Perspectiva del mercado PCB: tendencias, innovaciones y pronóstico de crecimiento

Los circuitos impresos, o PCB, se mejoran y modifican constantemente para satisfacer las demandas siempre crecientes de la electrónica industrial. En todo el mercado PCB de APAC, los fabricantes de placas tienen un cuidado especial con el material laminado y los componentes de señal en ensamblajes PCB de una y dos caras.

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Un análisis regional de cualquier sector dado indicaría una tendencia hacia dispositivos compactos que requieren PCB con suficiente flexibilidad y capacidad de alta velocidad para transmitir señales sin impedimentos en prácticamente cualquier entorno.

Se espera que la década de 2020 vea la adaptación universal de dispositivos inalámbricos portátiles a medida que el Internet de las Cosas (IoT) se apodere de todas las áreas de la vida. Para 2024, se espera que el mercado global de PCB alcance los 70 mil millones de dólares. Los fabricantes de productos que presenciarán el mayor crecimiento en el negocio son aquellos que puedan satisfacer estas demandas y satisfacer las necesidades rápidamente cambiantes de un público experto en tecnología.

Tendencias y mercado PCB actuales

Los pronósticos de tendencias para principios de 2020 se centran en opciones de computación más pequeñas y flexibles. El impulso entre los fabricantes de PCB para satisfacer estas demandas ha estimulado ciertas tendencias dentro del mercado, como:

1. Interconexión de alta densidad (HDI)

Una de las tendencias más significativas en el mercado de PCB es la propagación de la interconexión de alta densidad, o HDI, que se desarrolló en respuesta a la creciente demanda de medios de interconexión más rápidos y compactos entre dispositivos. Con HDI, los fabricantes pueden producir en masa productos inalámbricos más pequeños con mayor capacidad de enrutamiento y transmisión de señal más rápida.

Gracias al poder de HDI, los fabricantes ahora pueden desarrollar unidades con stackup de PCB más simples. HDI se ha desarrollado en tándem con tecnología anti-interferencia como interconexión cada capa (ELIC) y interconexión cualquier capa (ALIC).

2. Placas de alta potencia

A medida que la tecnología informática se vuelve más avanzada y los dispositivos requieren más energía y poder de procesamiento, los fabricantes están produciendo PCB de mayor potencia. Algunas de las placas más recientes operan a 48V o más. Estos desarrollos han sido inspirados por la propagación de la energía solar, ya que los paneles solares generalmente funcionan en niveles de energía de alto rango. Estos PCB de alta potencia son esenciales en los dispositivos informáticos actuales para el montaje de paquetes de baterías. Las placas de alta potencia también son más capaces de resistir interferencias.

3. El Internet de las Cosas (IoT)

Un desarrollo continuo durante la década de 2010 ha sido la rápida propagación y mayor sofisticación del Internet de las Cosas, que combina todos los dispositivos de la vida cotidiana en una red integrada que puede ser controlada remotamente por tecnología inalámbrica.

Ejemplos de tecnología IoT se han implementado en hogares y oficinas inteligentes. En el futuro cercano, la tecnología podría extenderse a automóviles inteligentes. Para enfrentar los desafíos que plantea IoT, los fabricantes de PCB enfrentan estándares de seguridad más estrictos.

4. PCB flexibles

Uno de los desarrollos más novedosos en la tecnología de circuitos impresos ha sido la aparición y expansión de PCB flexibles, que pueden doblarse y enrollarse en varias formas y usarse en dispositivos informáticos e inalámbricos más arcanos.

El desarrollo de PCB flexibles ha ocurrido en tándem con una mayor demanda de dispositivos inalámbricos más pequeños. Con PCB flexibles, los fabricantes de dispositivos tienen el potencial de fabricar productos informáticos más compactos y flexibles.

5. Componentes Comerciales Listos para Usar (COTS)

Se espera que la década de 2020 vea un vasto aumento en componentes Commercial-Off-the-Shelf (COTS), ya que un número creciente de organizaciones busca un conjunto más generalizado de soluciones tecnológicas.

