 재료 선택, 통공 사이즈, 결합 방법 및 사이즈 제어를 포함한다.적절한 설계 도구를 사용하면 설계 초기에 명확하게 정의하고 균형을 맞추어 소프트 및 하드 콤비네이션 보드를 최적화하고 전체 비용을 더욱 절감할 수 있습니다.

현재의 업계 발전 추세와 소비자 수요는 디자이너와 디자인 팀이 디자인 한계에 도전하고 새로운 전자 제품을 개발하여 시장의 도전에 대응하도록 끊임없이 추진하고 있음을 부인할 수 없다.

이러한 도전, 강성 PCB, 특히 오늘날의 모바일 장치에 대한 수요는 소프트웨어와 하드웨어 기술의 결합을 추진하여 점차 디자인 업계의 주류가 되었고, 광범위한 응용에서 더욱 높은 상업적 가치를 얻었으며, 특히 수백 대에서 시작된 프로젝트들은 더욱 그렇다.현대 PCB 설계 도구는 3D 제품 개발의 필수 정의와 시뮬레이션, 초기 협력 및 모든 소프트웨어 및 하드웨어 통합을 지원하여 소프트웨어 및 하드웨어 통합 설계의 번거로움을 크게 줄이고 솔루션을 더욱 매력적으로 만듭니다.또한 케이블 연결을 위한 강성 PCB보다 저렴하게 설계되었습니다.설계팀에 있어서 PCB 설계의 부동한 선택은 제품의 성패가 일선에 있다는것을 의미한다.