Herausforderungen und Chancen im modernen PCB-Design
Das Design moderner Leiterplatten (PCBs) ist eine Kernkompetenz der GED und bildet die Basis für innovative Elektroniklösungen. Mit steigenden Anforderungen, insbesondere in der Medizintechnik und im IoT-Bereich, übernimmt GED Herausforderungen durch den Einsatz modernster Technologien und fundierter Expertise.
Miniaturisierung: Maximale Leistung auf kleinstem Raum
Die Miniaturisierung von Leiterplatten ist einer der zentralen Trends im modernen PCB-Design. Immer mehr Funktionen müssen auf immer kleinerem Raum untergebracht werden, was innovative Designansätze und präzise Fertigungsmethoden erfordert.
Um eine optimale Erstfertigungsquote („First Pass Yield“) zu erreichen, legen wir großen Wert auf eine frühzeitige Abstimmung mit den Fertigungspartnern sowie eine sorgfältige Klärung der Bauteileverfügbarkeit.
Unsere Lösungen für die Miniaturisierung
- High-Density Interconnect (HDI): Diese Technologie ermöglicht maximale Packungsdichte, ohne dabei die Signalqualität zu beeinträchtigen.
- Eingebettete 3D-Komponenten: Bauteile werden direkt in die PCB-Schichten integriert, um Platz zu sparen und gleichzeitig die Funktionalität zu steigern.
Praktische Anwendung
Ein konkretes Beispiel aus der Praxis zeigt, wie GED diesen Herausforderungen begegnet: Ein Kunde benötigte ein besonders kompaktes PCB für ein optisches Gerät für Luftfahrtanwendungen. Die Baugruppe hat 18 Lagen mit Blind und Burried Vias, verschuedenen Impedanzen mit längenabgestimmten Leitungen für die Speicher. Die Planung und Berechnung für Material. Lagenaufbau und Impedanzen wurden von der GED übernommen.
Signalintegrität: Präzision in jeder Frequenz
Die Signalstabilität ist bei Hightspeed-PCBs von entscheidender Bedeutung für einen sicheren, störungsfreien Betrieb der Baugruppe oder des Gerätes. Reflexionen, Crosstalk und andere Signalstörungen können die Funktionalität erheblich beeinträchtigen und müssen von Anfang an berücksichtigt und in einem sauberen Signalrouting umgesetzt werden.
GED setzt auf modernste Technologien
- Impedanzkontrolle: Eine präzise Optimierung der Übertragungsleitungen minimiert Signalverluste und gewährleistet eine stabile Signalqualität.
- Simulationsbasierte Designs: Mithilfe leistungsstarker Tools wie HyperLynx wird die Signalübertragung simuliert und analysiert, bevor die Produktion beginnt. So können potenzielle Probleme frühzeitig erkannt
Warum Signalintegrität entscheidend ist
Eine zuverlässige Signalübertragung ist vor allem in der Medizintechnik und im IoT-Bereich unerlässlich. Ob bei tragbaren Diagnosegeräten oder smarten Sensoren – Störungen in der Signalübertragung könnten fatale Folgen haben. GED garantiert mit ihrer Expertise präzise und störungsfreie Lösungen.
Thermisches Management: Effiziente Wärmeableitung
Mit der zunehmenden Leistungsdichte moderner PCBs wird die Wärmeableitung zu einer immer größeren Herausforderung. Ohne effektives thermisches Management kann es zu Überhitzungen und Funktionsstörungen kommen, insbesondere bei Geräten mit Dauerbetrieb.
Innovative Ansätze der GED für Power- und Hochspannungsanwendungen
- Innovative Hochstromkonzepte: GED hat Erfahrung mit verschiedenen Techniken und Ströme von 500A und mehr auf PCBs zu realisieren. Spezielle Designs und Layouts tragen dazu bei, dass Wärme effizient abgeführt wird.
Praxisbeispiel für thermisches Management
Für den Sportwagen Porsche Taycan hat GED die PCB-Designs für den Onboard-Charger mit 11 kW und 850 Volt designt. Aktuell entwickelt GED eigenständig in einem F&E Projekt mit dem Einsatz von ungehäusten SIC-MOSFET Transistoren, die Leistungsklasse 20 kW. Neue Verbindungstechniken und ausgefeilte thermische Konzepte ermöglichen eine deutliche Reduzierung der Baugrösse und der Kosten
Chancen und Ausblick im modernen PCB-Design
Die fortschreitende Entwicklung im Bereich der Elektronik eröffnet neue Möglichkeiten für das PCB-Design. Miniaturisierung, Signalintegrität und thermisches Management bleiben entscheidende Faktoren, doch die Anforderungen steigen weiter. GED begegnet diesen Herausforderungen mit einem vorausschauenden Ansatz und setzt auf:
- Enge Zusammenarbeit mit Kunden: Jedes PCB-Design wird individuell an die Anforderungen des jeweiligen Projekts angepasst.
- Fortlaufende Innovation: Neue Technologien und Materialien werden kontinuierlich getestet und integriert.
- Nachhaltige Designs: Umweltfreundliche Materialien und energieeffiziente Lösungen gewinnen zunehmend an Bedeutung.
- Erfahrende und geschulte Mitarbeiter.
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FAQs
Was sind die größten Herausforderungen im modernen PCB-Design?
Die Miniaturisierung, die Sicherstellung der Signalintegrität und das thermische Management zählen zu den wichtigsten Herausforderungen, die moderne Designs meistern müssen.
Welche Technologien nutzt GED zur Miniaturisierung von PCBs?
GED setzt auf High-Density Interconnect (HDI) und eingebettete Komponenten, um maximale Funktionalität auf kleinstem Raum zu ermöglichen.
Wie stellt GED die Signalintegrität sicher?
Durch den Einsatz von Impedanzkontrolle und simulationsbasierten Design-Tools wie HyperLynx wird eine störungsfreie Signalübertragung gewährleistet.
Warum ist thermisches Management so wichtig?
Ohne effiziente Wärmeableitung können moderne PCBs überhitzen, was die Leistung und Lebensdauer der Elektronik beeinträchtigt.
Welche Materialien werden für das thermische Management verwendet?
GED verwendet thermisch leitfähige Materialien und optimierte Layouts, um die Wärme effektiv abzuleiten.
Welche Branchen profitieren vom modernen PCB-Design?
Besonders die Medizintechnik und der IoT-Bereich profitieren von kompakten, leistungsstarken und zuverlässigen PCBs.