Tecnologías avanzadas
De un vistazo
- Descubre qué tecnologías avanzadas de diseño admite Altium Designer y dónde se aplica cada una en el desarrollo de productos electrónicos modernos.
- Comprende los retos prácticos de diseño que plantean los formatos compactos, las altas velocidades de conmutación y las formas poco convencionales de los productos.
- Obtén una visión general de las funciones para la conexión por hilos, el enrutado sobre sustratos 3D, la electrónica impresa, los componentes embebidos y el diseño de controles táctiles.
Los productos electrónicos compactos actuales se presentan en carcasas compactas y de formas poco convencionales. A menudo funcionan con baterías, son ligeros y portátiles, y requieren tensiones de señal y un consumo de energía menores. Además, estos diseños compactos utilizan las tecnologías de dispositivos más recientes, con velocidades de conmutación tan rápidas que el trazado ya no consiste en un conjunto de simples pistas de cobre que transportan corriente y presentan una tensión. Ahora, las pistas constituyen un conjunto de líneas de transmisión, lo que convierte el proceso de trazado en un reto de análisis y diseño de ingeniería por derecho propio.
Todo ello plantea numerosos retos nuevos durante las fases de diseño e implementación del desarrollo de productos electrónicos. Para abordarlos, han surgido diversas tecnologías de diseño, muchas de las cuales están disponibles en Altium Designer.
Conexión por hilos
El objetivo principal de la conexión por hilos es establecer una conexión eléctrica segura y de baja resistencia entre un chip semiconductor y su encapsulado, o entre distintos chips dentro de un módulo multichip. Este proceso consiste en unir un hilo fino, normalmente de oro, aluminio o cobre, desde el pad de conexión del chip hasta el pad correspondiente en el sustrato del encapsulado o en otro chip.
La conexión por hilos transmite energía y señales entre sustratos y chips. Es la tecnología básica mediante la cual se establece una conexión eléctrica entre las superficies de contacto del chip (pads) y el soporte o sustrato del chip mediante la microsoldadura de microhilos. En general, se considera la tecnología de interconexión más rentable y flexible, y se utiliza para ensamblar la mayoría de los encapsulados de semiconductores.
Altium Designer permite diseñar placas híbridas con tecnología chip-on-board (CoB) mediante conexión por hilos.
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Diseño y trazado directos sobre un sustrato 3D
La tecnología 3D-MID combina circuitos eléctricos con piezas mecánicas tridimensionales. Esta fusión de funcionalidades abre un mundo de posibilidades en una amplia variedad de ámbitos de aplicación.
Históricamente, los diseñadores de 3D-MID se han visto generalmente limitados a utilizar paquetes MCAD debido a la falta de herramientas ECAD adecuadas. Esta forma de trabajar presenta numerosos problemas inherentes, entre los que destacan la ausencia de inteligencia eléctrica para guiar el diseño del circuito y las dificultades asociadas a la proyección de bocetos 2D dibujados manualmente sobre superficies 3D.
La nueva tecnología de trazado 3D permite colocar componentes estándar de montaje superficial sobre una forma 3D y trazar pistas a lo largo de su superficie para completar el diseño.
El diseño terminado se puede exportar en el formato de archivo requerido por el proceso de fabricación de estructuración directa por láser (LDS).
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Electrónica impresa
Una evolución apasionante en el diseño y desarrollo de productos electrónicos es la posibilidad de imprimir el circuito electrónico directamente sobre un sustrato, como una pieza de plástico moldeada que pasa a formar parte del producto.
La electrónica impresa se convertirá en una tecnología fundamental que permitirá integrar la electrónica en nuevos mercados. La electrónica impresa permite una estrecha integración entre el circuito y el producto. Desde un sensor flexible que se adhiere directamente al cuerpo hasta una pieza moldeada con múltiples sensores y forma de yema de dedo que permite a una mano robótica sostener un vaso de plástico blando mientras se vierte líquido en él, la electrónica impresa permitirá desarrollar nuevas soluciones innovadoras en numerosos segmentos del mercado.
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Diseño con componentes embebidos
La demanda cada vez mayor de productos electrónicos más pequeños y con mayor integración, combinada con las frecuencias más altas de las señales dentro de estos dispositivos, impulsa la investigación continua de mejores formas de fabricar y ensamblar circuitos.
Una técnica que ofrece tanto una mayor densidad como una mejor compatibilidad con frecuencias de señal más altas consiste en integrar componentes dentro de las capas de la estructura del circuito. Por ejemplo, integrar componentes discretos directamente debajo de un circuito integrado puede dar lugar a trayectos de señal más cortos; una menor resistencia e inductancia parásita, lo que reduce el ruido y las interferencias electromagnéticas (EMI); y una mayor integridad de las señales del circuito. Estas mejoras permiten obtener productos más pequeños y fiables, compatibles con mayores velocidades de señal y anchos de banda. Combinadas con las mejoras continuas en los procesos y las tecnologías de fabricación, también pueden reducir el tamaño del producto y los costes de fabricación y de ensamblaje de la placa.
La integración de componentes embebidos impone una serie de requisitos poco habituales en cada etapa del proceso: desde el diseño hasta la fabricación, el ensamblaje, las pruebas y el mantenimiento del producto terminado.
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Diseño con controles táctiles
La electrónica sensible al tacto está a la vanguardia de la tecnología. A medida que la interfaz de usuario cobra mayor importancia para el éxito de un producto, los controles de diseño limpio y moderno se consideran cada vez más esenciales.
Añadir un sensor táctil a un producto electrónico es un proceso que comienza al inicio del diseño y se extiende al proceso de diseño de la placa. La compatibilidad de Altium Designer con sensores táctiles permite integrarlos fácilmente en el flujo de trabajo de diseño.
Las funciones de Altium Designer para controles táctiles incluyen:
- Bibliotecas configurables de sensores táctiles que permiten definir los controles y parámetros del dispositivo desde el principio.
- Generación automática de los complejos patrones de pads y huellas necesarios para los sensores táctiles.
- Modelado y verificación de los diseños en 3D nativo para garantizar que estén alineados y encajen correctamente.
- Bibliotecas Atmel® QTouch® y QMatrix®; bibliotecas Cypress® Capsense®; y bibliotecas Microchip® mTouch®
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