PCB integrada:la placa perfecta para sistemas integrados

Hay un aumento constante en las ventas de sistemas integrados debido a la gran demanda de circuitos portátiles más pequeños. Además, los sistemas integrados ayudan a crear aplicaciones más complejas que las PCB estándar no pueden manejar. Entonces, ¿qué puede manejar el poder de un sistema integrado? ¡Simple! Una PCB integrada. Estas placas utilizan componentes integrados que reducen las posibilidades de perder la integridad de la señal.

Pero eso no es todo. Hay muchas otras cosas que aprender sobre los sistemas integrados y cómo funcionan.

Siga leyendo para obtener más información sobre la PCB integrada y algunos desafíos que afectan a los sistemas integrados.

Qué son los componentes integrados

PCB integrado con componentes

Antes de saltar a lo que son los componentes integrados, repasemos el concepto de sistemas integrados. La idea principal detrás de los sistemas integrados es reducir el tamaño de las placas de circuito manteniendo una alta integridad y rendimiento.

Además, las PCB integradas son placas de circuito con componentes enterrados en sus capas. Además, estos componentes integrados ayudan a mejorar el rendimiento de los sistemas integrados.

Hay muchas formas de utilizar componentes incrustados. Y la forma en que los usa influye en su proceso de fabricación. Inicialmente, la fabricación de PCB y la ubicación de los componentes eran dos conceptos que requerían que los fabricantes los manejaran por separado.

Ahora bien, los procesos no son tan distintos. Por lo tanto, puede diseñar y fabricar tableros con componentes integrados. Además, hay dos formas de agregar componentes incrustados.

• Primero, puede crear cavidades abiertas para colocar componentes incrustados. Como resultado, los componentes permanecerán visibles en su producto final.

• En segundo lugar, incruste los componentes en una capa interna. En consecuencia, los circuitos permanecerán ocultos.

Echemos un vistazo más de cerca a los tipos de componentes integrados.

Nota:Los componentes integrados suelen tener dos categorías:dispositivos activos y dispositivos pasivos.

Resistencias integradas

Las resistencias integradas son dispositivos pasivos que pueden mejorar el rendimiento electrónico. Además, el componente mueve dispositivos individuales desde la superficie de su PCB. Por lo tanto, proporciona más espacio de superficie para otros componentes.

Sin embargo, las resistencias integradas deben tener una tolerancia y potencias nominales específicas. De lo contrario, se quemará o fallará. Además, estos dispositivos no necesitan juntas de soldadura ni vías SMT, lo que aumenta la confiabilidad de la PCB y el enrutamiento de la señal.

Inductor integrado

Un inductor integrado es un componente que almacena y suministra energía mientras equilibra el flujo de corriente de un circuito. Un inductor estándar es bastante complejo de fabricar, por lo que debe incrustarlo para ahorrar espacio en la superficie de la placa de circuito impreso.

Condensador integrado

Los condensadores integrados son un poco diferentes porque usan laminados revestidos de cobre. Sin embargo, estos laminados eliminan la necesidad de agregar capacitores de desacoplamiento en una PCB.

Los condensadores integrados son materiales dieléctricos delgados colocados entre dos capas de cobre. Además, actúan como condensadores de desacoplamiento debido a su alta densidad capacitiva.

Cómo diseñar un ensamblaje de PCB para un sistema integrado

Montaje de placa de circuito impreso

Puede ser complicado diseñar PCB para sistemas integrados. Pero aquí hay algunos consejos para ayudarlo a construir un excelente diseño de PCB integrado.

Defina sus requisitos

Una de las principales preguntas es:¿qué quiere lograr con su PCB? Con esto, sabrás los requisitos necesarios.

Además, es crucial considerar cómo interactuará su PCB con otras áreas del sistema integrado y su tamaño. Estos dos factores influirán en la complejidad de su PCB durante el ensamblaje.

Cree su Esquema

Esquema de PCB

Después de establecer sus requisitos, deberá traducirlos en especificaciones para su esquema. La construcción de un esquema incluye la elección de un microcontrolador adecuado y otros componentes para la placa.

Luego, puede crear un diagrama que muestre dónde deben colocarlos los fabricantes.

Los microcontroladores son cruciales para los sistemas integrados. Por lo tanto, debe considerar algunos factores antes de tomar una decisión. Estos factores incluyen los periféricos y la velocidad de procesamiento.

Elegir el software de automatización adecuado

Software de automatización de diseño

Necesitará el software de automatización de diseño adecuado para colocar la información de su esquema. Luego, el software combinará todo en un archivo CAD para instruir el proceso de ensamblaje de su PCB.

Selección de un método de fabricación

Los requisitos que establezca anteriormente determinarán el método de fabricación que necesita su PCB. Algunos otros factores que pueden influir en el método de fabricación son el tiempo y el presupuesto.

Determinar el tipo de prueba

Por último, debe seleccionar una prueba para su PCB. Es crucial para el proceso de ensamblaje, ya que garantiza que sus diseños sean estándar.

Además, los fabricantes deben probar la funcionalidad de su diseño antes de la aprobación.

Nota:puede elegir diferentes pruebas para garantizar que sus diseños cumplan con los requisitos estándar.

El proceso de ensamblaje de las placas de circuitos impresos integrados de componentes

PCB ensamblada

El uso de la tecnología de integración para sus componentes implica el montaje. Y hay dos tipos que puede usar:tipos de montaje de orificio pasante y almohadilla de soldadura. Echemos un vistazo más de cerca:

Montaje con orificio pasante

Dos procesos están involucrados en un método de montaje de orificio pasante:montaje desnudo y de chip. Para el montaje desnudo, utilizará adhesivo conductor o opciones de orificios pasantes enchapados. Además, el proceso de montaje del chip ofrece opciones similares.

