Você sabe como fazer o layout da PCB do sensor CMOS?

Você já pensou em como você pode tirar fotos tão incríveis com seu smartphone? As câmeras portáteis contêm sensores CMOS, que são parte integrante da criação de imagens de alta qualidade. Você gostaria de saber mais sobre esses sensores e seu layout de PCB ? Nesse caso, você veio ao lugar certo! Continue lendo para saber tudo o que você precisa saber sobre sensores CMOS e descubra as diretrizes a serem seguidas para oferecer um desempenho consistente.

O que são sensores CMOS?

O sensor CMOS é um dispositivo meta-óxido-semicondutor complementar. É um sensor de imagem que identifica e transfere as informações que uma câmera precisa para criar uma imagem. O sensor detecta a luz que atravessa ou atinge objetos e a captura. O sol é convertido em sinais que mais tarde entregarão a visão.

Os dois principais tipos de sensores de imagem são CMOS e CCD. Numerosas indústrias tiram proveito desses sensores, incluindo eletrônicos de consumo, equipamentos médicos, dispositivos de imagem térmica usados ​​na indústria de caça e militar, produtos de sonar e radar, etc.

Qual ​​é a diferença entre sensores CCD e CMOS?

Se estamos falando de smartphones, câmeras digitais e outros produtos projetados para uso individual, as chances são de que os sensores utilizem a tecnologia CMOS. A razão pela qual os fabricantes os escolhem é seu preço acessível e consumo de energia moderado. Ambos são importantes para os proprietários de smartphones que desejam obter a melhor duração de bateria possível a um preço acessível. Os sensores CMOS também são a principal escolha em qualquer lugar onde você ainda precise de fotografia.

A semelhança entre a tecnologia CMOS e CCD é que eles visam capturar a luz e depois transferi-la para sinais elétricos. A especificidade de um dispositivo CCD é que cada célula é analógica. Ao detectar o sol, uma pequena carga em cada sensor o mantém no chip. O amplificador mais próximo tem a função de amplificar as cargas em pixels. O processo continua até que todas as linhas de pixel tenham custo e saída expandidos.

Ao contrário disso, os sensores CMOS possuem amplificadores para cada pixel individual. Isso significa que eles têm um espaço menor para capturar a luz. Não é um problema porque cada fotodiodo tem micro-lentes na frente dele. Essas lentes têm a função de focalizar a luz no diodo. Isso garante a detecção de visualizações; caso contrário, você pode perdê-lo.

Você está se perguntando sobre as vantagens dos sensores CMOS?

Para começar, eles não precisam usar tantos componentes quanto a tecnologia CCD. Isso os torna mais acessíveis e acessíveis para uso em produtos de consumo. Esses sensores também podem ser mais rápidos que o CCD e ter menor consumo de energia, aumentando a bateria da sua aplicação. Finalmente, você também se beneficiará de uma resistência aprimorada à descarga de eletricidade estática.

A importância da natureza integrada dos sensores CMOS

Uma característica essencial dos sensores CMOS é que eles têm uma natureza integrada. Graças a isso, você pode incluir menos componentes em seu PCB do que o normal, o que pode ajudá-lo a economizar espaço e dinheiro.

É vital notar que esses sensores são sensíveis ao ruído. Isso é crucial saber porque eles têm a capacidade de fornecer fotos de baixo ruído. No entanto, você também pode lidar com imagens ruidosas ou granuladas se outros componentes emitirem EMI ou se a tensão de alimentação flutuar e oscilar. Tudo isso pode causar ruído, e você também deve ter cuidado com os transientes de over e undershoot.

Os sensores CMOS têm a tarefa de detectar um sinal analógico em um nível de pixel. A próxima coisa que eles fazem é converter esse sinal em um número digital, e essa informação vai para um IC encarregado de processar sinais externos. Isso significa que sua principal consideração deve ser garantir o roteamento adequado de mensagens mistas.

Você encontrará sensores que utilizam LVDS e outros padrões de sinalização. Certifique-se de que o roteamento segue a regra fornecida. Outra coisa a considerar é a tensão da fonte de alimentação. Você provavelmente precisará de fontes diferentes para os circuitos analógicos e digitais do chip. Isso ocorre porque eles utilizam uma faixa de tensão diversificada. Embora a voltagem dos circuitos digitais possa variar, o analógico tem uma voltagem padrão de -3V, embora alguns fabricantes escolham uma variedade diferente.

Sensor CMOS – Outras considerações sobre layouts de sensores CMOS

Quando se trata de montagem de sensores CMOS, você geralmente usará um orifício de passagem ou montagem em superfície. Em alguns casos, esses sensores podem estar na forma de um molde que você pode montar em um pacote BGA. No entanto, você também pode integrar outros sensores com o bloco de processamento de sinal. A abordagem de SoC único (sistema em chip) requer quatro ou mais camadas para manter em mente durante o gerenciamento de empilhamento.

