Nuförtiden, på grund av användningen av COB (chip-on-board) och monteringsmetoder för elektroniska produkter, förbättras deras densitet, datainsamlingsmöjligheter och förmågan att bearbeta höghastighetsdata ständigt. Till exempel samlar den nya sensorn in signaler från flera källor, som samlas in och dirigeras till högpresterande processchips. Internet of Things och maskininlärningssystem matar in data till kvantberäkningsenheter för att hantera flera funktioner samtidigt. Neuromorfa datorer börjar efterlikna hur vår hjärna bearbetar små signaler och jämför dem med andra indata. Idag används's kretsar även i bärbara enheter som kräver hög kvalitet, robusthet och hållbarhet.
Många gånger måste de fungera under eller efter exponering för hög luftfuktighet och ett brett temperaturområde. Nya applikationer måste öka antalet signallinjer ovanpå den gamla kretsen. Samtidigt ökar GaAs (galliumarsenid) och GaN (galliumnitrid)-chip signalhastigheten och ökar takten i storskalig digitalisering. Dessutom arbetar flera datalinjer samtidigt vid lägre spännings- och strömnivåer. Därför kräver designers mindre storlek, lättare vikt, mer portabilitet och hög tillförlitlighet.
Kretskortsdesign har blivit en nyckelfärdighet för att säkerställa att de inbyggda kretsarna stöder digitala höghastighetssystem i den nya eran. Designteamet för höghastighetskretskort växer till experter. Kretskortsdesign måste matcha stig- och falltiderna för varje del av kretsen, noggrant lägga ut signalvägar och noggrant lokalisera kraftfördelningen.
I vissa fall kan det vara nödvändigt att filtrera lågeffektbrus på kretskortet. Den tryckta linjebredden och avståndet på kretskortet har en avgörande inverkan på digital hastighet och prestanda. PC-kortets dielektriska konstant (Dk) blir kritisk för att stödja de snabba stig- och falltiderna för nya digitala signaler. Det dielektriska materialet i kretskortet kan vara polariserat och negativt påverka hastigheten och förlustfaktorn (Df) för energin på kretskortets yta. FR-4-material ersätts av substratmaterial med högre hastighet, vilket minskar effekterna av vävning och övergångsförluster. Längden på de digitala signalparen måste också vara väldigt lika för att undvika skevhet och minimera reflektioner från en linje till en annan.
Kretskort för en chipprocessor
Designers måste också ägna särskild uppmärksamhet åt kontaktkuddarna på den tryckta kretslayouten. Olika layoutriktlinjer är välkända och behöver undvika överhörning, brus och inducerad EMI till dess signalväg. Rätt kretskortsdesign kan undvika påverkan av bruskopplingsmekanismer, såsom strålning, magnetisk eller elektrisk fältkoppling. Detta kräver användning av etablerade Micro-D pad layoutstandarder för att hjälpa till att utöka avståndet pad till pad på kretskortet. Detta extra avstånd tenderar att minska effekten av"inducerad EMI" på nyare digitala höghastighetssignaler.
Ett exempel är användningen av pulsamplitudmodulering (PAM) för att ställa in signalering för NRZ-metoden (non-return to zero), som ger flera digitala linjer genom kretskort och kontakter. Med PAM använder varje signal en"burst" av olika spänningsnivåer för att isolera varje signal från andra signaler. Om den körs nära andra signaler på PC-kortet kan dessa plötsliga förändringar i spänningsnivåer orsaka brus.
När kontakten är direkt överensstämmande med signalen på PC-kortet är det också nödvändigt att överväga"direktkopplingen" mekanism för in-/utgångssignalen, såsom impedans. Kabeln till kontakten kan bli en antenn och lägga till brus till en av signallinjerna. Då kan detta brus kopplas till kretskortsplattorna och förorena signalbehandlingen på kretskortet. Många kretskort med högre densitet använder nu Micro-D-kontakter direkt i serie med kabeln.
Denna nya kretsapplikation används i optiska missilsökare och fasstyrda radarsystem, såväl som autonoma robotar för civil- och försvarsindustrier. Vi har nu kontakt med soldater' utrustning som kan samla in och tillhandahålla taktisk information. Satelliter som kretsar runt övervakar den personliga positionen och hälsan för varje soldat på slagfältet. Nyckelkretsmodulerna i dessa applikationer är ofta stoppade i flertrådssammankopplingssystemet mellan utrymmet och modulerna och kan överleva under extrema förhållanden.