En el pasado, las empresas privadas buscaban soluciones únicas y personalizadas para sus necesidades informáticas de negocio. A medida que más y más empresas operan en entornos no convencionales, la amplia gama de opciones y características proporcionadas por COTS se están volviendo una opción más práctica. La tendencia también ha sido fomentada por desarrollos recientes en manufactura espacial.

6. Control de la cadena de suministro de componentes

A medida que las organizaciones se vuelven más informatizadas y desarrollan la necesidad de operar remotamente a través de vastas distancias, ha aumentado la demanda de seguridad avanzada en componentes tecnológicos. Uno de los principales objetivos ha sido erradicar componentes falsificados de los marcos informáticos. Para ese fin, los fabricantes de PCB están usando simulaciones de realidad aumentada y realidad virtual durante el ensamblaje de placas y unidades.

El futuro de los PCB y tendencias de mercado esperadas

En la década de 2020, la tecnología inteligente inevitablemente se apoderará de ciertos aspectos de los procesos industriales y la vida cotidiana. Con la mayor demanda de comunicación fluida entre computadoras, dispositivos móviles, máquinas, automóviles y electrodomésticos estacionarios, los fabricantes de PCB se centrarán en innovaciones adaptadas para la revolución inteligente.

Las siguientes tendencias de mercado en diseño de PCB se extenderán por todos los rincones de los sectores público y privado, desde uso industrial y empresarial hasta electrónica de consumo:

1. PCB de alta densidad

Durante la próxima década, se espera que la tecnología informática haga un uso mayor de placas de circuito de alta densidad, también conocidas como PCB HDI. Debido a su construcción, los HDI ofrecen una gama más compleja de capacidades.

Los tableros HDI son favorecidos por su peso ligero y tamaño compacto. Con HDI, los fabricantes de productos pueden adjuntar más componentes en cada lado de una placa de circuito impreso. Como tal, los fabricantes de productos pueden ofrecer dispositivos más pequeños con funcionalidad mejorada. La naturaleza compacta de los HDI también ha hecho posible producir tales tableros en mucho menos tiempo que los PCB más tradicionales.

Los HDI también ofrecen un rendimiento eléctrico superior a las placas estándar. En los HDI, los componentes se colocan en proximidad más cercana con sumas aumentadas de transistores. Con esta composición, los HDI transmiten señales más fuertes y confiables y usan menos energía.

Los análisis de precios también han mostrado que los HDI impulsan la rentabilidad de la fabricación de placas. Gracias al tamaño compacto y al número reducido de capas requeridas para los HDI, las placas requieren menos materiales que los PCB estándar.

2. Cámaras

A medida que las cámaras se vuelven comunes entre las empresas en los sectores comercial e industrial, los PCB se mejorarán para cumplir con las características nuevas y mejoradas de los principales fabricantes de cámaras.

Las placas se fabricarán para acomodar especificaciones de megapíxeles más altas, y estas cámaras generarán resolución y claridad optimizadas en cámaras fotográficas y de vigilancia por igual. De esta manera, las empresas podrán presentar fotos con claridad y detalle óptimos para sitios web y folletos.

Los PCB también se diseñarán para mejorar las funciones de zoom en las cámaras del futuro. Antes de mucho, algunas de las cámaras más pequeñas del mercado podrían tener la capacidad de hacer zoom en sujetos a grandes distancias.

Las mejoras en la tecnología de PCB también permitirán a los fabricantes de cámaras mejorar la claridad de congelación de objetos en movimiento. Mientras que el movimiento típicamente causaría imágenes borrosas con cámaras más antiguas, la tecnología de cámaras de hoy hace posible capturar movimiento con claridad cristalina.

Gracias a los componentes de PCB mejorados, las cámaras futuras también estarán equipadas con funciones de filtrado avanzadas que podrían reducir la cantidad de edición de fotos requerida para folletos, sitios web o comunicados de prensa.

