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817自互聯(lián)網(wǎng)泡沫誕生以來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）以“第四次工業(yè)革命”或“信息社會(huì)的基礎(chǔ)設(shè)施”之類(lèi)的綽號(hào)已發(fā)展成為最重要的運(yùn)動(dòng)。物聯(lián)網(wǎng)的影響已深深融入技術(shù)和日常生活的框架中。
許多消費(fèi)者可能沒(méi)有意識(shí)到，物聯(lián)網(wǎng)PCB處于物聯(lián)網(wǎng)滲透到日常技術(shù)的最前沿，同樣，物聯(lián)網(wǎng)在PCB設(shè)計(jì)和制造的轉(zhuǎn)變中起著不可或缺的作用。隨著對(duì)更多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備需求的增長(zhǎng)，了解物聯(lián)網(wǎng)與Flex和HDI PCB之間的互連對(duì)于PCB設(shè)計(jì)人員而言變得越來(lái)越重要。
什么是物聯(lián)網(wǎng)？
物聯(lián)網(wǎng)是物理世界和數(shù)字世界之間的交叉，這是由于創(chuàng)建了連接IP網(wǎng)絡(luò)的PC以外的設(shè)備所帶來(lái)的。智能手機(jī)可能是物聯(lián)網(wǎng)最突出的例子，但是最近，用于控制家用電器和公用事業(yè)的應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，或者可穿戴技術(shù)和具有數(shù)據(jù)可訪問(wèn)性的車(chē)輛的引入證明了物聯(lián)網(wǎng)的潛力是無(wú)限的。
消費(fèi)電子可能是想到的第一個(gè)創(chuàng)新，但是制造業(yè)，運(yùn)輸業(yè)和醫(yī)療保健行業(yè)在物聯(lián)網(wǎng)革命的指揮中甚至領(lǐng)先于個(gè)人汽車(chē)和電子產(chǎn)品。因此，這些大型行業(yè)需要?jiǎng)?chuàng)新的PCB設(shè)計(jì)，這些設(shè)計(jì)必須具有靈活性和高速連接性，才能在全球范圍內(nèi)簡(jiǎn)化流程。
物聯(lián)網(wǎng)驅(qū)動(dòng)的PCB應(yīng)用
PCB是使電子設(shè)備能夠提供智能家居應(yīng)用程序或汽車(chē)儀表盤(pán)中的移動(dòng)屏幕所具有的IoT功能的中心，但是IoT也在影響PCB設(shè)計(jì)和應(yīng)用程序，以滿足對(duì)使用Internet的新方法不斷增長(zhǎng)的需求，包括：
l 汽車(chē)和家庭公用事業(yè)中的傳感器和攝像頭可提供更高水平的效率，便利性和安全性。
l 健身追蹤器，其數(shù)據(jù)可以進(jìn)行遠(yuǎn)程分析。
l 可以改變色彩的燈泡，可以為不同的房間創(chuàng)建自定義的心情，可以通過(guò)平板電腦甚至是更小的智能設(shè)備進(jìn)行管理。
l 購(gòu)物中心或游樂(lè)園中的網(wǎng)格布局，它們監(jiān)視消費(fèi)者的路線，從而為零售商和客戶(hù)提供定制的銷(xiāo)售機(jī)會(huì)。
無(wú)論是監(jiān)視火車(chē)的到達(dá)時(shí)間和維護(hù)需求，以創(chuàng)建可靠的運(yùn)輸時(shí)間表，還是通過(guò)衛(wèi)星跟蹤實(shí)時(shí)交通，以?xún)?yōu)化個(gè)人GPS導(dǎo)航到汽車(chē)儀表板，PCB都能使所有新想法變?yōu)榭赡堋Ｔ卺t(yī)療設(shè)備和可穿戴設(shè)備中，如果不改變PCB形式的設(shè)計(jì)以提供適合任何形狀或高密度的靈活性，以填充具有高功率功能的狹小空間，那么物聯(lián)網(wǎng)將無(wú)法像現(xiàn)在這樣實(shí)現(xiàn)，將來(lái)也不會(huì)像現(xiàn)在這樣一樣有希望。
Flex和HDI PCB的物聯(lián)網(wǎng)機(jī)會(huì)
電腦的形狀和大小取決于其必要的內(nèi)部組件的結(jié)構(gòu)的日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。現(xiàn)在，整個(gè)行業(yè)都在尋求創(chuàng)建一種最佳的IoT產(chǎn)品，無(wú)論采用哪種形式，其功能都相同。重新構(gòu)想內(nèi)部電路以反映這種方法變化已變得至關(guān)重要。
