PCB incorporado:a placa perfeita para sistemas incorporados

Há um aumento constante nas vendas de sistemas embarcados devido à alta demanda por circuitos vestíveis menores. Além disso, os sistemas embarcados ajudam a criar aplicativos mais complexos que os PCBs padrão não conseguem lidar. Então, o que pode lidar com o poder de um sistema embarcado? Simples! Uma PCB Embutida. Essas placas usam componentes incorporados que reduzem as chances de perda da integridade do sinal.

Mas isso não é tudo. Há muitas outras coisas para aprender sobre sistemas embarcados e como eles funcionam.

Continue lendo para saber mais sobre o PCB embarcado e alguns desafios que afetam os sistemas embarcados.

O que são componentes incorporados

PCB incorporado com componentes

Antes de falarmos sobre o que são componentes embarcados, vamos revisar o conceito de sistemas embarcados. A principal ideia por trás dos sistemas embarcados é reduzir o tamanho das placas de circuito, mantendo alta integridade e desempenho.

Além disso, os PCBs embutidos são placas de circuito com componentes enterrados em suas camadas. Além disso, esses componentes embarcados ajudam a melhorar o desempenho dos sistemas embarcados.

Há muitas maneiras de usar componentes incorporados. E a maneira como você os usa influencia seu processo de fabricação. Inicialmente, a fabricação de PCB e a colocação de componentes eram dois conceitos que exigiam que os fabricantes manuseassem separadamente.

Agora, os processos não são tão distintos. Assim, você pode projetar e fabricar placas com componentes incorporados. Além disso, existem duas maneiras de adicionar componentes incorporados.

• Primeiro, você pode criar cavidades abertas para colocar componentes incorporados. Como resultado, os componentes permanecerão visíveis em seu produto final.

• Segundo, incorpore os componentes em uma camada interna. Consequentemente, os circuitos permanecerão ocultos.

Vamos dar uma olhada nos tipos de componentes incorporados.

Observação:os componentes incorporados geralmente têm duas categorias:dispositivos ativos e dispositivos passivos.

Resistores incorporados

Resistores embutidos são dispositivos passivos que podem melhorar o desempenho eletrônico. Além disso, o componente move dispositivos individuais da superfície do seu PCB. Assim, fornece mais espaço de superfície para outros componentes.

No entanto, os resistores embutidos devem ter tolerâncias e classificações de potência específicas. Caso contrário, ele vai queimar ou falhar. Além disso, esses dispositivos não precisam de juntas de solda ou vias SMT, o que aumenta a confiabilidade da PCB e o roteamento de sinal.

Indutor incorporado

Um indutor embutido é um componente que armazena e fornece energia enquanto equilibra o fluxo de corrente de um circuito. Um indutor padrão é bastante complexo de fazer, então você deve incorporá-los para economizar espaço na superfície da PCB.

Capacitor incorporado

Os capacitores embutidos são um pouco diferentes porque usam laminados revestidos de cobre. No entanto, esses laminados eliminam a necessidade de adicionar capacitores de desacoplamento em um PCB.

Capacitores embutidos são materiais dielétricos finos posicionados entre duas camadas de cobre. Além disso, eles atuam como capacitores de desacoplamento devido à sua alta densidade capacitiva.

Como projetar um conjunto de PCB para um sistema incorporado

Montagem de PCB

Pode ser complicado projetar PCBs para sistemas embarcados. Mas aqui estão algumas dicas para ajudá-lo a construir um ótimo design de PCB embutido.

Defina seus requisitos

Uma das principais questões é:o que você quer alcançar com o seu PCB? Com isso, você conhecerá os requisitos necessários.

Além disso, é crucial considerar como seu PCB irá interagir com outras áreas do sistema embarcado e seu tamanho. Esses dois fatores influenciarão a complexidade do seu PCB durante a montagem.

Crie seu esquema

Esquema PCB

Depois de definir seus requisitos, você precisará traduzi-los em especificações para seu esquema. Construir um esquema inclui escolher um microcontrolador adequado e outros componentes para a placa.

Em seguida, você pode criar um diagrama mostrando onde os fabricantes precisam colocá-los.

Microcontroladores são cruciais para sistemas embarcados. Portanto, você deve considerar alguns fatores antes de fazer uma escolha. Esses fatores incluem os periféricos e a velocidade de processamento.

Escolhendo o software de automação certo

Software de automação de projeto

Você precisará do software de automação de projeto adequado para colocar as informações do seu esquema. Em seguida, o software combinará tudo em um arquivo CAD para instruir o processo de montagem do seu PCB.

Selecionando um método de fabricação

Os requisitos que você definiu anteriormente determinarão o método de fabricação que sua PCB precisa. Alguns outros fatores que podem influenciar o método de fabricação são prazo e orçamento.

Determinar o tipo de teste

Por último, você precisa selecionar um teste para o seu PCB. É crucial para o processo de montagem, pois garante que seus projetos sejam padrão.

Além disso, os fabricantes devem testar a funcionalidade do seu design antes da aprovação.

Observação:você pode escolher testes diferentes para garantir que seus projetos atendam aos requisitos padrão.

O processo de montagem de placas de circuito impresso incorporado a componentes

PCB montado

Usar a tecnologia de incorporação para seus componentes envolve a montagem. E existem dois tipos que você pode usar:Tipos de montagem com furo passante e almofada de solda. Vamos olhar mais de perto:

Montagem através do orifício

Dois processos estão envolvidos em um método de montagem através de furo:montagem nua e montagem em cavaco. Para montagem simples, você usará adesivos condutores ou opções de furos passantes revestidos. Além disso, o processo de montagem do chip oferece opções semelhantes.

