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Altium Designer – PCB设计软件

LAE 第2部分

Altium Designer Projects 设计阶段 - 盖子组件电子部件第二部分欢迎回到开源笔记本电脑项目系列！到目前为止，我们已经讨论了盖板电子组件的功能和部件选择，我们已经更仔细地查看了原理图捕获，并且我们已经为PCB布局设计准备了项目。在这次更新中，我们将解决网络摄像头板的PCB设计，面临一些预期的挑战；例如，处理板子整体的小尺寸因素或者打破微小的网络摄像头图像传感器。图像传感器封装让我们开始更仔细地看看网络摄像头图像传感器和匹配的脚印。图像传感器OV2740有几种封装，图像传感器通常作为裸片销售，直接粘贴或焊接在PCB上。然后使用薄金属键合线将传感器键合到板上，以打开所有必要的信号。 OV2740芯片键合到PCB上使用裸片而不是完整封装的传感器有几个原因。三个最突出的原因是成本、形状因子和光学属性。首先，让我们考虑成本：不影响光学性能的情况下封装图像传感器是一个昂贵的过程。直接将传感器芯片无封装地键合到PCB上可以节省封装成本，但带来了更高的组装/制造成本。在PCB上键合光学组件通常需要一个洁净室设置以及一个可键合的PCB表面处理。这两个选项都会增加制造成本，这就是为什么直接芯片贴装通常只适用于高体积或高度专业化的产品。选择直接芯片贴装方法的另一个好理由是为了减少整体解决方案的高度，特别是在笔记本电脑或智能手机等密集集成的摄像解决方案中，Z轴上的每一分毫米都很重要。如果图像传感器的活动芯片在板面上方升高0.5mm，则额外的高度必须通过镜头组件来补偿。这通常导致整个图像传感器和镜头堆栈的厚度增加。此外，镜头组件的安装便捷性是使用裸传感器芯片的另一个有力理由。为了获得无畸变的图像，传感器芯片必须与镜头组件轴线完全垂直。镜头组件是以PCB表面为机械参考的，该表面必须与图像传感器芯片完全平行。例如，如果图像传感器被封装为BGA组件，很难保证它与板面完全平行。这种效应需要通过镜头组件来补偿，但在直接芯片贴装方法中通常不存在这个问题。对于我们的笔记本电脑设计，由于制造成本增加，直接将传感器芯片贴装到PCB表面不是一个选项。因此，我们将使用以细间距BGA组件形式封装的OV2740。以BGA封装的OV2740图像传感器图像传感器封装印记传感器封装不是常规的BGA封装，而是一个多间距网格阵列。在我们的案例中，这意味着焊球在X轴和Y轴上有不同的间距：图像传感器的BGA印记截图显示，BGA印记在X轴上使用0.53mm的间距，在Y轴上使用0.48mm的间距。这对我们必须为电路板选择的PCB设计和制造技术有一些影响。大多数PCB提供商可以在标准工艺中制造0.1mm的走线宽度和间距。如果我们想选择标准设计规则而不为更高技术等级支付额外费用，我们只能在Y轴上打破传感器引脚： BGA元件引出由于X轴的引脚间距略大，我们可以方便地在两个焊盘之间放置一条0.1mm的走线。如果我们想要同时引出X轴的第二排，我们需要选择0.09mm的走线间距，这是大多数制造商在他们的默认设计规则下无法处理的。图像传感器有五排引脚，我们可以毫无问题地引出最外面的两排引脚。中间还有一排我们无法从顶层到达。在焊盘之间放置一个带有0.4mm焊盘和0.2mm钻孔的通孔（VIA）—大多数标准PCB设计规则的极限—不是一个选项，因为从VIA到焊盘的间距不够：带有VIA的BGA足迹此时，我们可以在PCB制造过程中使用一个额外的步骤，那就是堵塞和封顶VIA。通过使用封顶VIA，我们可以直接将VIA放置在焊盘上，而不会在PCB组装期间引起任何可靠性问题。这样，图像传感器的逃逸布线可能如下所示：

硬挠性PCB组装挑战

柔性电路组装：思考元件布置行业专家Tara Dunn向我们深入介绍了在元件选择和布置中遇到的一些挑战，以及这些挑战如何决定柔性电路在应用中的成败。现在就阅读，了解更多信息。

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PiMX8 第一章

Altium Designer Projects Pi. MX8 项目 - 介绍与概览 Raspberry Pi公司开发了市场上可能是最受欢迎和广泛使用的单板计算机。这些强大的单板计算机长期以来不仅在制造者和爱好者场景中使用，而且也在工业领域中使用。随着应用领域的扩展，这些板的形式因素正逐渐成为单板计算机和模块的“事实”标准。2020年底推出的计算模块CM4标志着系统模块的新形式因素标准的确立。自那时起，来自Allwinner和Rockchip等制造商的各种SoCs，以及强大的FPGAs，已无缝集成到广泛采用的CM4形式因素中。动机 Pi.MX8模块将加入CM4兼容模块的列表。鉴于有这么多兼容的SoMs可供选择，我们为什么还要投入时间设计另一个变体呢？答案很简单：当我们围绕计算机模块构建一个复杂且有时成本高昂的系统时，我们也希望对模块本身拥有设计主权。我们希望能够访问模块的原理图和布局源数据，我们希望能够在组件短缺的情况下自己决定模块的BOM，最重要的是，我们希望能够访问PCB上使用的所有组件的文档。所有这些只有在完全开源项目的背景下才可能实现，利用具有现成文档的组件。之前Pi.MX8布局修订的图像在这篇和后续的文章中，我们将探讨设计一个完全开源的CM4兼容模块。在我们的旅程结束时，CM4兼容模块的源数据将被发布，供任何人审查、修改或构建！选择主要的SoC 在选择任何外围组件之前，我们必须定义的核心构建块是系统芯片。有一款SoC满足了易于获取文档的所有要求，并且在行业中广泛使用，即NXP的i.MX8M Plus。这款SoC提供了几种变体，从两个到四个Cortex-A53核心，时钟频率高达1.8 GHz。此外，这个处理器系列还内置了一个次级Cortex M7核心和一个集成的机器学习加速器。 i.MX8M Plus

PCB 采购

导航PCB采购：PCB设计师的关键提示阅读此博客，了解采购印刷电路板（PCBs）的最佳实践。遵循设计指南，有效沟通，并在协作原型制作中优先考虑质量。结合质量评估成本，考虑未来的可扩展性，以便就经济高效、可靠的PCBs做出明智的决策。

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