什么是印刷電子設(shè)計(jì)？ PCB公司為您分享

什么是印刷電子設(shè)計(jì)？ 答案很簡(jiǎn)單：就是電子設(shè)計(jì)。 您可以使用電路理論、數(shù)學(xué)計(jì)算和基于計(jì)算機(jī)的模擬來(lái)設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品。 您可以使用印刷電子材料來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電氣功能和性能。 材料是關(guān)鍵，因?yàn)橛糜谟∷㈦娮赢a(chǎn)品的材料與用于傳統(tǒng) PCB 的材料具有不同的電氣性能特征。 此外，電子產(chǎn)品是使用印刷電子材料以不同方式制造的。 PCB布線是如何完成的眾所周知。 首先，電子工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)電氣要求定義尺寸，設(shè)計(jì)完成后簽發(fā)制造文件。

在制造過(guò)程中，PCB的制造是根據(jù)設(shè)計(jì)文件將電路復(fù)制到PCB的銅上，例如將掩模版的UV敏感光刻膠膜進(jìn)行UV曝光。 然后蝕刻未暴露于紫外線的銅。 結(jié)果是設(shè)計(jì)的痕跡。 尺寸正確，符合電氣要求。 在印刷電子產(chǎn)品中，我們需要達(dá)到同樣的結(jié)果，但我們需要采用新的設(shè)計(jì)規(guī)則、材料和制造方法。

印刷電子設(shè)計(jì)的輸入和輸出與PCB設(shè)計(jì)基本相同。 輸入和輸出之間應(yīng)用相同的技術(shù)：電子設(shè)計(jì)。 您需要將材料信息和設(shè)計(jì)規(guī)則合并到設(shè)計(jì)過(guò)程中，輸出是制造文件。 同樣的物理定律在 PCB 和印刷電子產(chǎn)品的電子設(shè)計(jì)中也很有效，并且它們?cè)O(shè)定了可以完成的工作的界限。 兩種電路，一種由PCB制成，另一種由印刷電子產(chǎn)品制成，可以具有完全相同的功能，但電路設(shè)計(jì)看起來(lái)與實(shí)際不同。 這是由于電路中所用材料的物理性能和限制造成的。 在這兩個(gè)電路中，您需要在阻抗上施加電壓差以允許電流流動(dòng)。 為了在兩個(gè)電路中獲得相同的電流，您需要將阻抗調(diào)整到相同的水平或設(shè)置特定于電路的電壓水平。 這些參數(shù)通常需要在印刷電子設(shè)計(jì)中發(fā)揮作用。 我們正在通過(guò)微調(diào)阻抗和設(shè)置正確的電壓電平來(lái)尋找最佳解決方案。

在電子設(shè)計(jì)中，了解最終產(chǎn)品的材料特性非常重要。 從PCB上，您可以了解銅的厚度、薄層電阻、其熱性能、PCB材料的介電常數(shù)等。這與您需要從印刷電子產(chǎn)品中了解的參數(shù)完全相同。 銀墨導(dǎo)體的最終厚度是多少，其方阻是多少，基材材料的介電常數(shù)是多少？ 您對(duì)這些新材料進(jìn)行電子設(shè)計(jì)。 歐姆定律、基爾霍夫電路理論定律和麥克斯韋方程也適用于印刷電子產(chǎn)品。 市場(chǎng)上有數(shù)百種不同的導(dǎo)電油墨，每種油墨都具有獨(dú)特的平方電阻率。 有些油墨具有很高的導(dǎo)電率（通常仍比純銅高得多），但固化后，這些油墨根本無(wú)法拉伸。 其他油墨固化后可以拉伸，但導(dǎo)電性較差。 在電子設(shè)計(jì)中，了解最終固化后所用油墨的方阻是多少非常重要。

