回路基板設計におけるマイクロエレクトロニクス設計の課題と利点

マイクロエレクトロニクス市場は急速に成長しています。マイクロエレクトロニクス設計の利点と課題に焦点を当てます。マイクロエレクトロニクスの分野を最大限に活用するために、回路基板メーカーは、マイクロエレクトロニクスの限界と利点に確実に適応する必要があります。

マイクロエレクトロニクスの重要性は何ですか?

マイクロエレクトロニクス技術の利点と課題を完全に理解するには、まず、会社をこの方向に発展させるいくつかの要因を解決する必要があります。

ここでの最大の問題は、消費者の需要であると言えます。いくつかの点で、これは明らかです。過去 20 年間の携帯電話の発展を考えてみてください。これは、ブリックボックスから今日私たちが知っている超薄型デバイスまでです。ラップトップやタブレットなどでも同じ傾向が見られます。このような状況の中で、エレクトロニクス企業はより小型の製品に対する消費者の需要に応えています。

また、ウェアラブルデバイスとモノのインターネットの急速な普及により、マイクロエレクトロニクスデバイスとコンポーネントの開発が促進されていることも認識しておく必要があります。このような場合、小型化につながるのは消費者の好みだけではありません。代わりに、これらのソリューションは、マイクロエレクトロニクス技術の開発と使用によってのみ存在することができます。これは単純な事実です. 同社は設計工場や製造工場に連絡を取り、マイクロエレクトロニクスの可能性を発見し、対応する取り組みを早急に行っています。

IoT 市場は、数年で数千億ドルの価値があります。ヘルスケアの分野だけでも、マイクロエレクトロニクス技術自体に依存する医療機器とウェアラブルの市場は、本質的に数十億ドルの価値があります。

マイクロエレクトロニクスの課題

では、PCB 設計者にとってのマイクロエレクトロニクスの課題は何でしょうか?

サイズが小さくなると、回路基板は高密度になります。設計者は、より多くの I/O をより小さなスペースにパッケージ化し、これらのパッドアレイをできるだけ近づける必要があります。ここでの問題は、間隔が狭くなるにつれて配線と間隔が狭くなり、信号の信頼性に課題が生じることです。典型的な回路基板では、マイクロプリント回路基板とは異なり、トレース上の信号は、トレースが小さくなるにつれてエネルギーを失います。これは単純に、ミクロレベルのサブトラクティブ基板印刷方式では、信号の均一な引き回しを確保することが非常に難しいためです。

これは、マイクロエレクトロニクス機器自体に重大な問題をもたらす可能性があります。おそらく最も顕著なのは、信号強度が弱いとバッテリー寿命が短くなるということです。電子機器の場合、これはますます重要な問題となり、上記のハイライトされたすべてのスペースを含む幅広いスペースが関係します。家庭用電化製品については、携帯電話やその他のハンドヘルドデバイスの需要は明らかです。充電せずに長時間使用できます。 IoT センサーやインプラントなど、その他のマイクロエレクトロニクスの問題については、デバイス自体が到達できないため、充電が実行できないか、不可能な場合があります。このような場合、優れたバッテリ寿命は、設計を成功させるための絶対的な前提条件です。

回路基板の高密度化によってもたらされるマイクロエレクトロニクスの課題を完全に解決できないマイクロ設計は、その潜在能力を十分に発揮できないリスクに直面するか、適切に機能しない可能性があります。

幸いなことに、マイクロエレクトロニクスにおけるこれらの課題はいずれも克服できないものではありません。

マイクロ PCB でマイクロエレクトロニクス技術を前進させる方法

今後数十年間の電子市場の発展について 1 つの予測を行う必要がある場合、おそらく最も安全な選択は、業界がマイクロエレクトロニクス分野に向かっているということです。結局のところ、これは過去 20 年間のケースであり、近い将来に異なると考える理由はありません。もしそうなら、この傾向は加速するかもしれません。

circuit board

最近では、最も注目すべきアプリケーションのいくつかを含む、マイクロエレクトロニクス技術の現状を紹介しました。また、マイクロエレクトロニクス設計の最も注目すべき利点と課題のいくつかを紹介します。今日は、この分野のより具体的な部分であるマイクロプリント回路基板を注意深く研究します。マイクロPCBは、マイクロエレクトロニクス設計の効率と効率を向上させる上で重要な役割を果たし、これまで実現できなかった可能性を開きます。