Montagem do bloco de solda

Assim como a montagem através do orifício, a almofada de solda envolve processos de montagem simples e de chip. Mas é aí que a semelhança termina. O método simples na montagem do bloco de solda envolve o uso de processos de montagem de flip-flop ou fio.

E você deve escolher o processo que deseja usar antes de incorporar qualquer componente em seu PCB. Mas o método de montagem do chip envolve a adoção de uma resina condutora ou uma opção de solda por onda.

Procedimento de montagem para componentes incorporados em PCB

A escolha de um processo de colagem de matriz é crucial ao incorporar componentes de matriz nua. Além disso, você pode aplicar outros métodos, como delimitação de onda ultrassônica e ESC (Conexão de solda encapsulada em epóxi) se seus componentes forem pacotes de molde, PDs ou WLCSP.

No entanto, se você estiver usando a montagem AD, é melhor usar solda com resina condutora ou solda de onda. O procedimento de montagem para componentes embutidos com pads inclui:

1. Primeiro, você precisa conhecer os diferentes procedimentos de design e tecnologia antes da incorporação. Como resultado, você terá viabilidade de dispositivo ativo e incorporação de SMD. Enquanto isso, você precisa prestar atenção ao seu design de rastreamento.

2. Comece a fabricar o substrato de camada dupla antes de adicionar o revestimento de pasta de solda se estiver trabalhando com uma PCB de camada dupla.

3. Mova-se para a solda por onda e o conjunto IC antes dos empilhamentos intermediários e do enchimento do isolamento. Por fim, faça uma prensa a quente no empilhamento da camada superior.

A montagem de componentes em uma cavidade é onde as coisas ficam complicadas. E é porque você pode enfrentar problemas que podem causar alto vazio de solda. No entanto, você pode usar o seguinte fluxo de trabalho para evitar esses problemas, especialmente durante a impressão de solda ou técnicas de solda por onda de vácuo:

Processo de fluxo de trabalho

Fatores que influenciam o design de PCB incorporado

Há vários fatores que você precisa considerar antes de construir um sistema de incorporação. Eles incluem:

Tamanho do PCB

Tamanho de PCB pequeno e grande

PCB é um fator dominante que influencia a estrutura de seus projetos. O tamanho escolhido deve corresponder aos componentes que deseja usar. Além disso, selecionar o tamanho adequado permitiria posicionamentos corretos e evitaria superaquecimento.

Gerenciamento térmico

Se você estiver trabalhando com aplicativos de alta corrente, haverá problemas de superaquecimento. Mas você pode aumentar a dissipação térmica da sua placa aumentando a espessura do traço ou criando planos de cobre.

Colocação de componentes

Placa com componentes bem posicionados

Todo projeto de PCB requer algumas regras de posicionamento de componentes. Portanto, para PCBs embutidos, é melhor evitar colocar componentes mais pesados ​​perto da borda. Em vez disso, esses componentes devem estar nos lados da PCB.

Além disso, você não deve agrupar dispositivos de energia em uma área. Em vez disso, distribua-os uniformemente em sua placa para obter uma melhor dissipação térmica.

Vantagens de um PCB incorporado

Aqui estão alguns benefícios que você pode desfrutar de um PCB embutido:

Dissipação de calor aprimorada

Os sistemas embutidos têm excelentes capacidades de dissipação de calor e podem evitar problemas de superaquecimento.

É barato

PCBs embutidos são econômicos. E é porque o dispositivo tem um design compacto de chip único.

Parâmetros de projeto rigorosos

Os PCBs embutidos possuem parâmetros pré-definidos. No entanto, você pode fazer alguns ajustes e ajustes para se adequar ao seu design. Mas você só pode fazer isso na forma de extensões e adições.

Desafios no projeto de sistemas incorporados

Você deve prestar muita atenção a cada estágio de projeto de um sistema embarcado. Caso contrário, você enfrentará alguns desafios. Embora você possa corrigir rapidamente seus projetos antes da fabricação, quaisquer defeitos posteriores podem resultar em alguns retrabalhos caros.

Aqui estão alguns desafios que você pode enfrentar com um sistema embarcado:

• Sem espaço de superfície para outros componentes
• Desafios de teste de hardware
• Desafios de empacotamento e integração
• Emissão de EMI
• Superaquecimento
• Alto consumo de energia
• Incapacidade de manter a validade

Arredondando

PCB incorporado

Os PCBs embutidos são tão versáteis que você pode usá-los em várias aplicações. Por exemplo, você pode usá-los em aplicações militares, eletrônicas de consumo e até mesmo aeroespaciais.

Essas placas, sem dúvida, oferecem recursos incríveis que as tornam capazes de fornecer alto desempenho e densidade, apesar de seu tamanho em miniatura.

Além disso, possui componentes incorporados que economizam algum espaço de superfície para projetos e sistemas mais complexos.

Embora existam alguns desafios, você pode evitá-los facilmente projetando cuidadosamente sua PCB e garantindo que tudo esteja correto antes de enviá-la para fabricação.

Certifique-se de entrar em contato conosco se desejar fabricar um PCB embutido. Teremos o maior prazer em oferecer o melhor serviço de PCB.