Embedded PCB-Technologia cyfrowa wymaga zminiaturyzowanych, niezawodnych i wydajnych urządzeń, aby pasowały do naszego codziennego życia. Złożone maszyny medyczne, lotnicze i komunikacyjne również wymagają takich właściwości, aby zwiększyć ich wydajność. Jednym ze sposobów osiągnięcia tych właściwości jest zastosowanie wbudowanej płytki PCB. Te płytki drukowane są praktycznym rozwiązaniem dla gęstości i złożoności nowoczesnych urządzeń elektronicznych, zwłaszcza w przemyśle mobilnym. Przyjrzeliśmy się tym płytkom drukowanym szczegółowo poniżej, więc przeczytaj, aby dowiedzieć się więcej!
Embedded PCB-Co to jest wbudowana płyta PCB?
Wbudowana płytka PCB to płytka drukowana zawierająca wbudowane komponenty zapewniające wysoką wydajność i efektywność. Technologia osadzania komponentów pomaga również zminimalizować straty w transmisji i zredukować ścieżki połączeń między komponentami w celu miniaturyzacji PCB.
Wbudowana płytka PCB
Dlaczego warto osadzać komponenty na płytce PCB?
Osadzanie komponentów na płytce PCB przynosi następujące korzyści.
Embedded PCB-Miniaturyzacja
Komponenty osadzone w płytach flex i rigid zmniejszają liczbę części do zamontowania na warstwach powierzchniowych. Ponadto, mogą one zminimalizować rozmiar płytki PCB lub umożliwić zmieszczenie większej ilości elementów na tym samym rozmiarze płytki.
Niezawodność mechaniczna
Osadzanie komponentów zamiast ich lutowania powoduje zmniejszenie liczby połączeń lutowanych, które mogą ulec awarii. Rozpraszanie ciepła jest również łatwiejsze w przypadku elementów osadzonych, ponieważ można umieścić komponenty w bezpośrednim kontakcie z otworami.
Embedded PCB-Lepsze parametry elektryczne
Osadzanie pozwala na umieszczenie komponentów w linii ścieżki sygnału poniżej ścieżek łączących. Dzięki temu można zredukować długość ścieżki łączącej pomiędzy nimi. Ponadto, taka redukcja ścieżki poprawia integralność sygnału i minimalizuje indukcyjność i pojemność, które tworzą szum w sieci sygnałowej. Dodatkowo, zmniejsza efekty pasożytnicze w obwodach wysokiej częstotliwości. Ekranowanie EMI jest również łatwiejsze w przypadku komponentów wbudowanych, ponieważ można je otoczyć za pomocą przelotek z otworem na masę.
Embedded PCB-Obniżone koszty
Komponenty wbudowane wymagają mniej pracy przy montażu niż w przypadku technologii montażu przelotowego lub powierzchniowego. W związku z tym można zaoszczędzić na kosztach, zwłaszcza w przypadku płyt PCB o dużej gęstości, wymagających skomplikowanego montażu ręcznego.
Napędza innovate
Redukcja kosztów i rozmiarów automatycznie wymusza innowacje w technologii PCB.
Czynniki wpływające na projektowanie wbudowanych płyt PCB
Następujące czynniki mają wpływ na projektowanie wbudowanych płytek drukowanych.
Rozmiar płytki PCB
Po pierwsze, układ i rozmiar płytki PCB musi odpowiadać aktywnym i pasywnym komponentom, które zostaną na niej zainstalowane. Dlatego wymiary płytki powinny umożliwiać prawidłowe rozmieszczenie komponentów i minimalizować ryzyko przegrzania.
Zarządzanie termiczne
Ślad o wysokim natężeniu prądu generuje dużo ciepła na płytce PCB. Można jednak poprawić rozpraszanie ciepła na płytce poprzez zwiększenie grubości śladu lub zbudowanie płaszczyzn miedzianych.
Miejsca montażu
Lepiej jest montować ciężkie komponenty po stronie płyty, aby zminimalizować mechaniczne naprężenia na podkładkach lutowniczych. Należy również rozważyć rozłożenie urządzeń zasilających na całej powierzchni płytki.
Rodzaje wbudowanych komponentów
Osadzanie układów scalonych na płytkach drukowanych może przyjąć jedną z następujących metod.
Zintegrowana płytka modułowa
Po pierwsze, IMB wymaga wyrównania komponentów. Następnie należy ułożyć je w zagłębieniu i użyć kontrolowanego frezowania wgłębnego, aby umieścić otwór w laminacie rdzenia. Następnie wypełnij wnękę polimerem formierskim, który zapewnia elektryczną, chemiczną i mechaniczną kompatybilność z podłożem.
