在 PCB 開發(fā)方面， 物聯(lián)網(wǎng)時代 已經(jīng)來臨，它幾乎接管了數(shù)字世界的方方面面。

 到 2020 年，地球?qū)⒅辽儆?200 億臺支持互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備用于 PCB開發(fā)。

通過利用這項技術(shù)，開發(fā)人員正在為可穿戴設(shè)備、家庭自動化和醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)、智能汽車和未來城市等創(chuàng)新開發(fā)智能連接平臺。

作為最新的科技小子，物聯(lián)網(wǎng)為物理和數(shù)字組件之間的連接帶來了吉祥的表現(xiàn)。本文將詳細(xì)談?wù)勎锫?lián)網(wǎng)的發(fā)展和未來。你想了解更多嗎？

物聯(lián)網(wǎng)：推動 PCB 開發(fā)的新方法

當(dāng)今 PCB 發(fā)展的主要趨勢之一是越來越普遍地使用柔性和高密度互連（電路板制造。傳統(tǒng)的 PCB 布線方法無法實現(xiàn)這一點(diǎn)。使用HDI技術(shù)，如盲孔和埋孔，以節(jié)省寶貴的空間。HDI設(shè)計還有助于降低功耗和提高性能，使其非常適合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

圖 2 –柔性 PCB

將flex 和 HDI 方法結(jié)合到 PCB設(shè)計中，公司能夠制造出受熱應(yīng)力和信號損失等因素影響較少的微型移動設(shè)備，而不會影響性能。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備現(xiàn)在可以比以往更小、更輕、更快。  

為物聯(lián)網(wǎng)制造 PCB：有什么不同？

雖然物聯(lián)網(wǎng)不需要對PCB開發(fā)進(jìn)行徹底的改造，但它為設(shè)計表帶來了新的考慮。

由于不同的設(shè)計方法，基于物聯(lián)網(wǎng)的 PCB的布局、制造和組裝過程有很大不同。

首先，物聯(lián)網(wǎng)PCB 通常由剛?cè)峤Y(jié)合或柔性電路組件組成，這與傳統(tǒng)電路板的大而平的特性相反。

使用柔性組件制造需要對彎曲比、生命周期迭代、信號跡線厚度、剛性和柔性電路層、銅重量、加強(qiáng)筋放置以及組件產(chǎn)生的熱量進(jìn)行廣泛、高精度的計算。

此外，為物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)PCB 要求設(shè)計人員確保剛性和柔性側(cè)層之間的牢固粘合，并且還需要對 0201 和 00105 封裝等非常微小的組件有深入的了解。

圖 3 –永久連接在一起的柔性和剛性電路板。當(dāng)靈活和移動。因此，將FR4 用于方形 PCB 制造正在逐漸為新材料鋪平道路，例如柔性銅、塑料甚至網(wǎng)狀材料。

圖 8 – 剛?cè)峤Y(jié)合銅

在未來，F(xiàn)R4 設(shè)計師將需要與知道如何使用替代材料的專家合作。

研究公司目前是物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員尋求無線自主傳感器和柔性電路咨詢和測試服務(wù)的首選。

 更加重視無線連接

圖 9 – 無線發(fā)射器模塊

無線模塊和射頻電路為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品提供了與周圍環(huán)境通信、收集數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到在線和離線服務(wù)器的關(guān)鍵能力。

如今，市場上充斥著物聯(lián)網(wǎng)友好型模塊和射頻組件，所有這些模塊和射頻組件都保持較小的占地面積，同時包含盡可能多的功能。

然而，隨著世界連接需求的發(fā)展，無線技術(shù)將進(jìn)入越來越多的小工具，PCB 設(shè)計人員將不得不應(yīng)對將更強(qiáng)大、更可靠的模塊安裝到更小的電路板上的挑戰(zhàn)。

規(guī)定范圍、數(shù)據(jù)傳輸速度和安全性等參數(shù)的協(xié)議可能需要修改和更新，以滿足新出現(xiàn)的需求。

更令人興奮的是，隨著標(biāo)準(zhǔn)化成為常態(tài)，完全有可能讓一個主要的無線協(xié)議統(tǒng)治未來的物聯(lián)網(wǎng)世界。

更加關(guān)注功耗

未來的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品可能會取消物理電源端口和插入式電源，取而代之的是電池和能量收集功能，以促進(jìn)便攜性以及人工智能。

物聯(lián)網(wǎng)市場越來越渴望能夠連續(xù)工作且?guī)缀醪恍枰斯じ深A(yù)的智能設(shè)備。因此，PCB 設(shè)計人員需要更加重視能效，才能在未來取得成功。

圖 10 – 功率預(yù)算

一種實現(xiàn)更好功耗的有前途的方法是為 PCB 上的各個功能塊制定功率預(yù)算，而不是將產(chǎn)品作為一個整體考慮。這樣，設(shè)計人員將獲得急需的靈活性來識別和改進(jìn)耗電組件。

用于人體的 PCB

隨著物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)改善日常生活的新方法，健康和健身電子產(chǎn)品的數(shù)量每年都在擴(kuò)大。然而，人體對 PCB 設(shè)計人員提出了一些獨(dú)特的挑戰(zhàn)。

例如，我們身體的極度損耗性意味著任何打算佩戴或裝在口袋里的設(shè)備都需要保持足夠強(qiáng)的信號來克服噪音。

此外，由于濕氣和電路不會混合，因此設(shè)計物聯(lián)網(wǎng)可穿戴設(shè)備需要開發(fā)人員仔細(xì)考慮汗水和水的影響。

圖 11 – 超低功耗 PsiKick 監(jiān)控芯片

機(jī)械工程師在防潮封裝的開發(fā)中發(fā)揮著重要作用，但隨著物聯(lián)網(wǎng)小工具的更多用途出現(xiàn)，PCB 設(shè)計人員將需要做更多工作，以確保敏感組件得到良好保護(hù)。

更 堅定的可靠性

小型化的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需要非常高的制造精度。雖然大多數(shù)設(shè)計人員通常習(xí)慣于更換傳統(tǒng)電路板上的油炸通孔組件，但物聯(lián)網(wǎng)市場無法容忍失敗。

手表和助聽器等敏感設(shè)備必須一直工作。   

隨著對物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的需求不斷上升，PCB 設(shè)計人員需要確保他們的電路板開箱即用。

這意味著在開始物理制造之前，要花費(fèi)大量時間在像 PSpice 這樣的模擬程序上，仔細(xì)優(yōu)化他們的原型以獲得最佳性能。

結(jié)論

電子設(shè)計正在經(jīng)歷廣泛的變化以跟上物聯(lián)網(wǎng)的步伐。新方法正在占據(jù)中心位置，PCB 制造商逐漸將產(chǎn)品開發(fā)視為一個整體，而不僅僅是電路板的設(shè)計。

隨著對具有微型、輕型組件的強(qiáng)大電路板的需求進(jìn)一步擴(kuò)大，具有想象力和專業(yè)知識以利用新興機(jī)會的設(shè)計師和制造商將受益匪淺。