Dessutom, jämfört med tidigare passiv mätutrustning, täcker dagens's bärbara testinstrument fullt aktiv elektronisk utrustning. Det nya bärbara instrumentet är mångsidigt och inkluderar ytterligare tillbehör som kan samla in data på hög nivå. Detta kräver en betydande ökning av antalet ledningar och kontakter som används i avancerade system. På grund av den lägre strömmen per signal reduceras tråd- och kontaktdiametern till den diameter som används i Micro-D-kontakter. Nu är det möjligt att få plats med ett större antal stift i ett mindre utrymme och direkt montera det på ett standardmönster på ett kretskort.
Micro-D-kontakter har länge varit en stor bidragsgivare till komplexa systemnätverk. Fler kretsar idag kräver mindre än 1 ampere ström för att behandla flera signaler som arbetar på mindre än 15 volt. Chipet monteras direkt på kretskortet och stoppas in i det trånga utrymmet och/eller änden av sonden eller sensorenheten. Den nya differentiella digitala signalen möter fler behov och går i högre hastigheter. Enkelkortsdatorer har blivit centrum för stora nätverk, med komplexa kontakter och kabelsystem för att dirigera signaler. Informationsbehandling och lagring sker i centrum av det komplexa systemet med"datainsamling"-"dataanalys"- och"funktionell drift&] quot;.
Rektangulära Micro-D-kontakter är mycket kompatibla med nya chipkretsar för robusta och bärbara, mindre och lättare vikter, med ett stiftavstånd på 0,05 tum i mitten. Det militära specifikationsnumret MIL-DTL-83513 har slutförts, och trådstorleken är inställd på 26 AWG, vilket har utvecklats till en standard för hantering av strömmar på 3 ampere och lägre. Den rektangulära formen är också lämplig för det tryckta kretskortets bildförhållande, kan användas som en kantkontakt och underlättar stapling av moduler med högre densitet. Standard Micro-D med anslutningsmönster för standardkretskort finns i vertikala och rätvinkliga monteringsformat och erbjuder olika stiftstorlekar från 9 stift till mer än 37 stift.
Standard militär Spec Micro-D är lämplig för många applikationer på de flesta kretskort i branschen och kan väljas online. När det är nödvändigt att byta ut kontaktens form, vinkel och kortinstallation, kan konstruktören se standardmodellen och sedan börja diskutera med kontaktdesignleverantören för att modifiera dessa standarder för att passa det nya instrumentet väl. Fodraländringar inklusive metallbakfodral för EMI-skärmning och nätverksskydd är ett vanligt exempel. Det kan kompletteras med hjälp av domkraftsskruvar som kräver extra tid och verktyg för att arbeta med vanliga Micro-D-kontakter. Den nyare spärren Micro-D löser dessa problem och kan fortfarande fungera stadigt i mycket robusta applikationer. Se den bifogade bilden som innehåller en drönarkabel med 2 nätsladdar och 5 signalkablar för övervakningsinstallationssystemet på drönaren.
Omnetik' vertikalt standardutrymme Micro-D
Förseglad Micro-D
Designers kan arbeta direkt med Omnetics och andra företag för att specificera kontakter med silikonringstätningar för att förhindra att damm och vatten kommer in. Det övergjutna polymerskalet kan överbrygga metallanslutningshöljet till kabelmanteln, och därigenom ge en mjuk övergång från kabeln till kontaktdonet för hantering och dragavlastning. En mängd olika material är klara, från aluminiumhöljen till rostfritt stål med mera. Produkten väljer också skalplattan för att matcha miljöexponeringsproblem, och kan också ge tillbaka ingjutning och tätande epoxi för att hålla över 200°C eller bibehålla djupa rymdresor under låga utgasningsförhållanden valda av NASA.
Höghastighets digitala kretsar från artificiell intelligens, maskininlärningssystem och autonoma robotar förändrar efterfrågan på robusthet och miniatyrisering. Micro-D-kontakter kan direkt matcha designen av blandad effekt och signal, och kan monteras direkt på kretskortsmönstret med lämpliga intervall för att säkerställa maximal prestanda för dagens's nya chipteknologi. Omnetics använder fysiska onlinemodeller för att planera speciella layouter och ge bra variationer i kontaktformer samtidigt som den matchar standardlayouten som krävs på kretskortet.