為了實(shí)現(xiàn)新形式的功能性和可持續(xù)性，印刷電子技術(shù)引領(lǐng)了復(fù)雜制造的發(fā)展。柔性PCB和高密度互連（HDI）PCB提供了設(shè)計(jì)自由度，可滿足日益嚴(yán)格的電路板空間中對(duì)高功率的要求，適用于惡劣的環(huán)境和恒定的設(shè)備應(yīng)力，并具有較高的銅抗拉強(qiáng)度。
柔性印刷電路板和物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢(shì)
引入柔性PCB可以大大降低設(shè)計(jì)限制，而您可能會(huì)遇到更剛性的傳統(tǒng)PCB。得益于柔性PCB的有益功能，柔性板結(jié)構(gòu)不僅為革新我們的電子產(chǎn)品可采用的形式和形狀鋪平了道路，而且還降低了成本和錯(cuò)誤。使撓性PCB適于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的一些最佳屬性包括：
l 尺寸更小：大量的剛性PCB限制了設(shè)計(jì)自由度，但往往會(huì)在產(chǎn)品內(nèi)占用更多空間。通過(guò)減小體積，柔性PCB允許將麥克風(fēng)，衛(wèi)星和電池等組件全部裝入一個(gè)小封裝中，而不會(huì)影響性能。薄部件還允許柔性PCB支持更密集的電路。
l 重量更輕：占用空間更少，重量也可節(jié)省多達(dá)95％。輕巧的內(nèi)部組件選件使IoT設(shè)備在各種用途和環(huán)境（例如精致的手術(shù)設(shè)備或可穿戴的助聽(tīng)器）中具有更多的通用性。
l 更高的抵抗力：柔性PCB材料具有更高的耐用性，提高了抵抗沖擊或振動(dòng)引起的應(yīng)力的抵抗力。在工業(yè)環(huán)境中，物聯(lián)網(wǎng)PCB的使用正在擴(kuò)大，柔性PCB可以經(jīng)受更嚴(yán)酷的條件。同樣，對(duì)于健身追蹤器之類(lèi)的設(shè)備，柔性PCB可以抵抗由于規(guī)律運(yùn)動(dòng)，身體發(fā)熱或潮濕而引起的錯(cuò)誤。
l 更清晰的布線方式：柔性PCB消除了機(jī)械連接器，從而簡(jiǎn)化了布線方法。例如，當(dāng)想象如何通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)功能來(lái)改善汽車(chē)引擎蓋下的機(jī)械結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性時(shí)，這種簡(jiǎn)化的布線將成為一項(xiàng)寶貴的資產(chǎn)。
柔性PCB用作電路連接器的柔性材料為移動(dòng)設(shè)備和可移動(dòng)部件打開(kāi)了無(wú)限的可能性，使其成為廣泛的IoT努力不可思議的工具。如果您和您的公司即將推出新穎的柔性印刷電路板，請(qǐng)確保與MCL聯(lián)系，以獲取適用于您的行業(yè)和制造報(bào)價(jià)的最佳柔性PCB材料的答案。
為了容納柔性PCB可能提供的較小空間，HDI PCB在這里提供最高的板密度，以實(shí)現(xiàn)最佳的電路性能。
高密度互連PCB和物聯(lián)網(wǎng)的好處
作為當(dāng)今我們?cè)趥€(gè)人電子產(chǎn)品中看到的小包裝設(shè)計(jì)的領(lǐng)先者，高密度互連（HDI）PCB是必不可少的工具。面對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的全局時(shí)，設(shè)計(jì)人員和制造商都需要考慮這些板的優(yōu)勢(shì)，包括其速度和可靠性。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)，HDI PCB的一些最佳方面包括：
l 減小尺寸和重量。HDI PCB以其密集的元件放置而聞名。由于堆疊的微孔和其他有助于節(jié)省電路板空間的功能，它們具有更細(xì)的走線寬度和出色的布線密度。較小的板意味著更多的用途，使其非常適合與物聯(lián)網(wǎng)不斷變化的策略一起使用。
l 清潔電路路線。HDI電路板具有盲孔或掩埋通孔和微孔，可平滑電路的密集部分，因此可以提供多種布線選擇。此外，設(shè)計(jì)人員可以用微孔代替通孔，這與組件之間的較短距離一起提高了信號(hào)完整性。小空間內(nèi)的最佳性能使HDI PCB對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化至關(guān)重要。
