印刷電路趨複雜 PCBA雲端平台助設計

國研院國網中心今(10)日發表雲端印刷電路板組裝分析平台(PCBA),助攻PCB設計與製造效能,確保臺灣在PCB領域的持續競爭力。圖左起為啟碁先進製程中心資深總監詹朝傑博士、國網中心主任張朝亮、國研院院長蔡宏營、營運推廣室主任張龍耀、副主任姚志民。圖 / 國研院提供

電路設計 趨向多層化複雜化發展

印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)廣泛應用到通訊、電腦、半導體、車用等各式電子產品,臺灣有全球最大的PCB產業鏈。隨著電子產品功能不斷提升,PCB做為電子產品運行核心,結構日趨複雜,使設計面臨挑戰。國網中心為此開發雲端印刷電路板組裝分析平台(PCBA),提升PCB設計與製造效能,確保臺灣在PCB領域的持續競爭力。

晶片、電容、電阻、連接器等電子元件必須接合安裝在PCB上,成為PCBA (Printed Circuit Board Assembly),才能整合發揮功用。其中,高階晶片必須透過錫球接合;電子產品功能越來越強大,代表PCB電路設計將朝多層化和複雜化趨勢發展。

快速掌握設計品質 解決業界痛點

當前的PCB,多由數十層具備不同鋪銅線路的電路板疊合組成,在製造與使用過程,可能因多層結構材料間的熱膨脹係數差異,造成電路板結構翹曲;錫球也可能因電路板翹曲而損壞,使電子元件與PCB無法有效接合,致影響信號傳輸,縮短產品壽命,如何快速有效掌握設計品質,成為業者面臨的重要挑戰。

國網中心結合固體力學與高速計算模擬專業,開發出PCBA雲端分析平台,幫助設計者迅速準確地評估PCB、PCBA結構變形的情況,解決傳統結構分析,需仰賴專業力學工程師才能進行繁複模擬的缺點。

模型自動生成分析 建模時間倍減

PCBA具備自動化、快速獲得結果的特點,使用者不需具備力學專業,只要透過網頁介面快速輸入或選擇形狀、材料、強度等結構參數,平台將自動快速生成模型、應力與變形的分佈結果,將傳統耗時數週的建模時間縮至數十分鐘,幫助使用者快速調整最佳化參數。

國網中心副主任姚志民簡報PCBA雲端快速自動翹曲分析平台。圖 / 國研院提供

而雲端化的設計,讓使用者能隨時隨地透過各種連網裝置進行分析與結果檢視,提升團隊協作及工作便捷性。且因平台為國研院國網中心自行開發,不但可讓使用者根據需求調整模型設計與報告模式,同時可藉由國網中心應用開源軟體,針對特別產品及使用者需求,客製化優化PCB製程中的鋪銅線路分佈、面板模組組合、幾何尺寸條件與材料、錫球壽命預估、屏蔽罩對翹曲變形影響等問題,並進行晶片擺放最佳化設計,為產業界提供全方位的解決方案。

結構分析客製化 產品開發更高效

國網中心張朝亮主任指出,PCBA雲端分析平台是提升產品價值與競爭力的創新利器,目前已有大型通訊產品設計、世界級PCB製造公司、大型半導體封裝與測試製造業者與國網中心合作,利用該平台高度客製化的結構分析,大幅優化產品開發流程與效率,提升市場競爭力。

未來,國網中心將持續拓展固體力學與高速計算領域的雲端平台合作對象,研發更多符合不同行業需求的計算固力解決方案,成為國內研發與技術創新的堅實後盾。

提高市場回應速度 助力技術創新

PCBA雲端分析平台的使用者、網通大廠啟碁科技全球製造總廠先進製程中心資深總監詹朝傑說,啟碁致力成為全球資通訊智慧聯網產品的領導品牌,產品涵蓋家用、車用、企業及物聯網等多個應用領域,面對越來越多樣的應用場景,對PCB設計有著龐大的需求。

啟碁全球製造總廠先進製程中心資深總監詹朝傑博士展示網通產品晶片模組。圖 / 國研院提供

啟碁期望藉由國網中心提供的PCBA雲端分析平台,實現快速、精確的PCB結構設計與優化,縮短產品開發周期並提高市場回應速度,如此不僅能展現啟碁在技術創新上的實力,也凸顯在市場競爭中的差異化優勢,為客戶創造高效價值與競爭力。

 

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