Công nghệ tiên tiến

Các sản phẩm điện tử nhỏ gọn ngày nay được đặt trong những vỏ máy nhỏ gọn với hình dạng khác thường. Thường sử dụng pin, chúng có trọng lượng nhẹ và dễ mang theo, đòi hỏi điện áp tín hiệu và mức tiêu thụ điện năng thấp hơn. Những thiết kế nhỏ gọn này sử dụng các công nghệ linh kiện mới nhất với tốc độ chuyển mạch cao, nhanh đến mức hệ thống đường mạch không còn đơn thuần là các đường dẫn bằng đồng mang dòng điện và có điện áp, mà đã trở thành một tập hợp các đường truyền — khiến quá trình đi dây tự nó trở thành một thách thức về phân tích kỹ thuật và thiết kế.

Tất cả những yếu tố này đặt ra 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 đã ra đời để hỗ trợ, trong đó có nhiều công nghệ được tích hợp trong Altium Designer.

Hàn dây liên kết

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

Hàn dây liên kết truyền nguồn và tín hiệu giữa các đế và chip. Đây là công nghệ cơ bản để thiết lập kết nối điện giữa các bề mặt tiếp xúc (pad) của chip và giá đỡ chip hoặc đế bằng cách hàn vi mô các sợi dây siêu nhỏ. Công nghệ này thường được xem là công nghệ liên kết có tính linh hoạt và hiệu quả chi phí cao nhất, được sử dụng để lắp ráp phần lớn các loại vỏ đóng gói bán dẫn.

Altium Designer hỗ trợ thiết kế bo mạch lai sử dụng công nghệ chip gắn trực tiếp trên bo mạch (CoB) với kỹ thuật hàn dây liên kết.

► Tìm hiểu thêm về Hàn dây liên kết

Bố trí và đi dây trực tiếp trên đế 3D

Công nghệ 3D-MID kết hợp các mạch điện với các bộ phận cơ khí ba chiều. Sự kết hợp chức năng này mở ra vô vàn khả năng trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.

Trước đây, các nhà thiết kế 3D-MID thường chỉ có thể sử dụng phần mềm MCAD do thiếu các công cụ ECAD phù hợp. Cách làm này vốn tồn tại nhiều vấn đề, nổi bật là việc thiếu khả năng xử lý thông tin điện để định hướng bố trí mạch và những khó khăn khi chiếu các bản phác thảo 2D được vẽ thủ công lên bề mặt 3D.

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

Sau đó, thiết kế hoàn chỉnh có thể được xuất sang định dạng tệp theo yêu cầu của quy trình sản xuất tạo cấu trúc trực tiếp bằng laser (LDS).

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

Điện tử in

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

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

► Tìm hiểu thêm về Điện tử in

Thiết kế với linh kiện nhúng

Nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm điện tử nhỏ gọn hơn và có mức độ tích hợp cao hơn, cùng với tần số tín hiệu cao hơn trong những thiết bị này, thúc đẩy hoạt động nghiên cứu liên tục nhằm tìm ra các phương pháp chế tạo và lắp ráp mạch tốt hơn.

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

Việc nhúng linh kiện đặt ra một số yêu cầu đặc thù ở từng giai đoạn của quy trình: từ thiết kế, chế tạo, lắp ráp đến kiểm thử và bảo trì thành phẩm.

► Tìm hiểu thêm về Linh kiện nhúng

Thiết kế với bộ điều khiển cảm ứng

Điện tử cảm ứng đang đi đầu trong công nghệ. Khi giao diện người dùng ngày càng đóng vai trò quan trọng đối với sự thành công của sản phẩm, các bộ điều khiển tinh gọn và hiện đại nay được xem là yếu tố thiết yếu.

Việc bổ sung cảm biến cảm ứng vào sản phẩm điện tử là một quá trình bắt đầu ngay từ giai đoạn đầu của thiết kế và kéo dài sang quá trình thiết kế bo mạch. Khả năng 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.

Khả năng hỗ trợ điều khiển cảm ứng của Altium Designer bao gồm:

• Các thư viện cảm biến cảm ứng có thể cấu hình, cho phép bạn thiết lập các bộ điều khiển và thông số của thiết bị ngay từ đầu.
• Tự động tạo các mẫu bố trí pad và footprint phức tạp cần thiết cho cảm biến cảm ứng.
• Mô hình hóa và xác minh thiết kế trong môi trường 3D gốc để bảo đảm các bộ phận được căn chỉnh và lắp khớp chính xác.
• Các thư viện Atmel® QTouch® và QMatrix®; các thư viện Cypress® Capsense®; & các thư viện Microchip® mTouch®

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