Advanced Technologies

Die heutigen kompakten Elektronikprodukte werden in kompakten und ungewöhnlich geformten Gehäusen geliefert. Sie werden häufig mit Batterien betrieben, sind leicht und tragbar und erfordern niedrigere Signalspannungen sowie einen geringeren Stromverbrauch. Und diese kompakten Designs nutzen die neuesten Bauteiltechnologien mit schnellen Schaltgeschwindigkeiten – so schnell, dass das Routing nicht länger nur aus einfachen Kupferbahnen besteht, die Strom führen und eine Spannung darstellen; vielmehr sind die Leiterbahnen heute ein Netzwerk aus Übertragungsleitungen, wodurch der Routing-Prozess zu einer eigenständigen ingenieurtechnischen Analyse- und Designherausforderung wird.

All dies bringt viele neue Herausforderungen für die Entwurfs- und Implementierungsphase der Entwicklung elektronischer Produkte mit sich. Zur Unterstützung sind verschiedene Designtechnologien entstanden, von denen viele in Altium Designer verfügbar sind.

Drahtbonden

Das Hauptziel des Drahtbondens besteht darin, eine sichere elektrische Verbindung mit geringem Widerstand zwischen einem Halbleiterchip und seinem Gehäuse oder zwischen verschiedenen Chips innerhalb eines Multi-Chip-Moduls herzustellen. Dieser Prozess umfasst das Verbinden eines feinen Drahts, typischerweise aus Gold, Aluminium oder Kupfer, vom Bondpad auf dem Chip zu einem entsprechenden Pad auf dem Gehäusesubstrat oder einem anderen Chip.

Drahtbonden überträgt Leistung und Signale zwischen Substraten und Chips. Es ist die grundlegende Technologie, bei der eine elektrische Verbindung zwischen den Chipkontaktflächen (Pads) und dem Chipträger oder Substrat durch das Mikroschweißen von Mikrodraht hergestellt wird. Sie gilt allgemein als die kostengünstigste und flexibelste Verbindungstechnologie und wird zur Montage der meisten Halbleitergehäuse verwendet.

Altium Designer unterstützt den Entwurf hybrider Leiterplatten mit Chip-on-Board-(CoB)-Technologie unter Verwendung von Drahtbonden.

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Direktes Layout & Routing auf einem 3D-Substrat

Die 3D-MID-Technologie kombiniert elektrische Schaltungen mit dreidimensionalen mechanischen Teilen. Diese Verschmelzung von Funktionalitäten eröffnet eine Welt voller Möglichkeiten in einem breiten Spektrum von Anwendungsbereichen.

In der Vergangenheit waren Entwickler von 3D-MIDs aufgrund des Mangels an geeigneten ECAD-Werkzeugen im Allgemeinen auf MCAD-Pakete beschränkt. Diese Arbeitsweise bringt viele inhärente Probleme mit sich, nicht zuletzt das Fehlen jeglicher elektrischer Intelligenz zur Steuerung des Schaltungslayouts sowie die Schwierigkeiten, die mit der Projektion manuell gezeichneter 2D-Skizzen auf 3D-Oberflächen verbunden sind.

Die neue 3D-Routing-Technologie ermöglicht es Ihnen, Standard-SMD-Bauteile auf einer 3D-Form zu platzieren und Leiterbahnen entlang der Oberfläche dieser Form zu routen, um das Layout zu vervollständigen.

Das fertige Design kann dann in das Dateiformat exportiert werden, das für den Fertigungsprozess Laser Direct Structuring (LDS) erforderlich ist.

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Gedruckte Elektronik

Eine spannende Weiterentwicklung beim Entwurf und bei der Entwicklung elektronischer Produkte ist die Möglichkeit, die elektronische Schaltung direkt auf ein Substrat zu drucken, beispielsweise auf ein Kunststoffformteil, das Teil des Produkts wird.

Gedruckte Elektronik wird zu einer Schlüsseltechnologie werden und die Integration von Elektronik in neue Märkte ermöglichen. Gedruckte Elektronik erlaubt eine enge Verbindung zwischen der Schaltung und dem Produkt. Von einem flexiblen Sensor, der direkt am Körper befestigt wird, bis hin zu einem fingerspitzenförmigen Multi-Sensor-Formteil, das es einer Roboterhand ermöglicht, einen weichen Kunststoffbecher zu halten, während Flüssigkeit hineingegossen wird – gedruckte Elektronik wird die Entwicklung innovativer neuer Lösungen in vielen Marktsegmenten ermöglichen. 

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Entwerfen mit eingebetteten Komponenten

Die stetig wachsende Nachfrage nach kleineren und stärker integrierten Elektronikprodukten, kombiniert mit den höheren Signalfrequenzen innerhalb dieser Geräte, treibt die fortlaufende Forschung nach besseren Methoden zur Fertigung und Montage einer Schaltung voran.

Eine Technik, die sowohl eine höhere Dichte als auch eine verbesserte Unterstützung für höhere Signalfrequenzen bietet, besteht darin, Komponenten in die Lagen der Schaltungsstruktur einzubetten. So kann beispielsweise das Einbetten diskreter Komponenten direkt unter einem integrierten Schaltkreis zu Folgendem führen: kürzere Signallängen; geringerer Widerstand und geringere parasitäre Induktivität, was zu weniger Rauschen und EMI führt; sowie eine verbesserte Signalintegrität der Schaltung. Diese Verbesserungen ermöglichen kleinere und zuverlässigere Produkte und unterstützen höhere Signalgeschwindigkeiten sowie größere Bandbreiten. In Verbindung mit den fortlaufenden Verbesserungen bei Fertigungsprozessen und -technologien können sie außerdem zu einer Verringerung der Produktgröße sowie zu niedrigeren Fertigungs- und Leiterplattenmontagekosten führen.

Das Einbetten von Komponenten stellt in jeder Phase des Prozesses eine Reihe ungewöhnlicher Anforderungen: vom Entwurf über die Fertigung und Montage bis hin zur Prüfung und Wartung des fertigen Produkts.

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Entwerfen mit Touch-Bedienelementen

Berührungsempfindliche Elektronik steht an der Spitze der technologischen Entwicklung. Da die Benutzeroberfläche immer wichtiger für den Erfolg Ihres Produkts wird, gelten klare und moderne Bedienelemente heute als unverzichtbar.

Das Hinzufügen eines Touch-Sensors zu Ihrem Elektronikprodukt ist ein Prozess, der zu Beginn eines Designs startet und sich bis in den Leiterplattenentwurf erstreckt. Die Unterstützung für Touch-Sensoren in Altium Designer ermöglicht es Ihnen, Touch-Sensoren einfach in Ihren Design-Workflow zu integrieren.

Die Unterstützung für Touch-Bedienelemente in Altium Designer umfasst:

• Konfigurierbare Touch-Sensor-Bibliotheken, mit denen Sie die Bedienelemente und Parameter Ihres Geräts von Anfang an festlegen können.
• Automatische Generierung der komplexen Landmuster und Footprints, die für Touch-Sensoren erforderlich sind.
• Modellierung und Verifizierung Ihrer Designs in nativem 3D, um sicherzustellen, dass sie korrekt ausgerichtet sind und richtig passen.
• Atmel® QTouch®- und QMatrix®-Bibliotheken; Cypress® Capsense®-Bibliotheken; & Microchip® mTouch®-Bibliotheken

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