Thiết kế bảng mạch in (PCB) với các thành phần nhúng là một phương pháp phát triển nhanh chóng giúp các kỹ sư đẩy ranh giới của sự thu nhỏ và hiệu suất. Bằng cách gắn kết các thành phần thụ động và hoạt động trực tiếp vào các thành phần phụ và hoạt động, các nhà thiết kế có thể giảm thiểu các mục tiêu, cải thiện tính năng điện tử, và tăng cường đáng tin cậy. Phương pháp này là quan trọng cho các ứng dụng như có thể mặc, cấy ghép y học, i- vi- tơ, và không gian điện tử nơi có độ cao và độ chính xác cao. Trong hướng dẫn này, chúng tôi sẽ tìm kiếm những hướng dẫn toàn diện, vật liệu thiết kế, sự lựa chọn, tính nhiệt, tính năng, tính năng và các thành công cụ, thành công cụ và các thành phần.

Hiểu công nghệ thành phần nhúng

Thành phần nhúng được dùng để chống lại, tụ điện, bộ phận dẫn điện, hoặc thậm chí hoạt động chết đi mà được đặt trong lớp của máy PCB chứ không được gắn trên bề mặt. Các yếu tố này được dùng để tăng cường công nghệ, có kích cỡ cấu trúc PCB, vị trí và sự kết nối. Kết quả này được đặt trong các lớp nhỏ hơn, hiệu ứng tương đối nhỏ hơn, giảm hiệu quả hoạt động không rõ ràng. Theo một tờ giấy trắng trên thành phần nhúng, kỹ thuật này có thể giảm đến 40% kích cỡ bảng thành phần trong khi tăng cường độ trung lập và giảm lực.

Lợi ích chính của thành phần nhúng

  • Hãy dùng lại: [FLT: 1] nhúng các thành phần tiết kiệm không gian bằng cách sử dụng độ dày phụ không dùng, cho phép các dấu chân thiết bị nhỏ hơn và các sản phẩm mỏng hơn.
  • [FLT: 0] Trình diễn đã mặc định:) Các liên kết ngắn hơn giảm hiệu giảm dấu chấm và sự kết nối, tăng cường độ toàn vẹn tín hiệu và cho phép tần số hoạt động cao hơn với nhiễu thấp hơn.
  • Tính bền vững ) và các kết nối bên ngoài giảm các điểm khả năng thất bại, đặc biệt là khi bị căng thẳng hoặc đạp xe nhiệt.
  • [FLT: 0] Xác thực = [FLT: 1] Cho phép các yếu tố hình thức đổi mới như cong hoặc linh hoạt con, và cho phép cấu trúc phức tạp ba chiều như mô- đun xếp chồng.
  • Thành phần nhiệt độ:) thành phần có thể được đặt gần hơn với nhiệt thông qua hoặc bồn nhiệt, cải thiện việc giảm nhiệt trong thiết kế năng lượng cao.

Thiết kế dòng và mô phỏng

Việc hoạch định và phân tích sự đòi hỏi từ ban đầu

Trước khi bắt đầu thiết kế thành phần nhúng, rõ ràng xác định các yêu cầu điện và cơ chế. Xác định các thành phần nào sẽ có lợi nhất từ việc nhúng - tiêu chuẩn cao, giảm thiểu sự tụ tụ tụ, hoặc nhỏ hoạt động chết. Hãy dùng các công cụ mô phỏng như Bộ điều chỉnh Phòng thu và Ansy HFSS để mô phỏng hành vi điện từ của các kết nối lẫn nhau và xác nhận rằng các khiếm khuyết vẫn còn trong các giới hạn được chấp nhận. Việc này chạy chương trình mô phỏng sẽ giảm thiểu các thiết kế thiết kế thiết kế thiết kế lại đắt tiền sau này.

Chọn thành phần để nhúng

Chọn các thành phần được xếp hạng cho tiến trình nhúng, bao gồm nhiệt độ cao (lên đến 200°C trong quá trình kiểm soát). Ứng dụng cơ học có độ cao thấp (thường dưới 0.5 mm), sự kết hợp mạnh (được bảo quản hay đồ gốm), và có sẵn trong các gói nhỏ như 0201 hoặc 0402 cho những thứ thụ động. Đối với phần hoạt động, người chết, người ta chết hoặc gói phần mềm phân tử rộng hoặc cấp độ phân tử (WGP) thường gặp. Người tham khảo với thành phần cung cấp thành phần con số sẵn sàng.

