PCB Блог - В чем преимущества комбинированного дизайна PCB?

Это время быстрых перемен. Помимо креативности и дизайна, дизайн PCB сегодня сталкивается со многими ограничениями. Им приходится сталкиваться со все более сложным дизайном - серией периферийных устройств, подключенных через IO. Кроме того, дизайн сегодня все больше ориентирован на миниатюризацию, низкую стоимость и высокую скорость продукта, особенно на рынке мобильных устройств. В последние годы появилось большое количество высокопроизводительных, многофункциональных устройств в бесконечном потоке, рынок быстро развивается, ослепляя умных потребителей. Для вывода этих продуктов на рынок электронного дизайна требуется строгий процесс проектирования, который обычно включает в себя электронные схемы высокой плотности, а дизайн PCB также предусматривает сокращение времени и затрат на производство.

Одним из решений, помогающих дизайнерам и дизайнерским командам решать эти проблемы, является использование сочетания аппаратных и программных технологий проектирования, то есть аппаратного и программного обеспечения для печатных плат (PCB). Хотя это не новейшая технология, сочетание многих факторов показывает, что эта технология является универсальной и может снизить затраты. От традиционных жестких ПХБ, подключенных к кабелю, до современных технологий мягких и жестких комбинированных панелей, с точки зрения затрат, возможно объединить две жесткие пластины и гибкие кабели для краткосрочного проектирования; Однако это требует установки разъемов на каждой плате, а разъемы должны быть собраны на платы и кабели, все из которых увеличивают затраты. Кроме того, жесткие ПХБ, соединенные кабелем, подвержены электрической ложной сварке, что приводит к сбоям. Сочетание мягких и жестких схем, напротив, устраняет эти точки сварки, делает их более надежными и обеспечивает более высокое общее качество продукции.

Давайте внимательно посмотрим на общую стоимость. На рисунке сравниваются затраты на моделирование жестких PCB с традиционными кабельными соединениями и 3D программным и аппаратным обеспечением. Традиционная конструкция включает в себя использование жестких панелей с гибкими кабелями и разъемами. Мягкая и жесткая комбинация конструкций встроена в мягкую и жесткую пластину, в середине встроены два слоя мягкого слоя. Общая структура состоит из четырех слоев печатных плат. Стоимость изготовления обеих конструкций основана на предложениях производителей PCB, включая стоимость сборки. Кроме того, в традиционную конструкцию необходимо добавить фактор стоимости двух отдельных четырехслойных плат, разъемов и кабелей.

В чем преимущества комбинированного дизайна PCB?

Рисунок 1: Сравнение затрат на сборку жестких ПХБ в комбинации мягкого и жесткого проектирования и кабельного соединения.

Как видно из рисунка, когда количество изготовленных комплектов превышает 100, сочетание аппаратного и программного дизайна экономит больше времени и повышает эффективность по сравнению с традиционным дизайном. Основная причина заключается в том, что гибкие и жесткие комбинированные схемы не содержат никаких соединительных компонентов / кабелей и поэтому не требуют соединительных компонентов. Более того, они обладают надежной производительностью и превосходной технологией. Это только верхушка айсберга.

Благодаря сочетанию аппаратных и программных технологий дизайнеры могут соединять несколько ПХБ друг с другом в одном пакете без использования разъемов, проводов и кабелей. Поскольку мягкие и твердые соединительные платы не требуют сборки кабеля, это снижает общее потребление сборки и сложность тестирования, оба из которых помогают снизить затраты. Кроме того, необходимо покупать меньше компонентов, что уменьшает список материалов и, следовательно, снижает риски и затраты в цепочке поставок. Мягкие и жесткие комбинированные платы делают обслуживание продукта более удобным и экономят затраты на протяжении всего жизненного цикла продукта.

