PCB内に埋め込まれた側面発光LEDを作成するための実践的なステップ
製品の小型化への要求に応えるため、多くの人々が埋め込みコンポーネントに注目しています。埋め込みコンポーネント（時には、ただのキャパシタや抵抗の場合は埋め込みパッシブとも呼ばれます）は、マルチレイヤーPCBの内層に追加できる表面実装デバイスで、最終的なPCBスタックアップ内に埋め込むために周囲の誘電体層に空洞があります。さらに、同じクロックを共有し、設計全体にカスケードするシフトレジスタを用いた設計にも人々は注目しています。
このブログでは、Max Clemons（AE、マーケティング）が、彼が取り組んでいるプリント基板の非常に端から光を放つ、埋め込み式サイドビューLEDを作成するための新しいアプローチを紹介しています。これはレイヤースタックにラミネートされます。
埋め込み式サイドビューLEDの作成
Altium Designerのインストールに含まれているBluetooth Sentinelデザインは、利用可能な新しいリジッドフレックスツールのいくつかを紹介するのに適しています。異なるスタイルのフレキシブル領域を取り入れるようにこのデザインを変更するよう依頼されましたが、再利用されたボードはその周囲にLEDを配置するスペースが残っていませんでした。LEDストリップを追加する方法を見つけることは興味深い課題であり、新しいツールを試す絶好の機会を提供します。
Altium Designerに追加されたクールな新機能の一つは、ボード内に電子部品を埋め込む能力です。これは、非常に密集したデザインでのスペース削減や、高速アプリケーションでのリターン長を短縮するなど、いくつかの理由で行われます。変更されたBluetooth Sentinelデザインには、LEDの代替が必要であり、埋め込み式のサイドビューLEDは、デザインツールの元の機能を維持しつつ、あまり変更することなく対応します。
左のEverlight 48-213 SMD LEDのような薄いパッケージは埋め込みに理想的でしたが、実際には選択肢はボード内の垂直スペースの量によってのみ制限されます。このフットプリントを作成することは比較的簡単で、新機能を活用するためにいくつかの小さな追加が必要でした。
1. PCBフットプリントから始める
始めるには、既存のフットプリントを取り、PCBのキャビティに埋め込むように変更します。まず、変更する前に埋め込みたいコンポーネントのコピーを作成します。
PCB Layout
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もしフットプリントがなく、オンラインリソースを通じてフットプリントを見つけることができない場合は、フットプリントを一から作成する必要があります。フットプリント情報とパッケージの寸法は、データシートで利用可能でした。フットプリントを作成する際、良い結果を早く得る一つの方法は、適切な基準点とグリッド間隔を設定することです。そこからは、パッド、3Dボディ、および必要な追加の機械情報を配置するだけです。
2. 3Dボディを定義する
押し出されたボディは、レンズオブジェクトが唯一の例外であるほとんどのLEDに対してうまく機能しました。押し出されたボディは驚くほど頑丈で、多角形の形状にはうまく機能しますが、レンズの丸みを帯びた角は外部で作成し、STEPモデルとして取り込む方が実現可能でした。
High-Speed PCB Design
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3. PCBフットプリントのキャビティ
コンポーネントを埋め込む準備は、フットプリント自体から始まります。キャビティ（単に示されたように設定されたソリッドリージョン）は、パネルに配置する必要があります。プロパティから定義された高さは、コンポーネント本体を収容するのに十分な大きさであるべきです。LEDパッケージは0.3mmだったので、キャビティは0.35mmの高さで作成されました。もちろん、これは最終的には特定のレイヤースタックと全体的な設計意図に依存します。
4. キャビティを配置するためのパーツの配置
キャビティは、埋め込まれるかどうかに関わらず、任意のフットプリント内に配置できることに注意することが重要です。電子コンポーネントが内層に配置されると、キャビティはコア材料の一部をくり抜きますが、外層では設計に影響を与えません。新しく作成されたLEDの一つを内層に配置すると、このアクションがどれほどクールに見えるかがわかりました。
5. スタックアップ内の埋め込みキャビティ
技術的には、キャビティは特定のエリアでレイヤースタックを変更し、この情報が製造ノートを通じて伝えられることが重要です。自動的に生成され配置されるレイヤースタック図は、これを既に考慮に入れています。この設計では、キャビティが追加された場所や、そのエリアに含まれるスタックアップのレイヤーがどれであるかについて疑問はありませんでした。
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6. 組み立てプロセス
組み立ても考慮されなければならず、埋め込まれたコンポーネントはボードの外側にあるものよりも先に配置されます。内層に電子コンポーネントが埋め込まれている場合には、別のピックアンドプレースレポートと追加の組み立て図面の出力を作成することが良いアイデアです。
フットプリントと完成した設計を参考に含めましたが、これが埋め込みコンポーネントの使用方法の限界では決してありません。この問題を解決するための興味深い方法に過ぎません！
上記のプロジェクトのコピーをダウンロードしてください：
- Bluetooth Sentinel Modified.zip
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キャビティが埋め込まれていない電子コンポーネントの一部である場合でも、コンポーネントを内層に移動すると自動的にその役割を果たすことに言及する価値があります。
それから、製造および組み立ての出力についても*言及*する価値があります - キャビティ領域を示すレイヤースタック表、および埋め込まれたパネルのための別々のピックアンドプレースレポートが必要です。なぜなら、それらは以前の工程ステップで取り付けられるからです。
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