Les MID font leur retour en tant que modules SMD verticaux pour votre PCB

Il y a un domaine de la conception de PCB qui n'a pas reçu suffisamment d'attention : les dispositifs d'interconnexion moulés, ou MIDs. Ces dispositifs sont essentiellement des substrats en plastique moulé avec des pistes courant le long de n'importe quelle surface, y compris à angles droits et verticalement. Je n'ai jamais conçu ces dispositifs moi-même, mais ils sont certainement impressionnants d'un point de vue conception et fabrication.

Selon un article de Plastics Technology, les MIDs étaient censés faire leur retour déjà en 2005. À l'époque, l'outillage nécessaire pour produire ces dispositifs à n'importe quel niveau d'échelle était basé sur le moulage par injection, ce qui signifiait qu'il devait être totalement personnalisé pour chaque MID. Du point de vue de la conception, les concepteurs électroniques devaient utiliser des logiciels MCAD ou des utilitaires ECAD propriétaires pour créer des conceptions de MID, ce qui rendait les flux de travail de vérification de conception très inefficaces. Pour les concepteurs de PCB, le problème le plus courant dans les logiciels de conception de PCB est l'incapacité de router les pistes pour ces dispositifs dans une disposition de PCB 3D, ce qui est nécessaire pour créer des MIDs.

HARTING est le fournisseur leader de l'industrie pour les produits MID, et ils ont récemment développé une gamme de substrats porteurs de composants MID innovants qui agissent comme des adaptateurs verticaux pour des dispositifs avec des empreintes standard. Ces porteurs de composants permettent à un concepteur de monter verticalement une pièce SMD avec une empreinte standard, et la pièce porteuse est soudée à la carte comme n'importe quel autre composant SMD. Altium et HARTING se sont maintenant associés pour offrir aux concepteurs de PCB une manière facile de créer et d'utiliser des MID dans de nouveaux PCBs.

Les utilisateurs d'Altium peuvent utiliser la nouvelle extension de Routage 3D pour concevoir leurs propres porteurs de composants, qui peuvent être montés verticalement dans un processus d'assemblage standard. Les composants sont fournis aux assembleurs dans un ruban standard et sont compatibles avec les équipements de placement automatique. Si vous avez toujours voulu monter verticalement des composants ou des circuits entiers, mais sans les dépenses supplémentaires d'ajouter une section flexible à votre conception, la nouvelle extension de Routage 3D avec les conceptions de porteurs de composants de HARTING offre une solution unique.

Un MID comme Montage de Composant ou Circuit Vertical

Les MID sont normalement considérés comme une solution pour le routage d'interconnexions, ou pour le montage de composants, n'importe où sur une surface 3D, comme l'intérieur d'une boîte ou d'un boîtier. Un domaine d'application qui n'est pas souvent discuté est l'utilisation de ces dispositifs comme un adaptateur monté sur carte pour un composant CMS. Ces supports de composants CMS peuvent être placés verticalement sur une carte ou sous un angle étrange, et cela ouvre une gamme de nouvelles applications qui nécessiteraient normalement un PCB flexible ou un ruban flexible dans une conception rigide-flexible.

HARTING adopte cette approche avec leur ligne actuelle de produits porteurs de composants CMS. Ces MID tiennent un boîtier de composant CMS standard (tel que SOT23-6 ou SOIC-8), mais ils ont leur propre empreinte CMS qui se monte sur un PCB standard. Cela permet d'orienter un composant particulier verticalement sans avoir besoin de concevoir une section de ruban flexible dans une carte rigide. Cela réduit également les coûts nécessaires à la fabrication de PCB flexibles et, plus important encore, les coûts d'assemblage manuel associés dans les étapes de processus ultérieures

HARTING fournit à ses clients leurs porte-composants peuplés sous forme d'assemblages complets emballés en bande et bobine. Les composants assemblés sont collés sur le support, ce qui rend l'ensemble complet adapté aux processus automatiques de prise et placement et aux processus de refusion ultérieurs, et permet de le traiter comme un composant unique par le client.

Avec la nouvelle extension de Routage 3D dans Altium Designer, les utilisateurs peuvent créer leurs propres porte-composants MID pour composants montés en surface qui peuvent être personnalisés pour contenir n'importe quels composants CMS. En plus de personnaliser l'empreinte et le brochage au bas du support, la disposition des composants et le routage sur les surfaces peuvent être entièrement personnalisés avec les fonctionnalités de disposition et de routage 3D d’Altium Designer.