Для любого проекта, дизайна и контроля затрат, которые сочетают в себе аппаратные и программные технологии проектирования, затраты на производство, сборку, тестирование и логистику являются факторами, которые нельзя игнорировать. Сочетание аппаратного и программного обеспечения обычно требует механической команды, чтобы помочь гибкому дизайну конечного продукта и интеграции PCB. Этот процесс является трудоемким, дорогостоящим и подвержен ошибкам.

Что еще хуже, инструменты проектирования PCB часто упускают из виду проблемы складывания и сборки аппаратных и программных комбинаций. Сочетание аппаратного и программного обеспечения требует, чтобы дизайнеры думали и работали с 3D - мышлением. Гибкие компоненты могут складываться, скручиваться и кататься, чтобы соответствовать требованиям механического дизайна. Тем не менее, традиционные инструменты проектирования PCB не поддерживают 3D - дизайн PCB или моделирование изгибов и складок жестких деталей дизайна, и даже не поддерживают определение различных упакованных деталей дизайна, включая гибкие детали дизайна.

Из - за этого дизайнеры, сочетающие аппаратное и программное обеспечение, вынуждены вручную преобразовывать жесткие и гибкие части 3D - дизайна в плоские и 2D - форматы. После этого дизайнеры также должны вручную записывать области мягкого дизайна и тщательно анализировать, чтобы убедиться, что между жесткими и гибкими областями нет никаких компонентов или перфораций. Этот процесс также регулируется многими другими правилами, большинство из которых не поддерживается программным обеспечением для проектирования PCB.

В целом, по сравнению со стандартными жесткими PCB, разработанными для традиционного программного обеспечения PCB, его конкурентная позиция слаба, и требуется больше усилий для проектирования PCB в сочетании с программным и аппаратным обеспечением. К счастью, современные инструменты проектирования с продвинутыми 3D - функциями поддерживают определение изгиба и моделирование гибких деталей дизайна, а также определение различных деталей дизайна и стеков разных слоев. Эти инструменты в значительной степени устраняют зависимость от механических CAD - инструментов при работе с гибкими деталями, экономя время и деньги для дизайнеров и дизайнерских команд.

Используя современные инструменты проектирования PCB, разработчики и производители плат своевременно координируют свои усилия, чтобы способствовать экономии времени и эффективности в сочетании с аппаратными и программными технологиями. По сравнению с традиционными жесткими конструкциями плат и кабелей, сочетание аппаратного и программного обеспечения требует более тесного сотрудничества между дизайнерами и производителями. Успешное производство мягких и жестких соединительных панелей требует, чтобы дизайнеры и производители совместно разрабатывали правила проектирования, включая количество слоев в дизайне, выбор материала, размер отверстия, метод соединения и контроль размера. С подходящими инструментами проектирования мы можем четко определить и сбалансировать на ранних этапах проектирования, что оптимизирует мягкие и жесткие комбинированные платы и еще больше снижает общую стоимость.

Нельзя отрицать, что текущие тенденции в отрасли и потребительский спрос постоянно подталкивают дизайнеров и команды дизайнеров к тому, чтобы бросить вызов пределам дизайна и разработать новые электронные продукты для решения рыночных проблем.

Эти проблемы, жесткие PCB, особенно современный спрос на мобильные устройства, привели к тому, что сочетание аппаратных и программных технологий постепенно стало доминирующим в индустрии дизайна и приобрело более высокую коммерческую ценность в широком спектре применений, особенно в проектах, которые начинаются с сотен. Современные инструменты проектирования PCB поддерживают необходимые определения и моделирование для разработки 3D - продуктов, раннее сотрудничество и интеграцию всего программного и аппаратного обеспечения, что значительно уменьшает проблемы с интегрированным дизайном программного и аппаратного обеспечения и делает его решения более привлекательными; Кроме того, он дешевле, чем жесткий дизайн PCB для кабельных соединений. Для команды дизайнеров различные варианты дизайна PCB означают, что успех или неудача продукта находится на переднем крае.