Montaje de placa de soldadura

Al igual que el montaje de orificio pasante, la almohadilla de soldadura implica procesos de montaje desnudo y de chip. Pero ahí es donde termina la similitud. El método básico en el montaje de pads de soldadura implica el uso de procesos de montaje con flip-flop o alambre.

Y debe elegir el proceso que desea utilizar antes de incrustar cualquier componente en su PCB. Pero el método de montaje del chip implica adoptar una resina conductora o una opción de soldadura por ola.

Procedimiento de montaje de componentes integrados en PCB

La elección de un proceso de unión de troqueles es crucial cuando se incrustan componentes de troqueles desnudos. Además, puede aplicar otros métodos como límite de ondas ultrasónicas y ESC (conexión de soldadura encapsulada con epoxi) si sus componentes son paquetes de molde, PD o WLCSP.

Sin embargo, si usa montaje AD, es mejor usar soldadura con resina conductora o soldadura por ola. El procedimiento de montaje para componentes integrados con almohadillas incluye:

1. Primero, debe conocer los diferentes procedimientos de diseño y tecnología antes de incrustarlos. Como resultado, obtendrá la viabilidad del dispositivo activo y la integración de SMD. Mientras lo hace, debe prestar atención al diseño de su trazado.

2. Comience a fabricar el sustrato de doble capa antes de agregar el recubrimiento de pasta de soldadura si está trabajando con una placa de circuito impreso de doble capa.

3. Pase al ensamblaje de IC y soldadura por ola antes de las apilaciones intermedias y el relleno del aislamiento. Por último, haz una prensa en caliente en la capa superior apilada.

Ensamblar componentes en una cavidad es donde las cosas se complican. Y es porque puede enfrentar problemas que pueden causar un alto vacío de soldadura. Sin embargo, puede usar el siguiente flujo de trabajo para evitar tales problemas, especialmente durante la impresión de soldadura o las técnicas de soldadura por ola de vacío:

Proceso de flujo de trabajo

Factores que influyen en el diseño de PCB integrado

Hay varios factores que debe considerar antes de construir un sistema de incrustación. Incluyen:

Tamaño de PCB

Tamaño de PCB pequeño y grande

PCB es un factor dominante que influye en la estructura de sus diseños. El tamaño que elija debe coincidir con los componentes que desea utilizar. Además, seleccionar el tamaño adecuado permitiría las colocaciones correctas y evitaría el sobrecalentamiento.

Gestión Térmica

Si está trabajando con aplicaciones de alta corriente, habrá problemas de sobrecalentamiento. Pero puede aumentar la disipación térmica de su placa aumentando el grosor de las trazas o creando planos de cobre.

Colocación de componentes

Tablero con componentes bien colocados

Cada diseño de PCB requiere algunas reglas de colocación de componentes. Por lo tanto, para las PCB integradas, es mejor evitar colocar componentes más pesados ​​cerca del borde. En su lugar, dichos componentes deben estar en los lados de la placa de circuito impreso.

Además, no debe agrupar dispositivos de alimentación en un área. En su lugar, distribúyalos uniformemente en su placa para obtener una mejor disipación térmica.

Ventajas de una PCB integrada

Estos son algunos de los beneficios que puede disfrutar de una PCB integrada:

Disipación de calor mejorada

Los sistemas integrados tienen excelentes capacidades de disipación de calor y pueden evitar problemas de sobrecalentamiento.

Es barato

Los PCB integrados son rentables. Y es porque el dispositivo tiene un diseño compacto de un solo chip.

Parámetros de diseño estrictos

Los PCB integrados tienen parámetros predefinidos. Sin embargo, puede hacer algunos retoques y ajustes para que se ajusten a su diseño. Pero solo puede hacer esto en forma de extensiones y adiciones.

Desafíos en el diseño de sistemas integrados

Debe prestar mucha atención a cada etapa de diseño de un sistema integrado. De lo contrario, enfrentará algunos desafíos. Si bien puede corregir rápidamente sus diseños antes de la fabricación, cualquier defecto posterior puede resultar en costosos reelaboraciones.

Aquí hay algunos desafíos que puede enfrentar con un sistema integrado:

• Sin espacio en la superficie para otros componentes
• Desafíos de las pruebas de hardware
• Desafíos de empaquetado e integración
• Emisión EMI
• Sobrecalentamiento
• Alto consumo de energía
• Incapacidad para mantener la validez

Redondeando hacia arriba

PCB integrado

Los PCB integrados son tan versátiles que puede usarlos en varias aplicaciones. Por ejemplo, puede usarlos en aplicaciones militares, de electrónica de consumo e incluso aeroespaciales.

Sin duda, estas placas ofrecen características increíbles que las hacen capaces de ofrecer un alto rendimiento y densidad, a pesar de su tamaño en miniatura.

Además, cuenta con componentes integrados que ahorran espacio en la superficie para diseños y sistemas más complejos.

Aunque existen algunos desafíos, puede evitarlos fácilmente diseñando cuidadosamente su PCB y asegurándose de que todo esté correcto antes de enviarlo para su fabricación.

Asegúrese de contactarnos si desea fabricar una PCB integrada. Estaremos encantados de ofrecer el mejor servicio de PCB.