在 PCB 開(kai)發(fa)方(fang)面(mian)， 物(wu)聯網(wang)時(shi)代 已(yi)經(jing)來臨(lin)，它幾乎接(jie)管(guan)了(le)數(shu)字世(shi)界的方(fang)方(fang)面(mian)面(mian)。

 到 2020 年，地(di)球(qiu)將至少有(you) 200 億臺(tai)支持互(hu)聯(lian)網(wang)的設(she)備(bei)用(yong)於(yu) PCB開(kai)發(fa)。

通過(guo)利用這項技(ji)術(shu)，開(kai)發(fa)人(ren)員正在(zai)為可(ke)穿戴設(she)備(bei)、家庭(ting)自動化(hua)和醫療(liao)監(jian)控(kong)系(xi)統(tong)、智能(neng)汽車(che)和(he)未(wei)來城市等(deng)創新(xin)開(kai)發(fa)智(zhi)能(neng)連(lian)接(jie)平(ping)臺(tai)。

作為最(zui)新(xin)的(de)科技(ji)小(xiao)子(zi)，物(wu)聯網(wang)為物(wu)理和(he)數(shu)字組(zu)件(jian)之間的連(lian)接(jie)帶(dai)來(lai)了吉祥的(de)表現(xian)。本文將詳(xiang)細(xi)談(tan)談(tan)物(wu)聯網(wang)的發(fa)展(zhan)和(he)未(wei)來(lai)。妳想了解更多嗎(ma)？

物(wu)聯網(wang)：推動 PCB 開(kai)發(fa)的(de)新方(fang)法(fa)

當(dang)今(jin) PCB 發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)要(yao)趨勢之壹(yi)是越來越普(pu)遍地(di)使用柔性和高(gao)密(mi)度互(hu)連（電(dian)路板制造(zao)。傳統(tong)的 PCB 布線(xian)方(fang)法(fa)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)這壹(yi)點。使用HDI技(ji)術(shu)，如(ru)盲(mang)孔(kong)和埋孔，以節省寶貴(gui)的空間。HDI設(she)計(ji)還有助於降(jiang)低功(gong)耗和提高(gao)性(xing)能(neng)，使其非(fei)常(chang)適(shi)合(he)物(wu)聯網(wang)設(she)備(bei)。

圖 2 –柔性 PCB

將flex 和(he) HDI 方(fang)法(fa)結(jie)合(he)到 PCB設(she)計(ji)中，公司能(neng)夠(gou)制造(zao)出受(shou)熱應(ying)力(li)和(he)信號損(sun)失等(deng)因素(su)影響較(jiao)少(shao)的(de)微型(xing)移動設(she)備(bei)，而不(bu)會影響性能(neng)。物(wu)聯網(wang)設(she)備(bei)現(xian)在(zai)可(ke)以比(bi)以往(wang)更小(xiao)、更輕(qing)、更快。  

為物(wu)聯網(wang)制造(zao) PCB：有什(shen)麽不(bu)同？

雖(sui)然物(wu)聯網(wang)不(bu)需(xu)要對(dui)PCB開(kai)發(fa)進行(xing)徹(che)底的(de)改造(zao)，但它為設(she)計(ji)表帶(dai)來(lai)了新(xin)的考(kao)慮。

由於(yu)不(bu)同的設(she)計(ji)方(fang)法(fa)，基於(yu)物(wu)聯網(wang)的 PCB的(de)布局(ju)、制造(zao)和組裝(zhuang)過(guo)程(cheng)有很(hen)大不(bu)同。

首(shou)先(xian)，物(wu)聯網(wang)PCB 通常(chang)由剛(gang)柔結(jie)合(he)或(huo)柔性電路組件(jian)組成(cheng)，這與傳統(tong)電路板的(de)大而平的(de)特(te)性(xing)相(xiang)反。

使用柔性組件制造(zao)需(xu)要對(dui)彎曲(qu)比(bi)、生(sheng)命周期叠(die)代、信(xin)號跡(ji)線(xian)厚(hou)度、剛(gang)性(xing)和柔性電路層、銅重(zhong)量、加(jia)強筋(jin)放置以及(ji)組(zu)件產(chan)生(sheng)的(de)熱(re)量進行(xing)廣(guang)泛(fan)、高(gao)精(jing)度(du)的(de)計(ji)算(suan)。

此外，為物(wu)聯網(wang)開(kai)發(fa)PCB 要(yao)求(qiu)設(she)計(ji)人員確(que)保(bao)剛(gang)性(xing)和柔性側(ce)層之間的牢(lao)固粘(zhan)合(he)，並且(qie)還需(xu)要對(dui) 0201 和 00105 封裝等(deng)非(fei)常(chang)微小(xiao)的(de)組(zu)件(jian)有深(shen)入(ru)的了解。

