先进技术

概览

本文介绍 Altium Designer 提供的先进 PCB 设计技术,帮助您应对电子产品尺寸更小、速度更快、机械结构更复杂所带来的挑战。文章重点阐述了现代设计需求如何超越传统布线,延伸至引线键合、在三维基板上直接布局布线、印刷电子、嵌入式元件和触摸控制等专门技术。如果您希望清晰了解支撑紧凑型、高性能创新产品的设计方法,以及 Altium Designer 在各个领域能够发挥的作用,请继续阅读,探索更多可能性。

- 了解 Altium Designer 支持哪些先进设计技术,以及每项技术在现代电子产品开发中的适用场景。
- 理解紧凑外形、高速开关和非传统产品形状带来的实际设计挑战。
- 概览引线键合、三维基板布线、印刷电子、嵌入式元件和触摸控制设计方面的功能。
使用 AI 深入了解:

Concept image, futuristic holographic interface

如今,小型化电子产品通常采用紧凑且形状独特的外壳。这些产品往往由电池供电,轻巧便携,需要更低的信号电压和功耗。同时,这些紧凑型设计采用了具有高速开关特性的最新器件技术。开关速度如此之快,以至于布线不再只是承载电流、呈现电压的一组简单铜导线,而是变成了一组传输线,使布线过程本身也成为一项工程分析与设计挑战。

所有这些都为电子产品开发中的设计和实现阶段带来了许多新挑战。为应对这些挑战,各种设计技术应运而生,其中许多都已集成到 Altium Designer 中。


引线键合

引线键合的主要目的是在半导体芯片与其封装之间,或多芯片模块中的不同芯片之间,建立牢固且低电阻的电气连接。此工艺使用通常由金、铝或铜制成的细引线,将芯片上的键合焊盘与封装基板或另一芯片上的相应焊盘连接起来。

引线键合用于在基板和芯片之间传输电力与信号。 这是一种通过微细引线的微焊接,在芯片接触面(焊盘)与芯片载体或基板之间建立电气连接的基础技术。 它通常被认为是最具成本效益且最灵活的互连技术,用于大多数半导体封装的组装。

Altium Designer 支持使用引线键合来设计采用板上芯片(CoB)技术的混合电路板。

► 了解更多:引线键合


在 3D 基板上直接布局与布线

3D-MID 技术将电路与三维机械部件相结合。这种功能融合为众多应用领域开辟了广阔的可能性。

过去,由于缺乏合适的 ECAD 工具,3D-MID 设计人员通常只能使用 MCAD 软件。这种工作方式存在诸多固有问题,尤其是缺少用于驱动电路布局的电气智能功能,以及将手工绘制的 2D 草图投影到 3D 表面时面临的困难。

新的 3D 布线技术允许您将标准表面贴装元件放置到 3D 形体上, 并沿其表面布线以完成布局。

完成的设计随后可导出为激光直接成型(LDS)制造工艺所需的文件格式。

► 了解更多:在 3D 基板上直接布局与布线


印刷电子

Printed electronic circuit

电子产品设计与开发领域一项令人振奋的进展,是能够将电子电路直接印刷到基材上,例如成为产品组成部分的塑料成型件。

印刷电子将成为一项关键技术,推动电子技术融入新的市场。印刷电子可使电路与产品紧密结合。从直接贴附于人体的柔性传感器,到集成多个传感器的指尖形状成型件,让机械手能够在向软塑料杯中倒入液体时稳稳握住杯子,印刷电子将推动众多细分市场开发出创新解决方案。 

► 了解更多:印刷电子


使用嵌入式元件进行设计

3D image of an embedded component

市场对更小型、更高集成度电子产品的需求不断增长,加之这些设备内部信号频率不断提高,推动着人们持续研究更好的电路制造和组装方法。

将元件嵌入电路结构的层内,是一种既能提高密度,又能更好地支持高频信号的技术。例如,将分立元件直接嵌入集成电路下方,可以缩短信号路径;降低电阻和寄生电感,从而减少噪声与电磁干扰(EMI);并改善电路的信号完整性。这些改进能够使产品更小、更可靠,并支持更快的信号速度和更高的带宽。结合制造工艺与技术的持续进步,还可以进一步缩小产品尺寸,降低制造和板级组装成本。

嵌入元件对整个流程的各个阶段都提出了一些特殊要求,涵盖设计、制造、组装,以及成品的测试与维护。

► 了解更多:嵌入式元件


触摸控制设计

Concept image, touch interface

触摸感应电子技术处于科技前沿。随着用户界面对产品成功的重要性日益提升,简洁、现代的控制方式如今已被视为必备要素。

向电子产品中添加触摸传感器,需要从设计之初就开始考虑,并贯穿电路板设计过程。Altium Designer 的触摸传感器支持功能可让您轻松地将触摸传感器集成到设计工作流程中。

Altium Designer 的触摸控制支持功能包括:

  • 可配置的触摸传感器库,让您从一开始就能设置设备的控制方式和参数。
  • 自动生成触摸传感器所需的复杂焊盘图形和封装。
  • 在原生 3D 环境中对设计进行建模和验证,确保正确对齐并适配。
  • Atmel® QTouch® 和 QMatrix® 库;Cypress® Capsense® 库;& Microchip® mTouch® 库

► 了解更多:触摸控制设计

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