Chọn lựa vật chất cách thấp kém

Phần mềm PCB phải thích nghi với các thành phần nhúng trong khi duy trì cấu trúc toàn vẹn. Các vật liệu tương thích mật độ cao (HDI) với hàm lượng cao của FR-4 với nhiệt độ chuyển đổi kính, polyimide, hoặc LCP (liquid mase glug). Đối với các ứng dụng độ cao, vật liệu giảm thiểu như Rogers RO4000 hay PTFE hợp chất hóa. Các yếu tố nhiệt độ mở rộng nên khớp với các thành phần trong quá trình nhiệt độ cao.

Thiết kế cho các dòng hướng dẫn khả năng chế tạo (DFM)

Kế hoạch xếp chồng

Khi thiết kế chồng lớp, phân phối các lớp riêng biệt cho các thành phần, thường ở các lớp bên trong, nơi chúng được bảo vệ bởi các chất liệu chuẩn bị và các chất đồng. Dùng chất chồng cân xứng để ngăn chặn trang chiến tranh. Hãy lập kế hoạch các chiều không gian chính xác - chúng phải lớn hơn thành phần một chút so với thành phần để cho phép đăng ký. Bao gồm các sợi khớp để sắp xếp trong vị trí thành phần.

Name

Các thành phần nhúng cần thiết các mối liên kết dọc để đạt các lớp khác. Dùng các cụm vi lực (các cụm nhỏ được khoan) với đường kính nhỏ (75–100 mm) để kết nối từ các bộ phận thành phần nhúng tới các lớp đồng lân cận. Để tìm các đường dẫn hiện thời, hãy xem xét các đường dẫn qua lỗ, nhưng chú ý chúng tiêu thụ không gian. Các vi mô có thể giảm độ dài tín hiệu. Bảo đảm là qua các miếng được thiết kế để chứa các lớp đồng. Thường dùng vòng i chuyển động sai, có 50m bỏ.

Truy cập kiểm tra và kiểm tra

Kết hợp các điểm thử nghiệm trên các lớp có thể truy cập được để cho phép kiểm tra mạch (ICT) hay bay thử nghiệm sau khi kiểm tra. Nhồi có thể làm ẩn các thành phần, làm kiểm tra thị giác khó. Dùng kiểm tra X- X để kiểm tra độ thẳng và chất lượng khớp bán. Một số nhà sản xuất cung cấp tự động kiểm tra quang học (OI) cho các lớp được nhúng trước khi kiểm tra lần cuối. Thiết kế với tính năng tự thử tự kiểm tra (tiếng nói) nơi có thể đơn giản hóa lỗi.

Chiến thuật quản lý nhiệt

Các thành phần nhúng có thể tập trung nhiệt độ trong vùng, làm tăng nhiệt độ địa phương.

  • Dùng nhiệt trực tiếp qua các bộ phận dưới hoặc kề bên để dẫn nhiệt đến các lớp hoặc bồn nhiệt.
  • Làm việc kim loại mô phỏng hoặc cách ly kim loại phụ (MIS) cho thiết kế năng lượng cao.
  • Kết hợp những máy phát nhiệt như đồng tiền hoặc tờ giấy mỏng được xếp chồng lên nhau.
  • Trong khi mô phỏng, hãy thực hiện phân tích nhiệt sử dụng các công cụ như FloTHERM hoặc Icepak để đảm bảo nhiệt độ giao nhau vẫn còn dưới mức đánh giá thành phần.

Thí dụ, một nghiên cứu của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia ) cho thấy rằng việc nhúng nhiệt có thể giảm thiểu sự chống nhiệt từ lên đến 30% so với các thành phần được mặt đất.