圖 3 –永久連接在壹(yi)起(qi)的柔性和剛(gang)性(xing)電路板。當(dang)靈活和(he)移動。因(yin)此，將FR4 用(yong)於(yu)方(fang)形(xing) PCB 制造(zao)正在逐漸為新(xin)材(cai)料(liao)鋪平道路，例(li)如(ru)柔性銅、塑(su)料甚至網狀(zhuang)材料(liao)。

圖 8 – 剛(gang)柔結(jie)合(he)銅(tong)

在未(wei)來(lai)，FR4 設(she)計(ji)師將需(xu)要與(yu)知道如(ru)何使用替(ti)代材(cai)料的(de)專家合作。

研究(jiu)公司目前(qian)是物(wu)聯網(wang)開(kai)發(fa)人(ren)員尋求(qiu)無(wu)線(xian)自主傳(chuan)感(gan)器(qi)和(he)柔性電路咨(zi)詢(xun)和(he)測試(shi)服務(wu)的(de)首(shou)選(xuan)。

 更加(jia)重視(shi)無線(xian)連接(jie)

圖 9 – 無(wu)線(xian)發(fa)射(she)器(qi)模塊

無線(xian)模塊和(he)射(she)頻電(dian)路為物(wu)聯網(wang)產(chan)品(pin)提供(gong)了(le)與(yu)周圍環(huan)境通(tong)信、收集(ji)數(shu)據並將其(qi)發(fa)送到在線(xian)和離(li)線(xian)服務(wu)器(qi)的(de)關鍵(jian)能(neng)力(li)。

如(ru)今(jin)，市場(chang)上(shang)充(chong)斥著(zhe)物(wu)聯網(wang)友(you)好(hao)型模塊和(he)射(she)頻組(zu)件，所有這些模塊和(he)射(she)頻組(zu)件都保(bao)持較(jiao)小(xiao)的(de)占(zhan)地面(mian)積，同(tong)時(shi)包(bao)含盡(jin)可(ke)能(neng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)。

然而，隨著(zhe)世(shi)界連接(jie)需(xu)求(qiu)的(de)發(fa)展(zhan)，無(wu)線(xian)技(ji)術(shu)將進入(ru)越來越多的(de)小(xiao)工(gong)具，PCB 設(she)計(ji)人員將不(bu)得(de)不(bu)應對將更強大(da)、更可靠(kao)的模塊安裝到更小(xiao)的(de)電(dian)路板上(shang)的(de)挑(tiao)戰。

規定範圍、數(shu)據傳輸速度和(he)安全性等(deng)參(can)數(shu)的(de)協(xie)議(yi)可能(neng)需(xu)要修(xiu)改和更新，以滿(man)足新出現的需(xu)求(qiu)。

更令人(ren)興(xing)奮(fen)的是，隨(sui)著(zhe)標(biao)準(zhun)化(hua)成為常(chang)態(tai)，完(wan)全(quan)有可能(neng)讓(rang)壹(yi)個主(zhu)要的無線(xian)協議(yi)統(tong)治未來(lai)的物(wu)聯網(wang)世界。

更加(jia)關註(zhu)功(gong)耗

未來(lai)的(de)物(wu)聯網(wang)產(chan)品(pin)可能(neng)會(hui)取消物(wu)理電(dian)源端(duan)口和插入(ru)式(shi)電(dian)源(yuan)，取而代之(zhi)的是電(dian)池(chi)和(he)能(neng)量收(shou)集(ji)功(gong)能(neng)，以促進便攜性(xing)以及(ji)人(ren)工(gong)智能(neng)。

物(wu)聯網(wang)市場(chang)越來越渴望(wang)能(neng)夠(gou)連(lian)續工(gong)作且(qie)幾乎不(bu)需(xu)要人(ren)工(gong)幹預(yu)的智(zhi)能(neng)設(she)備(bei)。因(yin)此(ci)，PCB 設(she)計(ji)人員需(xu)要更加(jia)重視(shi)能(neng)效(xiao)，才能(neng)在(zai)未(wei)來(lai)取得(de)成功(gong)。

圖 10 – 功(gong)率預(yu)算(suan)

壹(yi)種實(shi)現(xian)更好(hao)功(gong)耗的有前途(tu)的(de)方(fang)法(fa)是為 PCB 上(shang)的(de)各個功(gong)能(neng)塊制定功(gong)率預(yu)算(suan)，而不(bu)是將產(chan)品(pin)作為壹(yi)個整(zheng)體(ti)考慮。這樣(yang)，設(she)計(ji)人員將獲(huo)得(de)急需(xu)的靈活性(xing)來識(shi)別和改進耗電(dian)組(zu)件。