Création d'un Porte-Composant MID

Les produits porte-composants MID de HARTING commencent avec une forme 3D standard et une empreinte CMS. Une fois que vous avez conçu votre agencement de circuit sur la surface du substrat, HARTING peut fabriquer et expédier ces porte-composants personnalisés à votre maison d'assemblage.

Les circuits sont placés sur le support de composants dans le flux de travail de conception de PCB régulier dans un projet standard Altium Designer, où le MID possède son propre schéma et agencement physique. Ces MID ont une empreinte de PCB standardisée, mais le concepteur est libre de personnaliser le brochage pour le dispositif et l'arrangement des composants sur le corps du MID. Les empreintes pour les composants placés sont importées à partir des composants existants dans votre bibliothèque existante. Une fois le MID conçu, l'utilisateur peut l'inclure dans son projet en concevant le brochage requis dans le symbole schématique, et cela est combiné avec le motif de connexion et le corps 3D. Il peut ensuite être placé dans l'agencement du PCB tout comme n'importe quel autre composant.

Une fois qu'un substrat porteur est importé dans Altium Designer et que les composants sont synchronisés du schématique vers l'éditeur de PCB, les composants peuvent être arrangés sur la surface verticale en utilisant les fonctionnalités de disposition 3D d'Altium. Il suffit de glisser les composants dans les positions requises comme montré ci-dessous.

Après le placement, les fonctionnalités de routage 3D standard dans Altium Designer peuvent être utilisées pour tracer des pistes entre les composants sur la surface. Le routage est possible sur n'importe quelle surface du substrat, y compris autour jusqu'au côté inférieur du dispositif pour qu'il puisse se connecter aux pastilles sur le MID.

Une fois la conception du support de composant terminée, une simple commande de menu génère les données de fabrication requises par les processus de production de HARTING.

Applications des supports de composants MID

La capacité de monter verticalement des circuits et de personnaliser les empreintes sur un MID ouvre des applications intéressantes qui sont coûteuses ou peu pratiques avec une approche traditionnelle.

• Capteurs montés verticalement -Des composants tels que les capteurs de température SMD, les capteurs à effet Hall, les capteurs de lumière et leurs composants de support peuvent être montés sur le support MID. Ces supports MID peuvent être placés contre le bord d'un boîtier pour un accès facile à l'environnement externe, ce qui nécessiterait normalement une section flexible ou une carte séparée avec un câble.
• Adaptateurs SMD pour pièces de remplacement direct - Ces MID peuvent être conçus avec une empreinte standard sur le côté inférieur afin que ces dispositifs puissent agir comme des remplacements directs lorsque des composants sont en rupture de stock. Une possibilité est de remplacer une pièce en rupture de stock par une alternative ayant une empreinte différente ; le MID peut être personnalisé comme un adaptateur entre les deux composants.
• Fonctionnalité RF - HARTING peut construire ces porte-composants MID avec différents polymères de base de sorte que la constante diélectrique, le tangent de perte et d'autres propriétés RF peuvent être personnalisés dans le matériau du substrat. Cela ouvre la possibilité de mettre en œuvre des structures d'antennes verticales ou des circuits RF fonctionnant dans des bandes standard dans les bandes GHz sur ces MID.
• Connecteurs à 90° - Certains connecteurs spécialisés ne sont disponibles qu'en tant que composants SMD orientés verticalement. Le porte-MID peut être utilisé pour placer ces connecteurs à un angle de 90° par rapport au PCB principal. Cela permet des connexions uniques de carte à carte ou un dégagement supplémentaire pour l'accès aux câbles.

Peut-être que le plus grand avantage de ces composants est leur modularité. Des circuits entiers peuvent être placés sur ces MID, et les MID peuvent se voir attribuer un empreinte standard, permettant aux MID d'être échangés dans et hors d'une conception sans changer la disposition du PCB principal ou le brochage du MID. Cela ouvre toute une nouvelle gamme de fonctionnalités ainsi qu'une approche à faible coût pour la mise en œuvre de MID pour les concepteurs de PCB.

Si vous souhaitez adopter une approche modulaire avec les MIDs, contactez-nous à 3d-routing@altium.com pour découvrir comment accéder au nouvel outil de Routage 3D dans Altium Designer®. Pour commencer à concevoir votre propre support de composant dès aujourd'hui, les substrats 3D de HARTING sont disponibles en téléchargement ici, et vous pouvez trouver des directives de conception utiles dans leurs livres blancs ici.

Nous n'avons fait qu'effleurer la surface de ce qui est possible avec Altium Designer sur Altium 365. Commencez votre essai gratuit d'Altium Designer + Altium aujourd'hui.