Công nghệ tiên tiến

Các sản phẩm điện tử nhỏ gọn ngày nay được đưa ra thị trường trong những vỏ máy nhỏ gọn và có hình dạng khác thường. Thường được cấp nguồn bằng pin, chúng nhẹ và dễ mang theo, đòi hỏi điện áp tín hiệu và mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Và các thiết kế nhỏ gọn này sử dụng những công nghệ linh kiện mới nhất với tốc độ chuyển mạch rất nhanh, nhanh đến mức việc đi dây không còn chỉ là tập hợp các đường đồng đơn giản mang dòng điện và thể hiện điện áp; giờ đây các tuyến mạch là một mạng lưới đường truyền tín hiệu - biến quá trình đi dây thành một thách thức phân tích và thiết kế kỹ thuật đúng nghĩa.

Tất cả những điều này mang đến nhiều thách thức mới cho giai đoạn thiết kế và triển khai trong quá trình phát triển sản phẩm điện tử. Nhiều công nghệ thiết kế khác nhau đã xuất hiện để hỗ trợ, và nhiều công nghệ trong số đó hiện có trong Altium Designer.

Wire Bonding

Mục tiêu chính của wire bonding là tạo ra một kết nối điện an toàn và có điện trở thấp giữa chip bán dẫn và vỏ đóng gói của nó, hoặc giữa các chip khác nhau trong một mô-đun đa chip. Quá trình này bao gồm việc liên kết một sợi dây mảnh, thường làm bằng vàng, nhôm hoặc đồng, từ bond pad trên chip đến pad tương ứng trên đế đóng gói hoặc trên một chip khác.

Wire bonding truyền nguồn và tín hiệu giữa các đế và chip. Đây là công nghệ cơ bản trong đó kết nối điện giữa các bề mặt tiếp xúc của chip (pad) và bộ mang chip hoặc đế được tạo ra bằng vi hàn các vi dây. Nhìn chung, đây được xem là công nghệ liên kết hiệu quả về chi phí và linh hoạt nhất, và được sử dụng để lắp ráp hầu hết các loại đóng gói bán dẫn.

Altium Designer hỗ trợ thiết kế các bo mạch lai với công nghệ chip-on-board (CoB) sử dụng Wire Bonding.

► Tìm hiểu thêm về Wire Bonding

Bố trí & đi dây trực tiếp trên đế 3D

Công nghệ 3D-MID kết hợp các mạch điện với các chi tiết cơ khí ba chiều. Sự hợp nhất chức năng này mở ra vô số khả năng trong phạm vi ứng dụng rất rộng.

Trong lịch sử, các nhà thiết kế 3D-MID thường bị giới hạn trong các gói MCAD do thiếu các công cụ ECAD phù hợp. Có nhiều vấn đề cố hữu trong cách làm việc này, không nhỏ trong số đó là việc thiếu bất kỳ “trí tuệ điện” nào để dẫn dắt bố cục mạch, cùng những khó khăn liên quan đến việc chiếu các bản phác thảo 2D vẽ thủ công lên bề mặt 3D.

Công nghệ đi dây 3D mới cho phép bạn đặt các linh kiện dán bề mặt tiêu chuẩn lên một hình dạng 3D và đi các đường mạch dọc theo bề mặt của hình dạng đó để hoàn thiện bố cục.

Sau đó, thiết kế hoàn chỉnh có thể được xuất ra theo định dạng tệp cần thiết cho quy trình sản xuất Laser Direct Structuring (LDS).

► Tìm hiểu thêm về Bố trí & đi dây trực tiếp trên đế 3D

Điện tử in

Một bước tiến đầy hứng khởi trong thiết kế và phát triển sản phẩm điện tử là khả năng in trực tiếp mạch điện lên một đế, chẳng hạn như một chi tiết nhựa đúc trở thành một phần của sản phẩm.

Điện tử in sẽ trở thành một công nghệ then chốt, cho phép tích hợp điện tử vào các thị trường mới. Điện tử in cho phép tạo ra sự gắn kết chặt chẽ giữa mạch điện và sản phẩm. Từ cảm biến linh hoạt gắn trực tiếp lên cơ thể, cho đến chi tiết đúc đa cảm biến có hình dạng đầu ngón tay cho phép bàn tay robot giữ một cốc nhựa mềm khi chất lỏng được rót vào, điện tử in sẽ cho phép phát triển các giải pháp đổi mới mới trong nhiều phân khúc thị trường. 

► Tìm hiểu thêm về Điện tử in

Thiết kế với linh kiện nhúng

Nhu cầu ngày càng tăng về các sản phẩm điện tử nhỏ hơn và tích hợp cao hơn, kết hợp với tần số tín hiệu ngày càng cao bên trong các thiết bị này, đang thúc đẩy hoạt động nghiên cứu liên tục về những phương thức tốt hơn để chế tạo và lắp ráp mạch.

Một kỹ thuật vừa mang lại mật độ cao hơn vừa cải thiện khả năng hỗ trợ các tần số tín hiệu cao hơn là nhúng linh kiện vào bên trong các lớp của cấu trúc mạch. Ví dụ, việc nhúng các linh kiện rời trực tiếp bên dưới một mạch tích hợp có thể mang lại: chiều dài tín hiệu ngắn hơn; giảm điện trở và điện cảm ký sinh, từ đó giảm nhiễu và EMI; và cải thiện tính toàn vẹn của tín hiệu mạch. Những cải tiến này tạo ra các sản phẩm nhỏ hơn và đáng tin cậy hơn, hỗ trợ tốc độ tín hiệu nhanh hơn và băng thông cao hơn. Kết hợp với các cải tiến liên tục đang đạt được trong quy trình và công nghệ chế tạo, chúng cũng có thể giúp giảm kích thước sản phẩm, đồng thời hạ chi phí chế tạo và lắp ráp ở cấp độ bo mạch.

Việc nhúng linh kiện đặt ra một số yêu cầu khác thường ở mỗi giai đoạn của quy trình: từ thiết kế, đến chế tạo, đến lắp ráp, đến kiểm thử và bảo trì sản phẩm hoàn thiện.

► Tìm hiểu thêm về Linh kiện nhúng

Thiết kế với điều khiển cảm ứng

Điện tử cảm ứng đang ở tuyến đầu của công nghệ. Khi giao diện người dùng ngày càng trở nên quan trọng đối với thành công của sản phẩm, các điều khiển sạch sẽ và hiện đại giờ đây được xem là thiết yếu.

Việc thêm cảm biến cảm ứng vào sản phẩm điện tử của bạn là một quy trình bắt đầu từ giai đoạn đầu của thiết kế và kéo dài sang quá trình thiết kế bo mạch. Hỗ trợ cảm biến cảm ứng của Altium Designer cho phép bạn dễ dàng tích hợp cảm biến cảm ứng vào quy trình thiết kế của mình.

Hỗ trợ điều khiển cảm ứng của Altium Designer bao gồm:

• Thư viện cảm biến cảm ứng có thể cấu hình, cho phép bạn thiết lập các điều khiển và tham số của thiết bị ngay từ đầu.
• Tự động tạo các land pattern và footprint phức tạp cần thiết cho cảm biến cảm ứng.
• Mô hình hóa và xác minh thiết kế của bạn trong Native 3D để bảo đảm chúng được căn chỉnh và lắp khớp chính xác.
• Thư viện Atmel® QTouch® và QMatrix®; thư viện Cypress® Capsense®; & thư viện Microchip® mTouch®

► Tìm hiểu thêm về Thiết kế với điều khiển cảm ứng