Los MIDs regresan como módulos SMD verticales para tu PCB

Hay un área del diseño de PCB que no ha recibido suficiente atención: los dispositivos de interconexión moldeados, o MIDs por sus siglas en inglés. Estos dispositivos son básicamente sustratos de plástico moldeado con trazas que recorren cualquier superficie, incluyendo ángulos rectos y de forma vertical. Nunca he diseñado estos por mí mismo, pero ciertamente son impresionantes desde un punto de vista de diseño y fabricación.

Según un artículo en Plastics Technology, se suponía que los MIDs iban a hacer un regreso ya en 2005. En ese momento, las herramientas necesarias para producir estos dispositivos a cualquier nivel de escala se basaban en el moldeo por inyección, lo que significaba que necesitaban ser totalmente personalizadas para cada MID. Desde una perspectiva de diseño, se requería que los diseñadores de electrónica usaran software de MCAD o utilidades propietarias de ECAD para crear diseños de MID, lo que hacía que los flujos de trabajo de verificación de diseño fueran muy ineficientes. Para los diseñadores de PCB, el problema más común en el software de diseño de PCB es la incapacidad para trazar trazas para estos dispositivos en un diseño de PCB 3D, algo que se requiere para crear MIDs.

HARTING es el proveedor líder de la industria en productos MID, y recientemente han desarrollado una gama de innovadores sustratos portadores de componentes MID que actúan como adaptadores verticales para dispositivos con huellas estándar. Estos portadores de componentes permiten a un diseñador montar verticalmente una parte SMD con una huella estándar, y la pieza portadora se suelda a la placa como cualquier otro componente SMD. Altium y HARTING se han asociado ahora para ofrecer a los diseñadores de PCB una manera fácil de crear y usar MIDs en nuevas PCBs.

Los usuarios de Altium pueden usar la nueva extensión de Enrutamiento 3D para diseñar sus propios portadores de componentes, los cuales pueden ser montados verticalmente en un proceso de ensamblaje estándar. Los componentes se suministran a los ensambladores en una cinta y carrete estándar y son compatibles con equipos automáticos de colocación. Si siempre has querido montar componentes o circuitos enteros verticalmente, pero sin el gasto de añadir una sección flexible a tu diseño, la nueva extensión de Enrutamiento 3D con los diseños de portadores de componentes de HARTING proporciona una solución única.

Un MID como Montaje Vertical de Componente o Circuito

Los MIDs normalmente se consideran una solución para el enrutamiento de interconexiones o para montar componentes en cualquier lugar de una superficie 3D, como el interior de una caja o carcasa. Un área de aplicación que no se discute es el uso de estos dispositivos como un adaptador montado en placa para un componente SMD. Estos soportes de componentes SMD pueden colocarse verticalmente en una placa o en un ángulo extraño, y esto abre un rango de nuevas aplicaciones que normalmente requerirían un PCB flexible o una cinta flexible en un diseño rígido-flexible.

HARTING adopta este enfoque con su línea actual de productos portadores de componentes SMD. Estos MIDs sostienen un paquete de componentes SMD estándar (como SOT23-6 o SOIC-8), pero tienen su propia huella SMD que se monta en un PCB estándar. Esto permite orientar un componente en particular verticalmente sin necesidad de diseñar una sección de cinta flexible en una placa rígida. También reduce los costos requeridos para fabricar PCBs flexibles y, aún más importante, los costos de ensamblaje manual asociados en los pasos del proceso subsiguiente

HARTING suministra a sus clientes sus portadores de componentes poblados como ensamblajes completos empaquetados en formato de cinta y carrete. Los componentes ensamblados se pegan al portador, lo que hace que el ensamblaje completo sea adecuado para procesos automáticos de colocación y reflujo posteriores, y permite que se trate como un único componente por parte del cliente.

Ahora, con la nueva extensión de Enrutamiento 3D en Altium Designer, los usuarios pueden crear sus propios portadores de componentes de montaje superficial MIDs que pueden personalizarse para sostener cualquier componente SMD. Además de personalizar la huella y el diseño de pines en la parte inferior del portador, la disposición de componentes y el enrutamiento en las superficies pueden personalizarse completamente con las características de diseño y enrutamiento 3D de Altium Designer.

