E-lukulaitteiden piirilevyjen valmistus vähän virtaa kuluttaville ePaper-laitteille

E-lukulaitteen emolevy voi sisältää vähän virtaa kuluttavan sovellusprosessorin tai MCU/SoC:n , muistin, tallennustilan, ePaper-näyttöliittymän , lataus- ja akun hallintapiirit, Wi-Fi-yhteyden ja tuotekohtaiset ohjaimet. Kosketustunnistus ja etuvalon ohjaus ovat yleisiä monissa nykyisissä tuotteissa, mutta eivät universaaleja.

E-kirjojen lukulaitetta ei pitäisi suunnitella edulliseksi tabletiksi. Järjestelmän tyypillinen käyttäytyminen on pitkä valmius-/lukuaika kaksitasoisen elektroforeettisen näytön ympärillä, joten emolevyn arkkitehtuuri on usein optimoitu alhaiselle lepovirralle, tehokkaille lepotiloille ja harvoin toistuvalle näytön päivitykselle. Suorittimen valinta, langattoman verkon käyttöaste, kosketusjärjestelmä, etuvalo ja tallennustila vaikuttavat kaikki virrankulutukseen, mutta ne eivät tarkoita kiinteää piirilevyn topologiaa jokaisessa tuotteessa.

Valmistuksen kannalta tärkeää on säilyttää alhainen virrankulutus ja samalla pitää piirilevy mekaanisesti kompaktina. Vuotoherkät solmut, herätyssignaalit, akun tunnistus ja näytön virransyöttöpiirit vaativat puhtaan kokoonpanon ja hallitun kontaminaation; valinnaisia ​​ominaisuuksia, kuten ääni- tai matkapuhelinverkkoa, tulisi käsitellä tuotekohtaisina pikemminkin kuin yleisinä e-lukulaitteen toimintoina. Tarjouspyynnössä tulisi yksilöidä asennetut ominaisuudet, jotta hankinta ja toiminnallinen testaus ovat linjassa tarkan laiteversion kanssa.

ePaper eroaa sähköisesti LCD-taustavalojärjestelmästä. Näyttömoduuli ja sen ohjainelektroniikka voivat vaatia erillisiä aaltomuotoja ja virtakiskoja kuvan päivityksiä varten. Tarkka ohjainpiiri, jännitteen generointi ja liittimen topologia ovat näyttöalustakohtaisia ​​päätöksiä, ja ne tulisi ottaa hyväksytystä suunnittelusta.

E Inkin kaksitasoinen toiminta tarkoittaa, että kuva voi pysyä näytössä ilman jatkuvaa näyttövirtaa, mutta kuvan muuttaminen vaatii silti hallittua ohjaussekvenssiä. Käytännön e-kirjojen lukulaitteissa näyttöjärjestelmä voi sisältää ohjaimen ja virranhallintapiirin, joka tuottaa paneelikohtaisia ​​ohjauskiskoja ja aaltomuotoja. Tarkat jännitteet, lämpötilakompensaatio ja aaltomuototaulukot riippuvat näyttömoduulista ja ohjaimesta; niitä ei pitäisi koskaan yleistää e-kirjojen lukulaitteesta toiseen.

E Ink huomauttaa myös, että sen näyttömoduuleihin voidaan toimittaa lisävarusteita, kuten kosketuspaneeleita tai etuvaloja. Näin ollen piirilevyn ei pitäisi olettaa näiden toimintojen olevan osa itse näyttöä; projektipaketin on määriteltävä, mitä moduulipinoa käytetään ja mitkä piirit toteutetaan emolevylle.

Piirilevyvalmistuksen on suojattava tämän alijärjestelmän ympärillä olevia rajapintoja. Hienojakoiset näyttöliittimet, taipuisat häntät ja korkeajännitteiset, mutta matalan virran näyttöesijännitesolmut voivat vaatia erilaisia ​​​​välistyksiä, puhtautta ja mekaanista käsittelyä koskevia sääntöjä kuin tavallisissa matalajännitteisissä digitaaliverkoissa. NPI:n aikana on varmistettava, että koottu piirilevy pystyy alustamaan paneelin ja suorittamaan määritellyt päivityskuviot ilman, että piirilevytehdas hyväksyy itse ePaper-moduulin optista suorituskykyä.

