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垂直安装的组件载体能取代柔性pcb吗?

2020年5月1日通过罗宾·米切尔

本周,HARTING宣布了他们最新的产品创新,他们说这重新定义了“运营商”这个词。

组件载体和插座有各种形状和尺寸,为设计师在更换部件时提供了多种选择。这在创建原型时尤其有用。在其他情况下,插座有助于那些手动焊接电路和想要防止热损坏敏感部件。

本周,HARTING宣布了他们最新的产品创新,他们说这重新定义了这个词母舰。据该公司称,该设备可能会改变设计工程师未来制造pcb的方式。

组件的载体它可以垂直安装,旨在取代柔性多氯联苯,并将生产成本降低多达三分之二。这些载体是什么?它们是如何制作的?它们将如何取代柔性pcb ?

柔性pcb的替代品?

灵活的多氯联苯在传感器需要以奇数角度安装远离PCB的应用中经常需要。例如,在天线应用中,它们可以是解决间隙问题的一个很好的选择。但是,虽然柔性pcb可以解决这些问题,但它们的制造成本往往很高,需要复杂的生产步骤,包括安装和粘合。

奥林巴斯手写笔相机显示灵活的PCB组装。

奥林巴斯手写笔相机显示灵活的PCB组装。图片由斯蒂夫(CC 2.0]

芯片载体的使用可以解决许多这些问题,允许传感器安装远离PCB。天线的位置可以远离主PCB,以获得最大的效率和散热,这样组件的热量就不会集中在主PCB上。这些芯片载体有助于消除线缆连接组件安装远离主PCB。

HARTING还将组件载体描述为灵活的。他们声称,任何电子元件——传感器、LED、IC或光电二极管——都可以在可用空间内“以任何位置、方向和数量”放置在其表面上。封装SOIC-8和更小的组件将适合组件运营商。

到目前为止,这家运营商已经进入了医疗、工业和消费技术领域。

垂直安装在pcb上

新的组件载体被设计成可以安装到SMD组件上,并将其连接到电路板上90度,允许组件垂直安装在PCB上,而不是水平安装。

组件的载体

该组件。图片由德国哈丁

载体是用热塑性塑料制造的。利用注射成型和塑料中的添加剂,激光可以创建具有微观粗糙结构的区域。从那里,金属粒子被应用到组件载体上。这些粒子附着在被激活的区域,从而产生电子连接。

虽然通用载体可用于容纳常用的集成电路,HARTING也为其客户提供定制设计服务,所以更多的设计可以使用该技术实现。

垂直安装的优点

将元件90度安装到PCB上的能力开辟了许多可能性。

首先,垂直于PCB的组件定向能力可以增加组件密度。但是这种可能性取决于芯片载体针头比它所包含的组件要小。

第二个优点是:小型电路单元可以制造在芯片载波上(包括无源和其他支持硬件),这可能有助于减少来自信号轨迹的干扰,从而提高模拟和数字性能。然而,增加的迹线长度和接触电阻可能会阻碍这种选择。

信息图的好处的组件在90度角

信息图的好处的组件在90度角。图片由HARTING提供

该技术最引人注目的优点之一涉及散热和传感器连接。没有连接到主PCB的集成电路将能够以不影响附近组件的方式扩散热量。如果设计师选择保持PCB水平,他们也可以加强对流散热,这对电力电路来说是一个很大的优点。

替代技术

虽然3D组件技术仍处于起步阶段,但在HARTING生产的芯片运营商之外,还有另一种选择:板对板引脚头。小型集成电路可以平行安装在PCB平面上。使用带引脚连接器(如在PCIe中发现的那些)的次级PCB的PCB可以很容易地实现更高的组件密度。

每个模块或子电路的额外PCB成本可以通过组件密度的巨大增加和更简单的制造技术来证明。板对板连接器的使用是很成熟的,许多连接器适合回流焊。这意味着这种电路板的制造可以实现自动化。

电源和传感器电路的一个有用的选择

HARTING 3D组件载体为工程师提供了一系列新的可能性和设计概念。电源电路可以利用更好的冷却,而传感器电路可以消除任何电线或连接器的需要。

由于天线安装在远离动力平面的地方,一些设计可以增加组件密度,而另一些可以利用更好的无线电信号。

值得注意的是,在电路板需要弯曲的应用中,这种技术不能替代柔性pcb。


你知道任何有用的(但也许是非常规的)设计技术来缓解电路板设计中的热量问题吗?请在下面的评论中分享你的想法。

2的评论
  • N
    ngmallaboutcircuits , 2020年5月07

    节省板面面积的优点并没有在效果图中得到很好的体现,所消耗的板面面积等于或超过水平安装加上增加的Z高度。

    喜欢的。 回复
  • C
    chrisw63 , 2020年5月07

    对不起,我看不出来。单个组件载体所占空间与主板相同。单个或多个,它将占用垂直空间,在很多情况下,额外的厚度是不可能的,包括你的例子相机。不仅如此,垂直载体还会很脆弱,容易在组装过程中粘到其他组件上(不过,我必须承认,组装后可能会更结实)。关于热量,是的,可能会有使用案例受益于垂直的帮助对流热量,但大多数组件将受益于有大的铜垫和/或痕迹,以传导热量。制造一个带有导电痕迹的三维载体似乎并不比柔性pc板便宜,但在定位对设备操作既确定又关键的特定情况下除外。这很可能最终成为一个空间并不昂贵的利基选择。

    喜欢的。 回复