PCB Tertanam: Memberdayakan Sistem Kompak dan Handal untuk Wearable Modern

Ada peningkatan stabil dalam penjualan sistem tertanam karena permintaan tinggi terhadap sirkuit wearable yang lebih kecil. Selain itu, sistem tertanam membantu membuat aplikasi yang lebih kompleks yang PCB standar tidak dapat menangani. Jadi, apa yang dapat menangani daya sistem tertanam? Sederhana! PCB Tertanam. Papan ini menggunakan komponen tertanam yang mengurangi kemungkinan kehilangan integritas sinyal.

Tetapi itu belum semua. Ada banyak hal lain untuk dipelajari tentang sistem tertanam dan cara kerjanya.

Baca lanjut untuk mengetahui lebih lanjut tentang PCB tertanam dan beberapa tantangan yang mempengaruhi sistem tertanam.

Apa itu Komponen Tertanam

PCB Tertanam dengan Komponen

Sebelum kita melompat ke apa itu komponen tertanam, mari kita ingat kembali konsep sistem tertanam. Ide utama di balik sistem tertanam adalah untuk mengurangi ukuran papan sirkuit sambil mempertahankan integritas dan kinerja tinggi.

Selanjutnya, PCB tertanam adalah papan sirkuit dengan komponen yang dikubur dalam lapisannya. Juga, komponen tertanam ini membantu meningkatkan kinerja sistem tertanam.

Ada banyak cara Anda dapat menggunakan komponen tertanam. Dan cara Anda menggunakannya mempengaruhi proses manufaktur mereka. Awalnya, pembuatan PCB dan penempatan komponen adalah dua konsep yang mengharuskan produsen untuk menangani secara terpisah.

Sekarang, proses-proses itu tidak begitu berbeda. Oleh karena itu, Anda dapat merancang dan memproduksi papan dengan komponen tertanam. Selain itu, ada dua cara untuk menambahkan komponen tertanam.

• Pertama, Anda dapat membuat lubang terbuka untuk menempatkan komponen tertanam. Akibatnya, komponen akan tetap terlihat pada produk akhir Anda.

• Kedua, sematkan komponen ke dalam lapisan internal. Akibatnya, sirkuit akan tetap tersembunyi.

Mari kita perhatikan lebih dekat tipe komponen tertanam.

Catatan: Komponen tertanam biasanya memiliki dua kategori–Perangkat aktif dan perangkat pasif.

Resistor Tertanam

Resistor tertanam adalah perangkat pasif yang dapat meningkatkan kinerja elektronik. Juga, komponen memindahkan perangkat individual dari permukaan PCB Anda. Oleh karena itu, ia memberikan lebih banyak ruang permukaan untuk komponen lain.

Namun, resistor tertanam harus memiliki toleransi dan daya tahan spesifik. Jika tidak, itu akan membakar atau gagal. Selain itu, perangkat ini tidak membutuhkan solder joint atau SMT vias, yang meningkatkan keandalan PCB dan routing sinyal.

Induktor Tertanam

Induktor tertanam adalah komponen yang menyimpan dan menyediakan energi sambil menyeimbangkan arus aliran sirkuit. Induktor standar cukup rumit untuk dibuat, jadi Anda harus menyematkannya untuk menghemat ruang permukaan PCB.

Kapasitor Tertanam

Kapasitor tertanam sedikit berbeda karena menggunakan laminat dilapisi tembaga. Namun, laminat ini menghilangkan kebutuhan untuk menambahkan kapasitor decoupling pada PCB.

Kapasitor tertanam adalah bahan dielektrik tipis yang ditempatkan di antara dua lapisan tembaga. Juga, mereka bertindak sebagai kapasitor decoupling karena densitas kapasitif tinggi mereka.

Cara Merancang Rangkaian Pemasangan PCB untuk Sistem Tertanam

Pemasangan PCB

Mendesain PCB untuk sistem tertanam bisa sulit. Tetapi berikut ini beberapa tips untuk membantu Anda membangun desain PCB tertanam yang hebat.

Definisikan Kebutuhan Anda

Salah satu pertanyaan besar adalah: apa yang ingin Anda capai dengan PCB Anda? Dengan ini, Anda akan mengetahui kebutuhan yang diperlukan. 