Koska näyttö voi näyttää staattista kuvaa ilman jatkuvaa virkistysvirtaa, järjestelmän valmiustilan kulutuksesta tulee erityisen merkittävä. Vuodot säätimien, vetoverkkojen, oheislaitteiden tai aina päällä olevien kiskojen kautta voivat heikentää tuotteen virransäästötavoitetta, vaikka näyttö itsessään olisi tehokas.

Pitkä akunkesto saavutetaan yleensä järjestelmätason virranhallintaratkaisuilla pikemminkin kuin yhdellä erityisellä piirilevymateriaalilla. Piirilevy voi tukea tätä tavoitetta valitsemalla komponentteja, joiden vuoto on vähäistä, lyhyillä akun tunnistusreiteillä, puhtaalla maadoitus-/referenssistrategialla ja erottamalla kytkentäsäätimet huolellisesti herkistä herätys- tai tunnistussolmuista. Laiteohjelmiston ohjaamilla lepotiloilla ja radioajoituksilla on usein yhtä paljon vaikutusta kuin piirilevyllä, joten tuotantolaitteiston ja laiteohjelmistoversioiden on pysyttävä yhteydessä toisiinsa.

• Pidä aina päällä olevat ja kytkettyinä olevat virransyöttöalueet linjassa kytkentäkaavion ja laiteohjelmiston virrankäyttökäytännön kanssa.
• Vältä hyväksymättömiä vaihtoja säätimissä, kuormakytkimissä, kelloissa tai muissa osissa, jotka voivat muuttaa lepovirtaa.
• Hallitse vuon jäämiä ja kontaminaatiota paikoissa, joissa on korkeaimpedanssisia tai vähän vuotavia solmuja.
• Käytä asiakkaan määrittämiä virrankulutusrajoja toiminnallisen validoinnin aikana, kun ne ovat saatavilla.

Piirilevytehdas voi säilyttää suunnitellut virtareitit ja kokoonpanon puhtauden, mutta akun lopullinen käyttöikä riippuu järjestelmästä, johon vaikuttavat laiteohjelmisto, langaton toiminta , etuvalon käyttö, akun kapasiteetti ja käyttäjän toiminta.

Valmistuksen puhtauteen ansaitsee pienvirtatuotteissa enemmän huomiota kuin mitä yleisessä sisällössä usein annetaan. Vuojäämät, kontaminaatio, vaurioituneet korkeaimpedanssiset solmut tai väärät vetokomponentit voivat lisätä valmiusvirtaa aiheuttamatta ilmeistä toiminnallista vikaa. Tuotantosuunnitelmaan voidaan siksi sisällyttää virrankulutustarkistuksia määritellyissä toimintatiloissa, kun asiakas toimittaa raja-arvot ja kiinnikkeet. Tämä muuttaa "pieni teho" -käsitteen markkinointilauseesta mitattavaksi hyväksymiskriteeriksi.

Kosketuskäyttöisissä lukijoissa on tunnistuslinjoja ja joustavia liitäntöjä, jotka voivat olla alttiita digitaalisten ja kytkentävirtapiirien kohinalle. Etuvalaistusjärjestelmät lisäävät LED-käyttövirran ja mekaanisen riippuvuuden valo-ohjauskokoonpanosta. Nämä toiminnot tulisi erottaa toisistaan ​​​​asettelussa ja maadoitusstrategiassa asiakkaan suunnittelun mukaisesti.

Kosketus- ja etuvalon toiminnot ovat valinnaisia, mutta riittävän yleisiä vaatiakseen nimenomaista arkkitehtuuriohjausta. Kosketus voi käyttää erillistä anturia/ohjainta ja joustavaa liitäntää, kun taas etuvalo käyttää tyypillisesti LEDejä ja pääelektroniikasta ohjattua valo-ohjausjärjestelmää. Kumpaakaan ei pitäisi oletusarvoisesti kuvata osaksi ePaper-paneelia. Niiden piirilevyvaatimuksiin kuuluvat liittimien luotettavuus, virransäätö, sähkömagneettisten häiriöiden vuorovaikutus ja mekaaninen kohdistus näyttöpinon kanssa.