マイクロ PCB の課題を克服して、より優れたマイクロエレクトロニクス製品を作成

私たちは、電子製品の小型化がいかに深刻な設計上の困難を引き起こしたかについて議論しました。最も顕著なのは、回路基板上の配線/スペースが狭くなると、信号の損失につながり、さまざまな問題が発生する可能性があります。これには、バッテリ寿命の短縮とエネルギー効率の低下が含まれます。これらはどちらも、新しいマイクロエレクトロニクス設計の価値を著しく損なう可能性があります。

この問題の理想的な解決策は、その後の品質低下を引き起こすことなく、これらの縮小されたサイズに適応できる小型の PCB を使用することです。当然、これは言うは易く行うは難しです。一般に、小型化に向けた PCB 設計業界の発展は、機器の設計者と製造業者のニーズによって推進されています。ただし、トレースとスペース、およびボード自体の最小サイズには制限があります (または少なくとも既に存在します)。

しかし、マイクロPCB技術の最近の進歩により、この変化に適応することが可能になりました。重要な開発: 追加プロセス。

アディティブおよびサブトラクティブマイクロ PCB

最近まで、PCB ルーティングとスペースの最小幅は 3 ミルでした。問題は、PCB メーカーがこの数値より低いラインを製造できないことではなく、一貫性と精度を犠牲にすることなくサイズを縮小できないことです。これは、微細回路印刷技術のサブトラクション法に固有の問題です。従来の方法は、このような小さなサイズでは正確ではないため、線幅には常にある程度の不確実性があります。電子機器や回路がますます小型化するにつれて、精度の欠如は扱いにくく、受け入れられなくなります。

しかし、これは添加剤ベースの PCB プロセスには当てはまりません。追加の方法は、銅を除去する (つまり、除去する) のではなく、PCB に銅を追加することです。この技術はより正確であり、メーカーは上記の信号損失の問題に遭遇することなく、より小さなトラッキングスペースとより高い密度を提供できます。これは主に、追加プロセスが信号伝送のための普遍的に統一された軌道とスペースを提供できるため、データの破損が減少するためです。

新しいミクロの可能性

これらのマイクロ PCB 製造技術の進歩の最終的な結果は、設計者と製造業者がマイクロエレクトロニクスの目標を達成する際に直面する障害が少なくなることです。これにより、多くの分野でより大きなイノベーションの機会が生まれます。

たとえば、モノのインターネットについて考えてみましょう。モノのインターネットの多くのアプリケーションでは、サイズが小さいことが不可欠です。しかし同時に、センサーなどのデバイスは長時間正常に動作する必要があり、バッテリーの寿命は問題になりません。明らかに、これらの設計の多くでは、前述の信号強度に関する考慮事項が主要な要因です。

しかし、それだけではありません。実際、装置の小型化に伴い、製造コストは大幅に増加します。モノのインターネットの設計を追求する企業にとって、これはすぐにコストのかかる問題になる可能性があります。

追加の技術を備えたマイクロ PCB は、より高い PCB 密度を提供し、より小さなスペースにより多くのコンポーネントを取り付けることができます。これにより、数量が大幅に削減され、生産の総コストが大幅に削減されます。

現在、同社は、マイクロ PCB の製造がその設計が収益性の高い機器をもたらすことを保証するための障害にならないことを理解したときに、モノのインターネットのソリューションを探すことができます。

一言で言えば、マイクロPCBはマイクロエレクトロニクス技術の実現を容易にし、最終製品の品質を向上させ、生産コストを削減します。

将来のマイクロ PCB

今後数年間、すべてのマイクロエレクトロニクス産業の発展傾向は継続するか、さらには加速する可能性があり、無数の電子企業にとってマイクロ PCB 製造がより重要かつ重要になるでしょう。企業がこの方向に進むのが早ければ早いほど、競争上の優位性は大きくなります。