Creando un Portador de Componente MID

Los productos de portador de componente MID de HARTING comienzan con una forma 3D estándar y una huella SMD. Una vez que hayas diseñado tu disposición de circuito en la superficie del sustrato, HARTING puede fabricar y enviar estos portadores personalizados a tu casa de ensamblaje.

Los circuitos se colocan en el portador de componentes dentro del flujo de trabajo de diseño de PCBs estándar en un proyecto de Altium Designer, donde el MID tiene su propio esquemático y diseño físico. Estos MIDs tienen una huella de PCB estandarizada, pero el diseñador es libre de personalizar el pinout para el dispositivo y la disposición de componentes en el cuerpo del MID. Las huellas para los componentes colocados se importan de componentes existentes en su biblioteca actual. Una vez que el MID está diseñado, el usuario puede incluirlo en su proyecto diseñando su pinout requerido en el símbolo esquemático, y esto se combina con el patrón de tierra y el cuerpo 3D. Luego, se puede colocar en el diseño del PCB justo como cualquier otro componente.

Una vez que un sustrato portador se importa a Altium Designer y los componentes se sincronizan desde el esquemático al Editor de PCB, los componentes pueden ser organizados en la superficie vertical usando las características de diseño 3D de Altium. Simplemente arrastre los componentes a las posiciones requeridas como se muestra a continuación.

Después de la colocación, las características estándar de enrutamiento 3D en Altium Designer pueden usarse para trazar pistas entre componentes en la superficie. El enrutamiento es posible en cualquier superficie del sustrato, incluyendo alrededor hacia el lado inferior del dispositivo para que pueda conectarse a las almohadillas en el MID.

Una vez completado el diseño del portador de componentes, un único comando de menú genera los datos de fabricación requeridos por los procesos de producción de HARTING.

Aplicaciones de Portador de Componentes MID

La capacidad de montar circuitos verticalmente y personalizar huellas en un MID abre algunas aplicaciones interesantes que son costosas o impracticables con un enfoque tradicional.

• Sensores montados verticalmente - Componentes como sensores de temperatura SMD, sensores de efecto Hall, sensores de luz y sus componentes de soporte pueden ser montados en el portador MID. Estos portadores MID pueden colocarse contra el borde de una carcasa para un fácil acceso al entorno externo, algo que normalmente requeriría una sección flexible o una placa separada con un cable.
• Adaptadores SMD para piezas de reemplazo directo - Estos MID pueden diseñarse con una huella estándar en el lado inferior para que estos dispositivos puedan actuar como reemplazos directos cuando los componentes se agoten. Una posibilidad es reemplazar una pieza agotada por una alternativa que tenga una huella diferente; el MID puede personalizarse como un adaptador entre los dos componentes.
• Funcionalidad RF - HARTING puede construir estos portadores de componentes MID con diferentes polímeros base de modo que la constante dieléctrica, el tangente de pérdida y otras propiedades RF puedan personalizarse en el material del sustrato. Esto abre la posibilidad de implementar estructuras de antenas verticales o circuitos RF que operen en bandas estándar en bandas de GHz en estos MID.
• Conectores de 90° - Algunos conectores especiales solo están disponibles como componentes SMD orientados verticalmente. El portador MID puede usarse para colocar estos conectores a un ángulo de 90° con respecto al PCB principal. Esto permite conexiones únicas de placa a placa o espacio adicional para el acceso de cables.

Quizás la mayor ventaja de estos componentes es su modularidad. Circuitos completos pueden ser colocados en estos MID, y los MID pueden ser dados un footprint estándar, permitiendo que los MID sean intercambiados dentro y fuera de un diseño sin cambiar el layout del PCB principal o el pinout del MID. Esto abre un nuevo rango de funcionalidad así como un enfoque de bajo costo para la implementación de MID para diseñadores de PCB.

Si desea adoptar un enfoque modular con los MIDs, contáctenos en 3d-routing@altium.com para descubrir cómo acceder a la nueva herramienta de Enrutamiento 3D en Altium Designer®. Para comenzar a diseñar su propio portador de componentes hoy mismo, los sustratos 3D de HARTING están disponibles para descargar aquí, y algunas pautas de diseño útiles se pueden encontrar en sus libros blancos aquí.

Solo hemos arañado la superficie de lo que es posible con Altium Designer en Altium 365. Comience su prueba gratuita de Altium Designer + Altium hoy.