Painikkeet, LEDit, kaiuttimet tai äänitoiminnot ovat samalla tavalla tuotekohtaisia. Valmistajan artikkelissa tulisi kuvata ne valinnaisina liitäntöinä, ei jokaisessa e-kirjan lukulaitteessa olevina vakiolohkoina.

Etuosan valonohjain on myös mahdollinen kohinalähde laitteessa, jonka ydinnäyttö on muuten vähän virtaa kuluttava. Asettelun tulisi pitää kytkentäsilmukat hallittuina ja estää kytkeytyminen kosketus-, ääni- tai radiopiireihin. Tehdastasolla kirkkauden porrastusta, kosketusvastetta ja painikkeiden syötteitä voidaan tarkistaa asiakkaan testikriteerien perusteella, kun taas valonohjaimen ja kosketusoptisten pinojen yhdenmukaisuus on lopputuotteen integroinnin vastuulla.

E-kirjojen lukulaitteiden elektroniikka on yleensä tilatietoista, mutta piirilevyjen teknologia voi vaihdella perinteisestä monikerroksisesta FR-4-levystä tiheämpiin rakenteisiin kotelon koosta ja pakkausvalinnasta riippuen. Tälle luokalle ei ole olemassa pätevää yleistä kerrosmäärää.

E-kirjojen lukulaitteiden piirilevyt ovat usein kompakteja, mutta kompakti ei automaattisesti tarkoita edistynyttä HDI-liitäntää. Kerrosten määrä, mikroreiät ja jäykän ja joustavan liitännän käyttö tulisi perustella komponenttien todellisella jaolla, reititystiheydellä ja mekaanisilla taittotarpeilla. Kun näytön tai akun joustavat liitännät kytketään emolevyyn, liittimien sijainti ja asennussuunta on tarkistettava koteloa vasten, koska pieni sijaintivirhe voi tehdä lopullisen kokoonpanon mahdottomaksi, vaikka piirilevy olisi sähköisesti oikein.

Pienet FPC-liittimet ja reunaliitännät ovat usein merkittävimpiä mekaanisia riskejä. Jos tuotteessa on taipuisia piirejä, taipuisien piirilevyjen valmistusvaatimukset , kuten jäykisteiden sijainti , taivutusalue ja liittimien kohdistus, on otettava huomioon emolevyn piirustuksen kanssa.

Tiheitä läpivientirakenteita tulisi käyttää vain silloin, kun pako- ja reititysrajoitukset sitä edellyttävät. HDI:n liiallinen määrittely voi lisätä prosessin monimutkaisuutta tarpeettomasti parantamatta sähkösuunnittelua.

Ohuilla levyillä panelointi ja tuki uudelleensulatuksen aikana voivat olla tärkeitä tasomaisuuden kannalta. Kuparin tasapainotus, työkalukiskot ja kannatinkiinnikkeet voidaan tarkistaa, jos irrotettu levy on altis taipumiselle tai vääntymiselle. Nämä valmistusvalinnat tulee dokumentoida NPI-tietueeseen, jotta toistuvat tilaukset käyttävät samaa prosessireittiä sen sijaan, että käsittelyratkaisuja etsittäisiin uudelleen joka kerta.

E-lukulaitteen piirilevykokoonpano voi yhdistää prosessorin, muistin, tallennustilan, näyttö-/virtapiirit, langattomat laitteet ja pienet liittimet kompaktilla piirilevyllä. Ensimmäisen kappaleen tarkastuksessa on varmistettava napaisuus, lisävarusteiden käyttö ja näyttöliitäntäliitin ennen erän jatkamista.