Izotropowe wypełnienie polimeru lutem pomaga stworzyć niezawodne połączenia lutowane podczas laminowania wbudowanego elementu.
Pakiet wbudowany na poziomie wafla
EWLP obejmuje wykonanie wszystkich etapów technologicznych i montaż komponentów na poziomie wafla. Proces ten ogranicza obszar IO do wielkości stopy układu scalonego i wymaga zastosowania wentylatora.
Wbudowane układy scalone (Embedded Chip Buildup)
ECBU wymaga montażu chipów na folii poliimidowej, a następnie zbudowania struktur łączących.
Embedded PCB-Chip w polymerize
Ten proces polega na osadzaniu cienkich chipów w warstwie dielektrycznej podczas produkcji, zamiast integrowania ich z warstwą wewnętrzną. W tym procesie można użyć standardowych laminowanych materiałów podłoża.
Jak komponenty są osadzane w płytce drukowanej?
Komponenty pasywne i aktywne można osadzać przy użyciu jednego z następujących procesów.
Po pierwsze, formowanie komponentów na podłożu.
Po drugie, umieszczanie komponentów w wewnętrznych zagłębieniach utworzonych w płytce drukowanej.
Istnieje kilka sposobów tworzenia wnęk w płytce drukowanej. Należą do nich:
Embedded PCB-Wiercenie laserowe
Wiercenie laserowe może stworzyć wgłębienie o precyzyjnej głębokości. Po wywierceniu otworu należy dodać przewodzący materiał klejący, aby utrzymać komponent w otworze. Na koniec należy stopić klej przez podgrzewanie, aby stworzyć silne połączenie lutownicze z osadzoną częścią.
Frezowanie i trasowanie
Frezowanie i trasowanie jest kolejną alternatywą dla tworzenia wgłębień. Jednakże, kształt i rozmiar sprzętu ograniczy rozmiar wnęki.
Bezpośrednie wytwarzanie w materiale dielektrycznym
Ten proces nie wymaga frezowania ani wiercenia. Możliwe jest wykonanie niektórych cienkich płytek bezpośrednio w warstwie dielektrycznej PCB.
Jednak biorąc pod uwagę elementy pasywne i aktywne, można je osadzić na następujące sposoby.
Embedded PCB-Urządzenia aktywne
Półprzewodniki zazwyczaj znajdują się w zagłębieniu. Jako projektant, musisz starannie ułożyć wiązania matrycy. Celem jest stworzenie krótkiego i bezpośredniego połączenia pomiędzy tym komponentem a zewnętrznym. Istnieją dwa sposoby osadzenia układu scalonego. Po pierwsze, można wypełnić wnękę materiałem polimerowym, aby przymocować układ do podłoża. Po drugie, można go wstępnie osadzić w materiale dielektrycznym podczas produkcji.
Embedded PCB-Urządzenia pasywne
Możliwe jest osadzenie elementów pasywnych na płytkach PCB przy użyciu różnych wartości folii miedzianej, farby przewodzącej i materiału dielektrycznego. Zaprojektuj te części na płytce podczas procesu projektowania i określ materiały dla każdego komponentu.
Proces montażu płyt PCB z wbudowanymi komponentami
Proces montażu komponentów na płytkach wbudowanych obejmuje metody lutowania i montażu przelotowego.
Embedded PCB-Montaż za pomocą lutu
Proces ten obejmuje montaż na gotowo i montaż na chipie. Pierwsza metoda obejmuje proces montażu typu flip flop lub drut. Można jednak użyć żywicy przewodzącej lub lutowania na fali przy montażu układów scalonych.
Embedded PCB-Montaż Przez otwór
Montaż przelotowy również obejmuje metody montażu gołego dire i chipa. Jednak w tych procesach można zastosować klej przewodzący lub opcje montażu przez otwór.
Zastosowania wbudowanych płytek drukowanych
Procesory komputerowe
Przewodowe i bezprzewodowe systemy szerokopasmowe
Urządzenia medyczne (rentgen, ultradźwięki, urządzenia fitness, rezonans magnetyczny itp.)
Technologia backplane
Podsumowanie
Podsumowując, płytki PCB typu embedded wymagają nieco więcej pracy przy montażu komponentów w wewnętrznych warstwach. Jednak korzyści z tego płynące są tego warte. Mamy nadzieję, że wiele dowiedziałeś się z tego artykułu. Jeśli uważasz, że coś pominęliśmy, zostaw komentarz w sekcji czat/wiadomości, a my odezwiemy się do Ciebie asap.