Juga, penting untuk mempertimbangkan bagaimana PCB Anda akan berinteraksi dengan area lain dari sistem tertanam dan ukurannya. Dua faktor ini akan mempengaruhi seberapa kompleks PCB Anda selama pemasangan.

Bangun Skematik Anda

Skematik PCB

Setelah mendapatkan kebutuhan Anda, Anda akan perlu menerjemahkannya menjadi spesifikasi untuk skematik Anda. Membangun skematik termasuk memilih mikrokontroler yang sesuai dan komponen lain untuk papan. 

Lalu, Anda dapat membuat diagram yang menunjukkan di mana produsen perlu menempatkannya.

Mikrokontroler sangat penting untuk sistem tertanam. Oleh karena itu, Anda harus mempertimbangkan beberapa faktor sebelum membuat pilihan. Faktor-faktor ini meliputi periferal dan kecepatan pemrosesan.

Memilih Perangkat Lunak Otomasi yang Tepat

Perangkat Lunak Otomasi Desain

Anda akan membutuhkan perangkat lunak otomasi desain yang tepat untuk menempatkan informasi skematik Anda. Lalu, perangkat lunak akan menggabungkan semuanya ke dalam file CAD untuk menginstruksikan proses pemasangan PCB Anda.

Memilih Metode Pembuatan

Kebutuhan yang Anda tetapkan sebelumnya akan menentukan metode pembuatan yang dibutuhkan PCB Anda. Beberapa faktor lain yang dapat mempengaruhi metode pembuatan adalah waktu dan anggaran.

Tentukan Jenis Uji

Terakhir, Anda perlu memilih uji untuk PCB Anda. Ini penting untuk proses pemasangan karena memastikan desain Anda standar.

Plus, produsen harus menguji fungsionalitas desain Anda sebelum persetujuan.

Catatan: Anda dapat memilih uji yang berbeda untuk memastikan desain Anda memenuhi persyaratan standar.

Proses Pemasangan untuk Papan Sirkuit Cetak dengan Komponen Tertanam

PCB Terpasang

Menggunakan teknologi penyemat untuk komponen Anda melibatkan pemasangan. Dan ada dua tipe yang dapat Anda gunakan: tipe pemasangan lubang melalui dan solder pad. Mari kita perhatikan lebih dekat:

Pemasangan Lubang Melalui

Ada dua proses yang terlibat dalam metode pemasangan lubang melalui: pemasangan bare dan chip. Untuk pemasangan bare, Anda akan menggunakan perekat konduktif atau opsi lubang melalui yang dilapisi. Juga, proses pemasangan chip menawarkan opsi yang sama.

Pemasangan Solder Pad

Seperti pemasangan lubang melalui, solder pad melibatkan proses pemasangan bare dan chip. Tapi itulah tempat kesamaan berakhir. Metode bare dalam pemasangan solder pad melibatkan penggunaan proses pemasangan flip-flop atau kabel.

Dan Anda harus memilih proses yang ingin Anda gunakan sebelum menyematkan komponen apa pun ke PCB Anda. Namun, metode pemasangan chip melibatkan adopsi perekat konduktif atau opsi solder gelombang.

Prosedur Pemasangan untuk Komponen Tertanam di PCB

Memilih proses die bonding sangat penting saat menyematkan komponen bare die. Juga, Anda dapat menerapkan metode lain seperti ultrasonic wave bounding dan ESC (Epoxy Encapsulated Solder Connection) jika komponen Anda adalah paket cetakan, PD, atau WLCSP.

Namun, jika Anda menggunakan AD mounting, sebaiknya gunakan solder dengan perekat konduktif atau solder gelombang. Prosedur pemasangan untuk komponen tertanam dengan pad meliputi:

1. Pertama, Anda perlu mengetahui prosedur desain dan teknologi yang berbeda sebelum menyematkan. Akibatnya, Anda akan mendapatkan feasibility perangkat aktif dan SMD embedding. Sementara saat itu, Anda perlu memperhatikan desain jejak Anda.

2. Mulai membuat substrat berlapis dua sebelum menambahkan lapisan pasta solder jika Anda bekerja dengan PCB berlapis dua.

3. Pindah ke solder gelombang dan pemasangan IC sebelum mid-stack-ups dan isolasi pengisian. Terakhir, lakukan hot press pada stack-up lapisan atas.

