Передовые технологии

Современные компактные электронные изделия выпускаются в небольших корпусах необычной формы. Часто они работают от батарей, отличаются малым весом и портативностью, что требует снижения напряжений сигналов и энергопотребления. Кроме того, в таких компактных устройствах используются новейшие компоненты с высокой скоростью переключения — настолько высокой, что проводники уже нельзя рассматривать как простые медные дорожки, по которым протекает ток и на которых возникает напряжение. Теперь это совокупность линий передачи, а значит, трассировка сама по себе становится сложной задачей инженерного анализа и проектирования.

Все это создает множество новых задач на этапах проектирования и реализации электронных изделий. Для их решения появились различные технологии проектирования, многие из которых доступны в Altium Designer.

Проволочная разварка

Основная цель проволочной разварки — создание надежного электрического соединения с низким сопротивлением между полупроводниковым кристаллом и его корпусом либо между отдельными кристаллами в многокристальном модуле. В ходе этого процесса тонкую проволоку, обычно изготовленную из золота, алюминия или меди, приваривают к контактной площадке на кристалле и соответствующей площадке на подложке корпуса или другом кристалле.

Проволочная разварка обеспечивает передачу питания и сигналов между подложками и кристаллами. Это базовая технология, при которой электрическое соединение между контактными поверхностями (площадками) кристалла и его носителем или подложкой создается путем микросварки тонких проволок. Она считается наиболее экономичной и гибкой технологией межсоединений и применяется при сборке большинства полупроводниковых корпусов.

Altium Designer поддерживает проектирование гибридных плат по технологии монтажа кристалла на плату (chip-on-board, CoB) с использованием проволочной разварки.

► Подробнее о проволочной разварке

Размещение компонентов и трассировка непосредственно на трехмерной подложке

Технология 3D-MID объединяет электрические цепи с трехмерными механическими деталями. Такое сочетание функций открывает широкие возможности в самых разных областях применения.

Ранее разработчики 3D-MID, как правило, были вынуждены использовать системы MCAD из-за отсутствия подходящих инструментов ECAD. Такой подход сопряжен со множеством проблем, в частности с отсутствием данных об электрических связях, необходимых для размещения и трассировки схемы, а также со сложностями проецирования вручную созданных двумерных эскизов на трехмерные поверхности.

Новая технология трехмерной трассировки позволяет размещать стандартные компоненты поверхностного монтажа на трехмерном объекте и прокладывать дорожки по его поверхности, формируя готовую топологию.

Готовый проект можно экспортировать в формат файла, необходимый для производства методом прямого лазерного структурирования (LDS).

► Подробнее о размещении компонентов и трассировке непосредственно на трехмерной подложке

Печатная электроника

Одно из перспективных направлений развития проектирования и разработки электронных изделий — возможность печатать электронную схему непосредственно на подложке, например на формованной пластиковой детали, которая становится частью изделия.

Печатная электроника станет ключевой технологией, позволяющей внедрять электронику в новые сегменты рынка. Она обеспечивает тесную интеграцию электронной схемы с самим изделием. От гибкого датчика, закрепляемого непосредственно на теле, до формованной детали в форме кончика пальца с несколькими датчиками, благодаря которой роботизированная рука может удерживать мягкий пластиковый стакан, пока в него наливают жидкость, — печатная электроника позволит создавать инновационные решения во многих сегментах рынка. 

► Подробнее о печатной электронике

Проектирование со встроенными компонентами

Постоянно растущий спрос на более компактные электронные изделия с высокой степенью интеграции в сочетании с повышением частот сигналов в этих устройствах стимулирует непрерывный поиск более совершенных способов изготовления и сборки электронных схем.

Один из способов, обеспечивающих как более высокую плотность монтажа, так и улучшенные характеристики на высоких частотах, — встраивание компонентов во внутренние слои платы. Например, размещение дискретных компонентов непосредственно под интегральной схемой позволяет сократить длину сигнальных цепей, уменьшить сопротивление и паразитную индуктивность, тем самым снизив уровень шумов и электромагнитных помех, а также улучшить целостность сигналов. Эти улучшения позволяют создавать более компактные и надежные изделия, поддерживающие более высокие скорости передачи сигналов и широкую полосу пропускания. В сочетании с постоянным совершенствованием производственных процессов и технологий они также позволяют уменьшить размеры изделия и снизить затраты на изготовление и сборку плат.

Встраивание компонентов предъявляет ряд особых требований к каждому этапу процесса: от проектирования, изготовления и сборки до испытаний и технического обслуживания готового изделия.

► Подробнее о встроенных компонентах

Проектирование с сенсорными элементами управления

Сенсорная электроника находится на переднем крае технологического развития. По мере того как пользовательский интерфейс приобретает все большее значение для успеха изделия, лаконичные и современные элементы управления становятся необходимостью.

Добавление сенсорного датчика в электронное изделие — это процесс, который начинается на ранних этапах разработки и продолжается при проектировании платы. Поддержка сенсорных датчиков в Altium Designer позволяет легко интегрировать их в рабочий процесс проектирования.

Поддержка сенсорных элементов управления в Altium Designer включает:

• Настраиваемые библиотеки сенсорных датчиков, позволяющие с самого начала задать элементы управления и параметры устройства.
• Автоматическое создание сложных конфигураций контактных площадок и посадочных мест, необходимых для сенсорных датчиков.
• Моделирование и проверку проектов в полноценной трехмерной среде, чтобы убедиться в правильности взаимного расположения и совместимости элементов.
• Библиотеки Atmel® QTouch® и QMatrix®; библиотеки Cypress® Capsense®; а также библиотеки Microchip® mTouch®.

► Подробнее о проектировании с сенсорными элементами управления