3. Impresión 3D

En todo el sector industrial, la impresión 3D se está utilizando para producir prototipos para una variedad de productos. En algunos casos, la tecnología se usa para producir productos para uso público. Las impresoras utilizadas en este proceso consisten en componentes tecnológicos complejos que requieren PCB de alta capacidad. Las industrias que han comenzado a implementar la impresión 3D incluyen:

• Indumentaria: La tecnología para impresión 3D ya ha sido ampliamente aceptada en la industria de la indumentaria, donde las impresiones 3D se usan para diseñar prototipos de zapatos, cinturones, bolsos y joyas.
• Automotriz: La impresión 3D también se ha utilizado en la industria automotriz para construir prototipos de nuevos modelos.
• Alimentos: Algunos innovadores en la industria alimentaria han usado impresión 3D para experimentar con nuevos productos, como caramelos de chocolate, pasta y galletas.
• Aeroespacial: La industria aeroespacial incluso ha explorado la posibilidad de usar la tecnología en el espacio exterior, donde los astronautas podrían producir su propia comida en naves espaciales. Todas estas producciones requieren tecnología PCB óptima.

La impresión 3D también se está adoptando en la fabricación basada en la nube. Esto permite a empresas con personal geográficamente disperso comunicarse a través de servidores en la nube y subir nuevos diseños desde cualquier ubicación. Por ejemplo, en el momento en que un nuevo diseño se sube a la base de datos de una empresa en Sídney, puede imprimirse inmediatamente con tecnología 3D en la sede de la empresa en Nueva York.

4. Oficinas y fábricas inteligentes

Gracias al Internet de las Cosas impulsado por PCB, las funciones computarizadas y automatizadas tomarán gradualmente el control del entorno de trabajo en espacios de oficina y plantas de prensado.

La revolución ya está en marcha con numerosas oficinas que ahora están equipadas con arsenales tecnológicos en los que computadoras, impresoras, dispositivos portátiles, cámaras de vigilancia, sistemas HVAC y pantallas de presentación están todos conectados a sistemas inalámbricos y programables remotamente por personal autorizado.

En fábricas, se espera que las capacidades de IoT aumenten la eficiencia y ayuden en el despliegue de la automatización. Desde un sistema informático centralizado, los ingenieros pueden controlar la velocidad y el ritmo de las cintas transportadoras y la intensidad de cada aplicación impulsada por máquinas. Las máquinas y herramientas se fabricarán con PCB que recibirán señales de estos sistemas informáticos in situ.

El Internet de las Cosas también se está apoderando del sector minorista, donde los clientes ahora pueden hacer auto-checkout. Desde sistemas informáticos centralizados, el personal informático puede controlar y gestionar una variedad de funciones en toda la tienda, como la activación y apagado de luces y la regulación de aires acondicionados y sistemas de calefacción.

5. PCB de alta velocidad

Se espera que la década de 2020 vea una mayor necesidad de PCB con características físicas que puedan mantener la integridad de la señal en una variedad de entornos de alta velocidad. A medida que los productos se vuelven más compactos, pero de alto rendimiento y utilizados en situaciones desafiantes, las placas de circuito impreso se están diseñando para evitar todos los problemas posibles que podrían causar retrasos en la señal.

En el pasado, los ensambladores de placas prestaban atención principalmente a la colocación de componentes y el patrón de enrutamiento básico. Hoy, se pone más consideración en el ancho y la proximidad de las señales. De esta manera, las placas más nuevas están mejor equipadas para manejar problemas como diafonía (crosstalk), emisiones, atenuación y reflexiones.

Los PCB de alta velocidad se construyen sobre la premisa de la Integridad de la Señal (Signal Integrity), un concepto ideado para sortear los desafíos que plantea la posible interferencia que podría afectar la transmisión de una señal dada. Ya sea que envíe una señal analógica ondulada o una señal digital de encendido/apagado, la transmisión puede verse afectada por una variedad de factores intervinientes.