Memasang komponen di lubang adalah tempat hal menjadi sulit. Dan itu karena Anda mungkin menghadapi masalah yang dapat menyebabkan solder voidage tinggi. Namun, Anda dapat menggunakan alur kerja berikut untuk menghindari masalah semacam itu, terutama selama teknik pencetakan solder atau solder gelombang vakum:

Alur Kerja Proses

Faktor yang Mempengaruhi Desain PCB Tertanam

Ada beberapa faktor yang perlu Anda pertimbangkan sebelum membangun sistem penyematan. Mereka meliputi:

Ukuran PCB

Ukuran PCB Kecil dan Besar

PCB adalah faktor dominant yang mempengaruhi struktur desain Anda. Ukuran yang Anda pilih harus cocok dengan komponen yang ingin Anda gunakan. Juga, memilih ukuran yang tepat akan memungkinkan penempatan yang benar dan menghindari overheating.

Manajemen Termal

Jika Anda bekerja dengan aplikasi arus tinggi, akan ada masalah panas berlebih. Namun, Anda dapat meningkatkan dissipasi panas papan Anda dengan meningkatkan ketebalan jejak atau menciptakan bidang tembaga.

Penempatan Komponen

Papan dengan Komponen yang Tempatnya Tepat

Setiap desain PCB memerlukan beberapa aturan penempatan komponen. Jadi, untuk PCB tertanam, sebaiknya hindari menempatkan komponen yang lebih berat dekat tepi. Sebaliknya, komponen semacam itu harus berada di sisi PCB.

Juga, Anda tidak boleh mengelompokkan perangkat daya di satu area. Sebaliknya, distribusikan merata di papan Anda untuk mendapatkan dissipasi panas yang lebih baik.

Keuntungan PCB Tertanam

Berikut adalah beberapa manfaat yang dapat Anda rasakan dari PCB tertanam:

Dissipasi Panas yang Ditingkatkan

Sistem tertanam memiliki kemampuan dissipasi panas yang luar biasa dan dapat mencegah masalah panas berlebih.

Ia Murah

PCB tertanam hemat biaya. Dan itu karena perangkat memiliki desain kompak single-chip.

Parameter Desain yang Ketat

PCB tertanam memiliki parameter yang telah ditentukan sebelumnya. Namun, Anda dapat melakukan beberapa penyesuaian dan penyesuaian agar cocok dengan desain Anda. Tetapi Anda hanya dapat melakukan ini dalam bentuk ekstensi dan penambahan.

Tantangan dalam Desain Sistem Tertanam

Anda harus memperhatikan setiap tahap desain sistem tertanam. Jika tidak, Anda akan menghadapi beberapa tantangan. Sementara Anda dapat dengan cepat memperbaiki desain Anda sebelum manufaktur, setiap cacat setelahnya dapat mengakibatkan rework yang mahal.

Berikut adalah beberapa tantangan yang mungkin Anda hadapi dengan sistem tertanam:

• Tidak ada ruang permukaan untuk komponen lain
• Tantangan pengujian hardware
• Tantangan paket dan integrasi
• Emisi EMI
• Overheating
• Konsumsi daya tinggi
• Ketidakmampuan untuk mempertahankan validitas

Rangkuman

PCB Tertanam

PCB tertanam sangat serbaguna sehingga Anda dapat menggunakannya dalam berbagai aplikasi. Misalnya, Anda dapat menggunakannya di militer, elektronik konsumen, dan bahkan aplikasi penerbangan angkasa.

Papan ini tanpa ragu menawarkan fitur luar biasa yang membuatnya mampu menghasilkan kinerja dan densitas tinggi, meskipun ukurannya kecil.

Plus, ia memiliki komponen tertanam yang menghemat beberapa ruang permukaan untuk desain dan sistem yang lebih kompleks.

Meskipun ada beberapa tantangan, Anda dapat dengan mudah menghindarinya dengan merancang PCB Anda dengan hati-hati dan memastikan semuanya benar sebelum mengirimkannya untuk manufaktur.

Pastikan untuk menghubungi kami jika Anda ingin memproduksi PCB tertanam. Kami akan senang menawarkan layanan PCB terbaik.