l 提高成本效益。更高的能源效率和對(duì)分層的需求減少，使得產(chǎn)品在實(shí)施和生產(chǎn)方面都更具成本效益。較小的尺寸還允許使用較少的材料來(lái)創(chuàng)建功能板。
HDI板最常使用的是其微型尺寸優(yōu)勢(shì)和創(chuàng)建智能物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所提供的可靠性。由于其電路密度高，您可能只希望信任HDI PCB的資深供應(yīng)商，因?yàn)樗麄冊(cè)谥圃爝^(guò)程中需要特別注意。
無(wú)論用于高密度互連PCB的用途是什么，您都可以了解有關(guān)MCL的快速報(bào)價(jià)服務(wù)的更多信息，以找到適合您需求的印刷電路板。
結(jié)合Flex和HDI方法的物聯(lián)網(wǎng)潛力
行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者致力于將flex和HDI策略結(jié)合起來(lái)，以創(chuàng)建最高效，最有吸引力的設(shè)計(jì)。這些方法的一些好處包括高銅抗拉強(qiáng)度，創(chuàng)建適用于惡劣環(huán)境的電子設(shè)備，改善了信號(hào)質(zhì)量并降低了熱應(yīng)力。
物聯(lián)網(wǎng)需要具有使小型設(shè)備適應(yīng)各種用途的能力，因此柔性和HDI PCB的尺寸自由度至關(guān)重要。在為您的下一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)配置最佳的PCB時(shí)，請(qǐng)記住要滿足IoT PCB設(shè)計(jì)要求的范圍，以確保最佳性能。
物聯(lián)網(wǎng)的PCB設(shè)計(jì)要求
物聯(lián)網(wǎng)迫使設(shè)計(jì)師提出從未遇到過(guò)的問(wèn)題。與其考慮消費(fèi)者如何與電子產(chǎn)品互動(dòng)，評(píng)估他們與傳統(tǒng)的技術(shù)含量較低的商品如何互動(dòng)已變得越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)。這樣，PCB設(shè)計(jì)方法正在發(fā)生變化，并且隨著對(duì)家用產(chǎn)品成為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的需求不斷增加，最小化可靠性和組裝錯(cuò)誤的重要性比以往任何時(shí)候都更為重要。
物聯(lián)網(wǎng)PCB設(shè)計(jì)流程的變化
創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化產(chǎn)品的過(guò)程始于評(píng)估新形式的可能性，然后過(guò)渡到選擇PCB材料和布局的階段。在整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程中，需要考慮組裝成完整產(chǎn)品的要求。
物聯(lián)網(wǎng)最棘手的方面之一是機(jī)械與電子之間，產(chǎn)品本身與PCB形式之間的交叉。PCB設(shè)計(jì)人員，機(jī)械設(shè)計(jì)人員和電氣工程師之間在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的協(xié)作正變得越來(lái)越重要，這與以前的裝配線仿真程序有所不同。
物聯(lián)網(wǎng)PCB設(shè)計(jì)技巧和建議
在為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)理想的PCB時(shí)，您會(huì)發(fā)現(xiàn)一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)領(lǐng)域需要特別關(guān)注。以下是其中一些領(lǐng)域，以及有關(guān)使PCB盡可能完美地用于物聯(lián)網(wǎng)的提示：
l 尺寸要求。小型設(shè)備只會(huì)變得越來(lái)越小。PCB設(shè)計(jì)人員在其軌跡，過(guò)孔和組件的戰(zhàn)略布局中不再擁有額外的電路板布局空間。現(xiàn)在，只有通過(guò)HDI和剛撓板才能在小范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ芎挽`活性。有了這些較小的表格，從設(shè)計(jì)階段的開(kāi)始就確保所有IoT產(chǎn)品設(shè)計(jì)師都在同一頁(yè)面上變得比以往任何時(shí)候都更為重要。
