PCB部落格 - PCB軟硬體組合設計的優點是什麼

這是一個快速變化的時代. 除了創造力和設計能力, 今天的 印刷電路板設計 也面臨許多限制. 他們需要面對越來越複雜的設計——一系列通過IO連接的周邊設備. 此外, 今天的設計越來越追求小型化, 產品成本低、速度快, 尤其體現在移動設備市場. 近年來, 大量高性能和多功能設備相繼出現, 市場發展迅速, 這讓聰明的消費者眼花繚亂. 將這些產品推向電子設計市場需要嚴格的設計流程, 通常涉及高密度電子電路, 和 印刷電路板設計 還考慮减少製造時間和成本.

幫助設計師和設計團隊應對這些挑戰的一個解決方案是使用硬體和軟體設計科技的組合, 那就是, the combination of hardware and 軟件 design of printed circuit board (印刷電路板）. 雖然這不是最新的科技, 多方的綜合因素表明，這項科技具有普遍性，可以降低成本. 從傳統的剛性 印刷電路板 通過電纜連接到當今的軟硬組合板科技, 從成本角度看, 連接兩塊硬板和軟電纜進行短期設計是可行的； 然而, 這需要在每個板上安裝連接器, 連接器需要組裝到電路板和電纜上，所有這些都新增了成本. 此外, 剛性印刷電路板 connected by cables are prone to electrical false soldering, 這將導致故障. 相反, 軟電路和硬電路的結合可以消除這些焊點, 使其更可靠, 並提供更高的整體產品品質.

讓我們仔細看看總成本. Figure compares the simulation manufacturing cost of 剛性印製板 採用傳統電纜連接和3D軟硬體組合設計. The 傳統的 design consists of a 固執的 board using flexible cables and connectors. 軟硬結合設計嵌入軟硬板, 中間有兩個內寘軟層. 整體結構由四層印刷電路板組成. 兩種設計的製造成本均基於以下報價： 印刷電路板 製造商, 包括裝配成本. 此外, 兩個獨立的四層電路板的成本, 需要新增傳統設計中的連接器和電纜.

What are the advantages of the soft and hard combination 印刷電路板設計

圖1：軟、硬組合設計和電纜連接之間剛性印刷電路板組裝成本的比較。

從圖中可以看出，當製造數量超過100臺時，軟硬體設計相結合將比傳統設計方案節省更多時間，提高效率。 主要原因是軟硬體組合電路不包含任何連接器組件/電纜，囙此不需要連接器組件。 不僅如此，它們具有可靠的效能和卓越的科技。 這只是冰山一角。

通過硬體和軟體技術的結合，設計者可以在單個封裝中互連多個印刷電路板，而無需使用連接器、電線和電纜。由於軟焊板和硬焊板不需要電纜組裝，囙此總的組裝消耗和測試複雜性降低，這兩者都有助於降低成本。 此外，需要購買的部件更少，這减少了物料清單，從而降低了供應鏈風險和成本。 軟硬組合板使產品的維護更加方便，在整個產品生命週期內節約了成本。

對於使用硬體和軟體設計科技的任何項目、設計和成本控制來說，製造、裝配、測試和物流成本是一個不容忽視的因素。 硬體和軟體設計的結合通常需要一個機械團隊來協助最終產品的柔性設計和印刷電路板集成。 這一過程耗時、成本高昂且容易出錯。

更糟糕的是, 印刷電路板設計 工具 often ignore the folding and 裝配 problems of hardware and 軟件 combined design. 硬體和軟件的結合需要設計師用3D思維進行思考和工作. 柔性部件可以折疊, 扭曲和軋製以滿足機械設計要求. 然而, traditional 印刷電路板設計 工具不支持3D 印刷電路板設計 或剛性設計零件的彎曲和褶皺類比, 甚至是不同堆棧設計部分的定義, 包括柔性設計部件.

囙此，將硬體和軟件相結合的設計師被迫手動將3D設計的剛性和柔性部分轉換為平面和2D生產格式。 隨後，設計師還需要手動記錄軟設計區域，並仔細檢查以確保剛性和柔性區域之間沒有放置任何組件或通孔。 這個過程還受到許多其他規則的約束，其中大多數規則不受印刷電路板設計軟體的支持。

一般來說, compared with the standard 剛性印製板 design與傳統 印刷電路板 software, 處於弱勢競爭地位, 需要更多的努力來設計硬體和軟件的組合 印刷電路板. 幸運地, 具有先進3D功能的現代設計工具可以支持柔性設計零件的彎曲定義和類比, 以及不同設計部件和不同層堆棧的定義. 這些工具在很大程度上消除了處理柔性零件時對機械CAD工具的依賴, 節省設計師和設計團隊的時間和金錢.

通過使用現代印刷電路板設計工具，開發人員和電路板製造商及時協調，以促進硬體和軟體技術結合的省時高效。 與傳統的剛性電路板和電纜設計相比，硬體和軟體設計的結合需要設計師和製造商之間更緊密的合作。 軟質和硬質粘合板的成功生產需要設計師和製造商共同製定設計規則，包括設計中的層數、資料選擇、通孔尺寸、粘合方法和尺寸控制。 通過適當的設計工具，我們可以在設計的早期階段明確定義和平衡，從而優化軟硬體組合板，進一步降低總體成本。

不可否認，當前的行業發展趨勢和消費者需求不斷推動設計師和設計團隊挑戰設計極限，開發新的電子產品以應對市場挑戰。

這些挑戰, 剛性印製板 尤其是當今對移動設備的需求, 推動了硬體和軟體技術的結合，逐步成為設計行業的主流, 並在廣泛應用中獲得了更高的商業價值, 尤其是那些從數百套開始的項目. 現代的 印刷電路板設計 工具支持3D產品開發的必要定義和類比, 早期合作和所有軟硬體集成, 大大减少了軟硬體集成設計的麻煩, making its solution more attractive; 此外, it is cheaper than the 固執的 印刷電路板設計 用於電纜連接. 對於設計團隊, 印刷電路板設計 不同的選擇意味著產品的成敗取決於一線.