Consecuentemente, una señal enviada podría producir en última instancia respuestas indeseables, como reflexión, ringing o ruido. En los PCB de alta velocidad, cada uno de estos desafíos se tiene en cuenta con colocaciones de componentes diseñadas para enfrentar una gama más amplia de desafíos.

6. Adaptabilidad a dispositivos más pequeños

La demanda de dispositivos informáticos más pequeños ha llevado a la creciente popularidad de los PCB flexibles, que pueden ensamblarse para acomodar virtualmente cualquier tipo de diseño. La tendencia también ha sido impulsada por la necesidad de PCB que tengan la flexibilidad para soportar una gama más amplia de condiciones operativas. Con PCB flexibles, los fabricantes pueden ajustar placas en dispositivos de formas extrañas, y también diseñar productos para entornos más calientes y extremos.

Uno de los principales beneficios de los PCB flexibles es su naturaleza ligera y portátil, lo que hace que este tipo de placa sea adecuada para dispositivos diminutos comercializados para uso móvil diario. La flexibilidad del material base hace que los PCB en esta categoría sean más adecuados para situaciones de alto estrés, además de usos que consisten en movimientos rápidos en direcciones aleatorias.

Antes de la introducción de los PCB flexibles, los fabricantes de productos a menudo tenían que modificar sus ideas de diseño al rango de formas y dimensiones que podían ser acomodadas por placas de circuito rígidas.

Consecuentemente, los fabricantes de productos no podían producir dispositivos que ofrecieran el mismo tipo de portabilidad y operabilidad de alto estrés que algunos de los productos de hoy. Ahora, la dinámica se ha invertido porque los PCB flexibles hacen posible que los fabricantes modifiquen las placas para que se ajusten a las necesidades de un dispositivo dado.

7. PCB biodegradables

Los PCB biodegradables se han hecho posibles con el uso de fibras naturales derivadas de materia de frutas y gluten de trigo. Los tallos de plátano, por ejemplo, contienen fibras que pueden descomponerse naturalmente, pero también pueden usarse para PCB cuando se mezclan con propiedades adecuadas para la electrónica. En los próximos años, las placas hechas con productos biodegradables probablemente se extenderán por toda la industria informática y sector industrial.

El movimiento hacia PCB biodegradables ha sido impulsado por la necesidad de reducir los desechos tecnológicos en los vertederos. Durante muchos años, los PCB simplemente se desperdiciaban una vez que los componentes quedaban obsoletos por tecnología más nueva.

Si bien las carcasa de computadora y otros componentes metálicos simplemente podían reciclarse, los PCB simplemente terminaban en contenedores de basura. Gracias al advenimiento de los PCB biodegradables, las empresas pueden reducir su huella de carbono desechando las placas de forma natural.

Los PCB tradicionalmente se han hecho de plásticos resistentes al fuego que consisten en productos que no se descomponen, como epoxi y fibra de vidrio. Afortunadamente, los compuestos hechos de gluten de trigo y fibras de plátano producen constantes dieléctricas que están dentro del rango aceptable para dispositivos electrónicos.

Placas de circuito impreso de Millennium Circuits Limited

Las innovaciones en PCB se están expandiendo a una tasa cada vez más rápida para satisfacer las demandas aumentadas de los sectores industrial y comercial. Para mantener sus productos al día con estas demandas, es esencial tener PCB con la flexibilidad y capacidad de alta velocidad para trabajar en una vasta gama de dispositivos compactos y realizar transmisiones IoT impecables.

En Millennium Circuits Limited, ofrecemos una amplia gama de PCB a organizaciones en todo el mundo. Con sede en Harrisburg, Pensilvania, suministramos PCB flex y rígidos con capacidad de transmisión nacional e internacional. Contacte a Millennium Circuits Limited para obtener una cotización sobre nuestros productos, ofertas y servicios de PCB.