l 產(chǎn)品配件。除了PCB的尺寸之外，您還需要進(jìn)行足夠的虛擬原型制作，以確保您可以輕松地將設(shè)計(jì)形狀整合到預(yù)定的IoT形式中。物聯(lián)網(wǎng)中的電路通常需要圍繞非傳統(tǒng)材料才能獲得最佳功能，并且您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在設(shè)計(jì)中選擇了網(wǎng)狀或塑料組件，這是您所期望的。
l 適應(yīng)人體。需要進(jìn)行徹底的模擬測(cè)試以?xún)?yōu)化的另一組品質(zhì)是受人體溫度，濕度和持續(xù)運(yùn)動(dòng)影響的機(jī)械性能。自然地，這僅是當(dāng)最終的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品預(yù)期可穿戴或與人體皮膚接觸時(shí)。密切關(guān)注熱效應(yīng)，并在必要時(shí)設(shè)計(jì)出能夠充分冷卻的設(shè)計(jì)。
l 能量消耗。物聯(lián)網(wǎng)需要盡可能地延長(zhǎng)電池壽命和電源完整性，因?yàn)檫@些設(shè)備一直在與其網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。需要在PCB上的各個(gè)電路塊內(nèi)將能耗嚴(yán)格控制在預(yù)算范圍內(nèi)，以幫助整個(gè)產(chǎn)品保持在合適的功耗范圍內(nèi)。關(guān)鍵是精確地計(jì)劃功耗，并通過(guò)對(duì)PCB的各個(gè)任務(wù)周期（包括發(fā)送和待機(jī)電源狀態(tài)）進(jìn)行全面測(cè)試來(lái)跟蹤您的計(jì)劃。
l 可靠性標(biāo)準(zhǔn)。電子設(shè)備可信賴(lài)性的行業(yè)規(guī)范正在不斷發(fā)展。例如，撓性電路板具有各種“有做有無(wú)” ，以確保它們足夠可靠，不會(huì)在不斷變化的壓力和環(huán)境中破裂。消費(fèi)者希望確保其設(shè)備可正常運(yùn)行，并能長(zhǎng)期保持準(zhǔn)確。設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)壓力時(shí)會(huì)承受各種潛在條件，因此許多人轉(zhuǎn)向仿真軟件來(lái)測(cè)試其設(shè)計(jì)。
l 無(wú)線連接。互聯(lián)網(wǎng)是以物聯(lián)網(wǎng)的名義，能夠訪問(wèn)它是任何物聯(lián)網(wǎng)PCB的核心要求。收集和發(fā)送有關(guān)周?chē)h(huán)境的數(shù)據(jù)將需要安裝正確的無(wú)線模塊和RF電路組件。要選擇合適的部件，您需要記住要記住功耗，網(wǎng)絡(luò)范圍和速度以及任何安全需求。
通過(guò)與產(chǎn)品的其他設(shè)計(jì)師進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏贤ú⑦M(jìn)行仔細(xì)的測(cè)試，您可能需要花費(fèi)大量時(shí)間才能完成設(shè)計(jì)。但是，由于對(duì)物聯(lián)網(wǎng)及其基本功能的需求很高，因此您不會(huì)后悔在各種變化的環(huán)境中確保PCB的耐用性和可靠性。
物聯(lián)網(wǎng)PCB設(shè)計(jì)的未來(lái)
隨著行業(yè)的發(fā)展和壯大，用于物聯(lián)網(wǎng)的PCB設(shè)計(jì)是否將變得更加個(gè)性化或更加標(biāo)準(zhǔn)化存在疑問(wèn)。雖然每種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備都有其獨(dú)特的特性，但存在一些共同的要求，這可能暗示著一種趨勢(shì)，即一遍又一遍地混合和匹配許多相同的設(shè)計(jì)協(xié)議。
物聯(lián)網(wǎng)為PCB行業(yè)帶來(lái)了無(wú)數(shù)新挑戰(zhàn)和新嘗試，而現(xiàn)在，我們才剛剛看到兩者將如何繼續(xù)相互作用，模糊電氣和機(jī)械之間的界限以及隨著時(shí)間的流逝創(chuàng)建甚至更小的高性能微型計(jì)算機(jī)的開(kāi)始。預(yù)計(jì)需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，這些設(shè)備可能會(huì)將我們帶入無(wú)限期的充滿技術(shù)力量和創(chuàng)新的未來(lái)。