Você deve usar esse número de camada para definir uma camada de solo abaixo da superfície com o sensor CMOS. O plano de aterramento deve ter áreas diferentes para seções digitais e analógicas. Pode não ser aconselhável usar uma divisão do plano de terra, pois você pode encontrar problemas com a sensibilidade ao ruído. Você também não quer nenhum circuito com alta frequência ou alta velocidade perto do sensor, então considere colocá-los longe dele.

Você pode considerar usar uma fita flexível para rotear as conexões de saída e entrada sobre ela.

No entanto, você só pode facilitar isso com o posicionamento adequado do sensor CMOS em sua placa. Você também precisará considerar o estabelecimento de caminhos de retorno confiáveis. Graças a isso, você diminuirá a vulnerabilidade EMI do circuito, o que pode ser vital para melhorar a confiabilidade do sensor e da placa. A maioria dos fabricantes evitará usar uma placa de circuito impresso flexível com um sensor CMOS.

Se você está procurando uma empresa que possa lidar com o projeto e montagem de PCBs com um sensor de imagem, sinta-se à vontade para entrar em contato com a WellPCB. A complexidade do projeto é irrelevante porque possui anos de experiência e centenas de projetos de sucesso em seu portfólio.

WellPCB pode ajudá-lo durante todo o processo. A equipe experiente ajudará a tomar as decisões corretas para o design de sua placa e cuidará da montagem. No menor tempo possível, você terá um PCB de alto desempenho à sua porta.

Sensor CMOS – Equilíbrio entre um layout matemático e um gabinete mecânico

É natural que o layout de uma placa de circuito impresso tenha certas especificidades. Por exemplo, é vital garantir o equilíbrio ideal entre o gabinete mecânico de sua aplicação e o layout elétrico. Você precisará acomodar filtros, lentes e outras ópticas mecanicamente e integrar uma placa que contém o sensor de imagem.

Algumas câmeras também podem ter a possibilidade de mover a ótica para definir o foco desejado. No entanto, placas de circuito impresso com sensores precisam ser mantidas na mesma posição, mesmo que possível. Existem maneiras de movê-los também, mas eles exigem geometria avançada.

Felizmente, os smartphones possuem algoritmos que permitem o foco automático nos dias de hoje. É por isso que você não precisa se preocupar com lentes em movimento. Mas você precisará trabalhar com equipes elétricas e mecânicas para garantir que tudo se encaixe perfeitamente.

Guia de colocação de componentes do sensor CMOS em layouts de alta velocidade

Você ainda seguirá as regras usuais para projetar um layout de PCB. Isso significa que você deve utilizar a abordagem DFM (design para fabricação) e criar uma placa que uma máquina da vida real tenha recursos de montagem. No entanto, um layout de alta velocidade exigirá algumas considerações específicas em relação ao posicionamento dos componentes.

Os caminhos dos circuitos precisam ser priorizados porque você deseja que a distância que os sinais devem cruzar seja mínima. Os pinos precisam ter a conexão mais direta possível em redes críticas, o que você precisa considerar ao seguir o esquema do circuito.

Você também não quer que os traços de sinais passem por planos divididos. Isso garantirá um caminho de retorno confiável, essencial para um layout de alta velocidade. Além disso, considere opções extras de resfriamento porque você não deseja problemas de alta temperatura se certas partes ficarem muito quentes.

Sensor CMOS – Como rotear circuitos PCB de alta velocidade corretamente

Você não deve esperar muitas surpresas em termos de roteamento de rastreamento. No entanto, os requisitos de comprimento do traço podem variar e é essencial seguir as diretrizes recomendadas. Se você usar o software certo ou contratar um especialista, determinar as larguras de traço ideais não deve ser um problema.

É vital observar que o caminho mais direto pode não ser a melhor solução de roteamento para seu aplicativo. Sua principal consideração deve ser proteger o roteamento de rastreamento de alta velocidade, e a melhor maneira de fazer isso é considerar o caminho completo do sinal.

Conclusão

Os sensores CMOS são componentes benéficos que garantem imagens de alta qualidade e são uma excelente opção para smartphones e outros produtos de consumo.

As placas de circuito impresso que consideram esses sensores possuem características específicas, e isso é algo a se ter em mente durante o projeto e o processo de fabricação. Se você deseja um PCB confiável com um sensor de imagem de alto desempenho, deve trabalhar com especialistas do setor. Porque eles podem fornecer uma placa com confiabilidade e durabilidade suficientes e garantir que tudo esteja funcionando.