用於(yu)人(ren)體(ti)的 PCB

隨著(zhe)物(wu)聯網(wang)開(kai)發(fa)人(ren)員發(fa)現(xian)改善日常生(sheng)活的(de)新方(fang)法(fa)，健(jian)康(kang)和(he)健身電(dian)子產(chan)品(pin)的數(shu)量每(mei)年(nian)都在(zai)擴大。然(ran)而，人體(ti)對 PCB 設(she)計(ji)人員提出了壹(yi)些獨(du)特(te)的(de)挑(tiao)戰。

例(li)如(ru)，我(wo)們(men)身體(ti)的極(ji)度損(sun)耗(hao)性(xing)意(yi)味著(zhe)任(ren)何打(da)算(suan)佩戴(dai)或(huo)裝(zhuang)在口袋裏(li)的(de)設(she)備(bei)都需(xu)要保(bao)持足夠(gou)強(qiang)的信號來(lai)克(ke)服噪(zao)音(yin)。

此外，由於(yu)濕(shi)氣(qi)和(he)電路不(bu)會混合(he)，因此(ci)設(she)計(ji)物(wu)聯網(wang)可穿戴設(she)備(bei)需(xu)要開(kai)發(fa)人(ren)員仔細(xi)考慮汗(han)水(shui)和水(shui)的影響。

圖 11 – 超(chao)低功(gong)耗 PsiKick 監(jian)控(kong)芯片

機械(xie)工(gong)程師在(zai)防潮(chao)封(feng)裝(zhuang)的(de)開(kai)發(fa)中發(fa)揮(hui)著(zhe)重(zhong)要(yao)作用，但(dan)隨(sui)著(zhe)物(wu)聯網(wang)小(xiao)工(gong)具的更多用(yong)途(tu)出現，PCB 設(she)計(ji)人員將需(xu)要做(zuo)更多工(gong)作，以確(que)保(bao)敏感(gan)組(zu)件(jian)得(de)到良(liang)好(hao)保(bao)護。

更 堅定的可靠(kao)性

小(xiao)型(xing)化(hua)的物(wu)聯網(wang)設(she)備(bei)需(xu)要非(fei)常(chang)高(gao)的(de)制造(zao)精(jing)度(du)。雖(sui)然大多數(shu)設(she)計(ji)人員通常(chang)習(xi)慣(guan)於更換傳統(tong)電路板上(shang)的(de)油炸(zha)通(tong)孔(kong)組件，但(dan)物(wu)聯網(wang)市場(chang)無法(fa)容忍失敗(bai)。

手(shou)表和(he)助聽器(qi)等(deng)敏感(gan)設(she)備(bei)必(bi)須(xu)壹(yi)直工(gong)作。   

隨著(zhe)對(dui)物(wu)聯網(wang)產(chan)品(pin)的需(xu)求(qiu)不(bu)斷(duan)上(shang)升(sheng)，PCB 設(she)計(ji)人員需(xu)要確(que)保(bao)他(ta)們(men)的電(dian)路板開(kai)箱(xiang)即(ji)用(yong)。

這意(yi)味著(zhe)在(zai)開(kai)始(shi)物(wu)理制造(zao)之前，要(yao)花費(fei)大(da)量時(shi)間在像(xiang) PSpice 這樣(yang)的(de)模擬程序(xu)上(shang)，仔細(xi)優(you)化(hua)他(ta)們(men)的原型以獲(huo)得(de)最佳(jia)性能(neng)。

結(jie)論(lun)

電子(zi)設(she)計(ji)正在經(jing)歷(li)廣(guang)泛(fan)的(de)變化(hua)以跟(gen)上(shang)物(wu)聯網(wang)的步伐(fa)。新方(fang)法(fa)正(zheng)在(zai)占(zhan)據中心位(wei)置，PCB 制造(zao)商逐漸將產(chan)品(pin)開(kai)發(fa)視(shi)為壹(yi)個整(zheng)體(ti)，而不(bu)僅(jin)僅(jin)是電(dian)路板的(de)設(she)計(ji)。

隨著(zhe)對(dui)具有微型(xing)、輕(qing)型(xing)組件的強大電路板的(de)需(xu)求(qiu)進壹(yi)步擴(kuo)大，具有想象力和(he)專業知識(shi)以利用新興機會(hui)的設(she)計(ji)師和制造(zao)商將受(shou)益(yi)匪淺。