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PCB开发未来有什么趋势?

  • 发表时间:2021-07-02 16:12:01
  • 来源:本站
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在 PCB 开发方面, 物联网时代 已经来临,它几乎接管了数字世界的方方面面。

 到 2020 年,地球将至少有 200 亿台支持互联网的设备用于 PCB开发。

通过利用这项技术,开发人员正在为可穿戴设备、家庭自动化和医疗监控系统、智能汽车和未来城市等创新开发智能连接平台。

作为最新的科技小子,物联网为物理和数字组件之间的连接带来了吉祥的表现。本文将详细谈谈物联网的发展和未来。你想了解更多吗?

物联网:推动 PCB 开发的新方法

当今 PCB 发展的主要趋势之一是越来越普遍地使用柔性和高密度互连(电路板制造。传统的 PCB 布线方法无法实现这一点。使用HDI技术,如盲孔和埋孔,以节省宝贵的空间。HDI设计还有助于降低功耗和提高性能,使其非常适合物联网设备。

PCB开发未来有什么趋势?

图 2 –柔性 PCB

flex 和 HDI 方法结合到 PCB设计中,公司能够制造出受热应力和信号损失等因素影响较少的微型移动设备,而不会影响性能。物联网设备现在可以比以往更小、更轻、更快。  

为物联网制造 PCB:有什么不同?

虽然物联网不需要对PCB开发进行彻底的改造,但它为设计表带来了新的考虑。

由于不同的设计方法,基于物联网的 PCB的布局、制造和组装过程有很大不同。

首先,物联网PCB 通常由刚柔结合或柔性电路组件组成,这与传统电路板的大而平的特性相反。

使用柔性组件制造需要对弯曲比、生命周期迭代、信号迹线厚度、刚性和柔性电路层、铜重量、加强筋放置以及组件产生的热量进行广泛、高精度的计算。

此外,为物联网开发PCB 要求设计人员确保刚性和柔性侧层之间的牢固粘合,并且还需要对 0201 和 00105 封装等非常微小的组件有深入的了解。

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图 3 –永久连接在一起的柔性和刚性电路板灵活和移动。因此,将FR4 用于方形 PCB 制造正在逐渐为新材料铺平道路,例如柔性铜、塑料甚至网状材料。

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图 8 – 刚柔结合铜

在未来,FR4 设计师将需要与知道如何使用替代材料的专家合作

研究公司目前是物联网开发人员寻求无线自主传感器和柔性电路咨询和测试服务的首选。

 更加重视无线连接

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图 9 – 无线发射器模块

无线模块和射频电路为物联网产品提供了与周围环境通信、收集数据并将其发送到在线和离线服务器的关键能力

如今,市场上充斥着物联网友好型模块和射频组件,所有这些模块和射频组件都保持较小的占地面积,同时包含尽可能多的功能。

然而,随着世界连接需求的发展,无线技术将进入越来越多的小工具,PCB 设计人员将不得不应对将更强大、更可靠的模块安装到更小的电路板上的挑战。

规定范围、数据传输速度和安全性等参数的协议可能需要修改和更新,以满足新出现的需求。

更令人兴奋的是,随着标准化成为常态,完全有可能让一个主要的无线协议统治未来的物联网世界。

更加关注功耗

未来的物联网产品可能会取消物理电源端口和插入式电源,取而代之的是电池和能量收集功能,以促进便携性以及人工智能。

物联网市场越来越渴望能够连续工作且几乎不需要人工干预的智能设备。因此,PCB 设计人员需要更加重视能效,才能在未来取得成功。

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图 10 – 功率预算

一种实现更好功耗的有前途的方法是为 PCB 上的各个功能块制定功率预算,而不是将产品作为一个整体考虑。这样,设计人员将获得急需的灵活性来识别和改进耗电组件。

用于人体的 PCB

随着物联网开发人员发现改善日常生活的新方法,健康和健身电子产品的数量每年都在扩大。然而,人体对 PCB 设计人员提出了一些独特的挑战。

例如,我们身体的极度损耗性意味着任何打算佩戴或装在口袋里的设备都需要保持足够强的信号来克服噪音。

此外,由于湿气和电路不会混合,因此设计物联网可穿戴设备需要开发人员仔细考虑汗水和水的影响。

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图 11 – 超低功耗 PsiKick 监控芯片

机械工程师在防潮封装的开发中发挥着重要作用,但随着物联网小工具的更多用途出现,PCB 设计人员将需要做更多工作,以确保敏感组件得到良好保护。

 坚定的可靠性

小型化的物联网设备需要非常高的制造精度。虽然大多数设计人员通常习惯于更换传统电路板上的油炸通孔组件,但物联网市场无法容忍失败。

手表和助听器等敏感设备必须一直工作。   

随着对物联网产品的需求不断上升,PCB 设计人员需要确保他们的电路板开箱即用。

这意味着在开始物理制造之前,要花费大量时间在像 PSpice 这样的模拟程序上,仔细优化他们的原型以获得最佳性能。

结论

电子设计正在经历广泛的变化以跟上物联网的步伐。新方法正在占据中心位置,PCB 制造商逐渐将产品开发视为一个整体,而不仅仅是电路板的设计。

随着对具有微型、轻型组件的强大电路板的需求进一步扩大,具有想象力和专业知识以利用新兴机会的设计师和制造商将受益匪浅。