Chi phí cân nhắc và giảm giá

Công nghệ thành phần nhúng thường tăng chi phí sản xuất do các bước tiến tiến trình bổ sung (các bước cân bằng, vị trí thành phần, sự tinh luyện và kiểm tra). Tuy nhiên, chi phí tổng thể có thể thấp hơn nếu nó giảm kích cỡ bảng, loại bỏ các liên kết, hoặc cải thiện năng suất. Điều khiển tổng chi phí phân tích quyền sở hữu bao gồm việc lắp ráp, nhà ở và thử nghiệm. Đối với sản xuất hàng loạt, chi phí đơn vị có thể trở nên cạnh tranh với công nghệ trên bề mặt truyền thống, đặc biệt khi sử dụng các tiến trình xếp bảng. Một hướng dẫn chi tiết về mô hình chi tiết có sẵn từ [F: F: F: F: F: F: F.

Sự thử thách và bảo đảm chất lượng

Kiểm tra điện

Sau khi tạo ra, thực hiện các cuộc thử nghiệm liên tục và cách biệt bằng cách tự động sửa. Các liên kết đã nhúng có thể kháng cự cao hơn do giao diện microvia; bảo đảm các giá trị tương ứng với nhau. Dùng bộ phản ánh thời gian (TDR) để xác định các đường thẳng tốc độ cao.

Thử ra tính đáng tin cậy

Bảng mẫu thử nghiệm đối tượng cho việc đạp xe nhiệt (v. d., -40°C đến 1,25 °C), phơi nắng độ ẩm (85 ° C/85% RH), và rung động cơ học để xác nhận các thành phần nhúng đó vẫn còn tồn tại. Hãy kiểm tra xem có sự tăng trưởng, nứt, hoặc co giãn không. Một ví dụ về tiêu chuẩn thử nghiệm đáng tin cậy là JEECEEED22-A104 để đo nhiệt độ.

Metric chất lượng

Làm việc với nhà sản xuất để xác định các đo lường chất lượng chính: chính xác vị trí thành phần (thường là vội50 Graft), không dùng các lớp dính (20%) và không dùng khoảng trống. Hãy dùng khả năng quản lý tiến trình thống kê (PC) để theo dõi các biến thể trong quá trình sản xuất.

Hợp tác với các nhà sản xuất

Thực hiện thành phần nhúng cần thiết hợp tác chặt chẽ với một máy tạo bản sao PCB trải nghiệm trong công nghệ này. Chia sẻ tập tin thiết kế của bạn sớm hơn và yêu cầu duyệt qua DFM. Bàn bạc khả năng tiến trình: chiều sâu, độ dày thành phần, và giới hạn áp suất độ chịu lực. Nhiều nhà sản xuất cung cấp danh sách thiết kế (FLT: 0) Würrktronik [FL: 1] cung cấp hướng dẫn để tạo ra các hướng dẫn để làm nhiễu với các thiết bị đẩy mạnh sự hỗ trợ mỏng.

Name

Cánh đồng đang tiến triển nhanh chóng với sự phát triển trong việc in 3D [FLT: 0] việc in phụ, thêm vào số lượng người điều khiển nhúng, và sự kết hợp của hệ thống vào gói (SiP) đang tiến tới. Việc nghiên cứu từ [FLT: 0] việc in [FLT: 1] chỉ ra [FLT: 1] để nhúng các con chip nhỏ vào sự kết hợp giữa các bộ phận khác nhau. Hơn nữa, việc sử dụng vật liệu điện cực tiên tiến với tính năng cao hơn sẽ hiệu lực việc phân phối các thành phần. Các nhà thiết kế nên ở lại qua các cuộc hội thảo (v. d. S.I.C.S.S.S.S.S. và Cập nhật các tiêu chuẩn re.

Kết luận

Thiết kế PCB với các thành phần nhúng đại diện cho một bước nhảy vọt đáng kể trong việc thu nhỏ và hiệu suất điện tử. Bằng cách làm theo các chỉ dẫn trong bài này- chọn thành phần cẩn thận, lựa chọn vật chất tối ưu, mô phỏng vật chất nghiêm ngặt, thực hành tốt nhất, và kiểm tra kỹ thuật viên có thể khai thác tiềm năng của công nghệ này. Trong khi thực hiện đòi hỏi đầu tư và hợp tác chặt chẽ với nhà sản xuất, phần thưởng trong việc giảm kích thước, độ chính trực, và đáng tin cậy. Trong quá trình sản xuất thành thạo và giảm chi phí, thiết kế nhúng sẽ trở thành một phương pháp thông thường cho các sản phẩm điện tử thế hệ tới.