E-lukulaitteen piirilevy voi yhdistää hienojakoisia prosessoreita tai muistia suhteellisen pienivirtaisiin oheispiireihin, mikä luo laajan komponenttivalikoiman, mutta ei välttämättä suurta lämpökuormitusta. Sapluunan suunnittelu ja uudelleensulatuksen tulisi silti olla optimoituja pohjaan liittimien, FPC-liittimien ja suojattujen radiolaitteiden ympärillä. Kokoonpanijan tulisi myös hallita kosteusherkkiä komponentteja ja estää tarpeeton uudelleentyöstö hienojakoisten näyttöliittimien lähellä.

Valmistusmahdollisuus voi tarjota SMT-kokoonpanoa ja kohdennettua tarkastusta. Piiloliitospaketteja voidaan tarvittaessa tarkastella röntgenillä, kun taas näkyvät komponentit soveltuvat AOI-tarkastuksiin. Alhaisen virrankulutuksen omaavat komponentit vaativat silti sähköisiä testauksia; visuaalinen tarkastus ei voi paljastaa liiallista valmiustilavirtaa tai virheellistä tehonjakoa.

Vähävirtaisten komponenttien hallinta on erityisen tärkeää hankinnan aikana. Säätimet, kuormakytkimet, vetovastukset, oskillaattorit ja muistilaitteet voivat vaikuttaa lepovirtaan tai herätyskäyttäytymiseen, vaikka vaihto-osat olisivat nimellisesti yhteensopivia. Hyväksytyn osaluettelon tulisi siksi erottaa todelliset vaihtoehdot osista, jotka vaativat teknisen validoinnin. Tämä on yhtä lailla hankintakysymys kuin sähkökysymys, koska luvattomat vaihdot voivat hiljaa lyhentää akun käyttöikää aiheuttamatta välitöntä tehdasvikaa.

Hyödyllinen e-kirjojen lukulaitteen testaussuunnitelma tarkistaa tuotekohtaiset toiminnot yleisen elektroniikan tarkistuslistan sijaan. Suunnittelusta ja saatavilla olevista kalusteista riippuen tämä voi sisältää ohjelmoinnin, käynnistyksen toiminnan, näytön päivityksen, kosketusvasteen, etuvalon ohjauksen , latauksen, USB-tiedonsiirron, langattoman yhteyden ja virrankulutuksen tarkistukset.

Toiminnallisen testin tulisi toistaa tuotantoversion kannalta tärkeät toiminnot: ohjelmointi, virran kytkeminen, näytön alustus, sivun päivitys, latauksen tunnistus, USB-tiedonsiirto ja langaton yhteys, jos sellainen on asennettu. Kosketusnäyttö, painikkeet ja etuvalo voidaan lisätä variantteihin, jotka sisältävät ne. Testin tulisi myös tarkistaa sovitut virtatilat, jos virransäästö on kriittinen hyväksyntäkohta ja valaisin pystyy mittaamaan ne toistettavasti.

Näyttötestauksen tulisi sisältää varsinaisen päivitystoiminnan, koska liittimen tai virtalähteen vika ei välttämättä näy staattisella näytöllä. Tuotannossa voidaan suorittaa asiakkaan määrittelemiä toiminnallisia testejä, kun vaadittu laiteohjelmisto, testiresurssit ja hyväksymis-/hylkäysrajat on toimitettu.

Näyttötestauksessa on oltava selkeät rajat. Piirilevytehdas voi varmistaa, että elektroniikka ohjaa moduulia ja että odotetut kuviot näkyvät, mutta haamukuvan muodostumiseen, optiseen tasaisuuteen, etuvalon tasaisuuteen ja lopulliseen lukukokemukseen vaikuttavat näyttömoduuli ja mekaaninen pino. Sähköisen toimintatestin erottaminen lopullisesta optisesta kelpuutuksesta tekee valmistusväitteestä uskottavamman ja auttaa hankintaa vertailemaan saman laajuisia tarjouksia.

E-lukulaitteen piirilevytarjouspyyntöä varten määritä näyttömoduuli, kosketus-/etuvalon vaihtoehdot, akkuliitäntä, langaton kokoonpano, hyväksytyt osat ja testauskriteerit. Tämä estää kokoonpanijaa käsittelemästä kahta visuaalisesti samankaltaista e-lukulaitteen tuotenumeroa samana elektroniikkalaitteena.