モノのインターネットの今後のトレンド

モノのインターネットについて多くのことを紹介してきましたが、最も重要なことは、これがほぼ無限の可能性を秘めた巨大で急速に成長している市場であることです。

モノのインターネットの大きな魅力は、誰でもアクセスできることです。ほとんどの業界では、技術的なブレークスルーは専門家や専門家に限られています。モノのインターネットは競争環境を拡大し、新興企業や成熟した企業に新たな機会をもたらしました。複雑な高密度相互接続ボードから手頃な価格の DIY コンピューターまで、IoT アプリケーションはさまざまな形で見られます。

ただし、この理論を実現するには、システムオンチップ (SoC) の課題を解決する必要があります。 SoC は本質的にマイクロチップであり、すべての重要な回路とコンポーネントを 1 つのチップに含めることができるため、明らかな利点があります。 SoC にはすべての利点があり、非常に複雑な領域です。可視性は低く、これらの非常に高密度の回路を設計することは直感的でも友好的でもありません。アマチュアとして、この技術は非常に複雑であるため、独学で習得したり勉強したりすることは容易ではありません。また、仕入先も少なく、取引量が確実な企業と提携する傾向にあります。

この単純な事実により、多くの中小企業は、IoT の可能性の普遍性に直面しながらも、IoT デバイスやアプリケーションを追求することを妨げられる可能性があります。結局のところ、モノのインターネットに関連するデバイスはますます小型化されており、必要なコンポーネントもますます小型化されています。

MICro PCB は、この問題を解決する上で重要な役割を果たします。マイクロ PCB を使用すると、可視性を失うことなく設計を小型化できます。すべてのコンポーネントをカプセル化してアクセスできます。マイクロエレクトロニクスの豊富な経験を持たない組織でもこの分野で設計できるようになり、それによってモノのインターネット市場をより多くの企業に開放するのに役立つため、使用のしきい値を低くすることが重要です。モノのインターネット市場の継続的な拡大に伴い、企業はこの分野に参入する力をますます持つようになります。マイクロ PCB により、このスペースに入ることが可能になります。

もう 1 つの重要な要素はコストです。一般的に、電子機器は小型化に伴いコストも上昇します。第 3 に、IoT 市場の発展によってもたらされる可能性を試してみたいと熱望している企業にとって、これは企業への参入に対する深刻な障害となる可能性があります。ただし、マイクロ PCB を使用すると、設計者は層の数を減らすことができます。高密度化により、コストを 50% 以上削減できます。明らかに、これは非常に魅力的な可能性であり、マイクロエレクトロニクスの分野 (モノのインターネットを含むがこれに限定されない) でのマイクロ PCB の使用が増える可能性があります。

上記で強調したポイントの多くは、別の重要な分野 (ウェアラブル) でのマイクロ PCB の広範な使用にもつながります。この方程式の重要な要素は、マイクロ PCB がウェアラブルデバイスのバッテリー寿命に影響を与えるということです。 PCB アセンブリおよび PCB 処理メーカーが説明する、PCB 設計者にとってのマイクロエレクトロニクスの課題と利点は何ですか?

より高い信号強度とより長いバッテリ寿命は、マイクロ PCB が提供する最大の利点の 1 つです。ウェアラブルデバイスの普及に伴い、この利点はますます明白になります。これは、「ウェアラブルデバイス」のカテゴリが拡張され、埋め込み型デバイスが含まれるようになるにつれて、特に顕著になります。結局のところ、埋め込まれたデバイスは充電できないか、少なくとも充電が非常に困難です。つまり、バッテリーの寿命が生存可能性と無用の違いになる可能性があります。今後、ウェアラブル機器分野への参入・拡大を目指す企業にとって、マイクロPCBは絶対に必要な製品となります。

これらすべての要因は、マイクロ PCB がマイクロエレクトロニクスに影響を与えてきたものの、この影響が近い将来急増する可能性が高いことを明確に示しています。あなたの会社がより良い準備をするのを助けるために、それはマイクロPCB設計に関する提案を提供します