另一個(gè)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)是印刷電子產(chǎn)品中使用的材料參數(shù)取決于所使用的產(chǎn)品。 例如，如何印刷導(dǎo)電油墨，如何固化這些油墨，以及導(dǎo)體下方的其他印刷油墨如何影響最終的方塊電阻。 您可能需要更改生產(chǎn)的布局設(shè)計(jì)。 否則，制作時(shí)必須按照您設(shè)計(jì)的電路要求來(lái)設(shè)置。 了解印刷電子產(chǎn)品的制造方法非常重要。 PCB上沒(méi)有區(qū)別。 您需要知道它們是如何構(gòu)建的以及這種特定生產(chǎn)的局限性是什么。 然而，在PCB中，制造方法更加標(biāo)準(zhǔn)化。 每個(gè)制造基本相似，但能力略有不同。 在印刷和電子領(lǐng)域，我們還沒(méi)有達(dá)到這個(gè)水平。

導(dǎo)電油墨可以通過(guò)多種方式進(jìn)行印刷。 最常見的方法是絲網(wǎng)印刷和噴墨印刷。 您可以通過(guò) Google 搜索找到許多其他方法。 打印過(guò)程的關(guān)鍵是了解制造能力及其局限性。 運(yùn)行之間所需的最小間隙是多少？ 您可以使用多少個(gè)導(dǎo)電層？ 布線的最小和最大寬度是多少？ 熟悉你將使用的產(chǎn)品的設(shè)計(jì)規(guī)則，并根據(jù)這些設(shè)計(jì)規(guī)則檢查設(shè)計(jì)。 PCB 設(shè)計(jì)工具中提供的許多設(shè)計(jì)規(guī)則都可以在具有正確規(guī)則定義的印刷電子設(shè)計(jì)中使用。 如果制造過(guò)程中包含電子設(shè)計(jì)工具不支持的設(shè)計(jì)規(guī)則，則意味著您必須執(zhí)行手動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查。 例如，如果您可以使用由印刷電介質(zhì)分隔的多個(gè)導(dǎo)電層，這意味著第一和第二導(dǎo)電層布線之間的設(shè)計(jì)規(guī)則與印刷在同一層上的設(shè)計(jì)規(guī)則完全相同。 而且這不是受支持的標(biāo)準(zhǔn) PCB 設(shè)計(jì)工具。

此外，印刷電子產(chǎn)品需要元件來(lái)獲得功能，而在印刷電子電路上組裝元件并不是標(biāo)準(zhǔn)的焊接工藝。 印刷電子產(chǎn)品中使用的典型材料是塑料，這意味著這些熱特性與 PCB 或 FPC 不同。 這意味著粘合材料也不同。 低溫焊料、導(dǎo)電粘合劑或其他粘合材料是印刷電子 SMA 的典型材料，可能需要特殊的組件封裝。 你能把走線放在組件下面嗎？ 您需要特殊的禁區(qū)嗎？ 您可以在印刷電子設(shè)備上安裝哪些組件？ 與PCB的SMA相比，這些都是需要從不同角度考慮的問(wèn)題。 此外，表面貼裝元件的制造文件可能會(huì)有所不同。 您可以粘貼模板文件還是應(yīng)該提供配藥圖表？ 提前檢查 SMA 要求。

由于印刷電子是一個(gè)相當(dāng)新的技術(shù)領(lǐng)域，因此有關(guān)材料特性和制造方法的信息不像 PCB 那樣可用。 此外，根據(jù)現(xiàn)成組件中制造設(shè)備和方法的特性，存在大量具有不同電氣特性的導(dǎo)電印刷油墨。 該設(shè)計(jì)依賴于實(shí)現(xiàn)新材料和制造方法的電子理論。 對(duì)我來(lái)說(shuō)，電子設(shè)計(jì)意味著運(yùn)用理論、物理和數(shù)學(xué)來(lái)確保電氣功能和性能。 這些方法需要物質(zhì)知識(shí)作為輸入。 我發(fā)現(xiàn)印刷電子產(chǎn)品缺乏實(shí)質(zhì)性信息，有時(shí)不經(jīng)過(guò)計(jì)算就做出決定。 那么它就不是設(shè)計(jì)，而是猜測(cè)。 電路板組裝和電路板加工制造商解釋如何使用電路理論、數(shù)學(xué)計(jì)算和基于計(jì)算機(jī)的模擬來(lái)進(jìn)行電子設(shè)計(jì)。