Производство печатных плат для графических планшетов без дисплея.

Печатная плата принимает сигналы от дигитайзера/датчика, обрабатывает данные о положении пера и давлении, управляет кнопками или управляющими входами и взаимодействует с хост-системой. В зависимости от продукта, электроника может быть сосредоточена на одной плате или разделена между основной платой контроллера и распределенными датчиками/интерконнекторами.

В данной статье под графическим планшетом понимается устройство ввода с помощью пера без дисплея, которое передает информацию о положении и давлении на хост-компьютер. Таким образом, задача печатной платы состоит в том, чтобы получать сигналы от стилуса/дигитайзера, обрабатывать их, управлять кнопками или индикаторами (если они установлены) и взаимодействовать с компьютером. Реализация датчиков может различаться в зависимости от производителя, поэтому обсуждение производственных аспектов должно оставаться нейтральным в отношении архитектуры, если только в выпущенном заказчиком проекте не указана конкретная технология.

Физическая взаимосвязь между структурой датчика и печатной платой имеет решающее значение. В зависимости от продукта, сенсорная сетка может представлять собой отдельный слой, гибкий кабель, пленку или интегрированный узел, а расположение разъемов, заземление и механическая фиксация могут влиять на точность. Для рассмотрения запроса на коммерческое предложение поставщику необходима достаточная механическая информация, чтобы понять, как соотносятся область датчика, плата контроллера и корпус; даже электрически корректная печатная плата может привести к сбою интеграции продукта, если эта геометрия сместится.

Для планшетов с графическим интерфейсом требуется повторяемое считывание данных на большой активной площади. Точный электромагнитный, емкостной или другой метод считывания является собственностью конкретной платформы продукта, но в целом его применение при производстве печатных плат остается неизменным: малошумные опорные пути, контролируемое заземлениеСтабильные значения параметров компонентов и точное размещение разъемов имеют значение.

Точность ввода с помощью пера зависит от отношения сигнал/шум на всей цепочке считывания. В зависимости от используемого метода считывания, на входе могут располагаться этапы возбуждения, мультиплексирования, фильтрации, усиления или преобразования, за которыми следует контроллер, восстанавливающий положение и параметры пера. В описании продукции производителя следует обсуждать эти функции, не делая вид, что все планшеты используют одну и ту же топологию катушки, электрода или АЦП.

Цифровые часы, DC / DC преобразователи, USB-интерфейсы Дополнительные беспроводные радиомодули могут создавать помехи в зоне действия датчиков. В представленной схеме могут использоваться разделение размещения, стратегия заземления, фильтрация и экранирование для управления этим взаимодействием. При производстве следует сохранять эти особенности, а не упрощать их без одобрения инженеров.

Контроль шума начинается с компоновки, но продолжается на протяжении всего процесса сборки. Геометрия заземления, экранирующие элементы, расстояние от импульсных стабилизаторов и цифровых тактовых генераторов, допуски компонентов и целостность разъемов — все это влияет на повторяемость результатов. Если изделие включает в себя активный беспроводной радиомодуль или схему зарядки, план внедрения новых технологий должен включать проверку на наличие помех во время работы пера. Это более полезно, чем общие формулировки о «контроле электромагнитных помех», поскольку связывает заводскую переменную с фактически наблюдаемыми пользователем характеристиками: стабильностью курсора и согласованностью ввода.

Графический планшет с проводным подключением может питаться и подключаться через USB. Беспроводные версии могут иметь дополнительные функции. БлютузАккумулятор, схема зарядки и управление состоянием питания. Это необязательные архитектурные решения, и в статьях следует использовать фразу «где это применимо», а не подразумевать, что каждый графический планшет включает беспроводное оборудование.

Проводные и беспроводные версии могут использовать общую архитектуру датчиков, но при этом иметь совершенно разные требования к энергопотреблению и комплектующим. Модель, работающая только через USB, может получать питание от хоста и не нуждаться в батарейной подсистеме; модель с Bluetooth может дополнительно включать батарею, зарядное устройство, регулятор и радиомодуль. Семейство Intuos от Wacom является примером такого разнообразия, поэтому в статье следует использовать фразу «где это применимо», а не подразумевать, что Bluetooth и батареи являются универсальными функциями графических планшетов.

Контактная площадка USB-разъема, заземление корпуса, Защита от электростатического разряда и зазор в корпусе. Необходимо провести механическую проверку, поскольку нагрузка от кабеля передается непосредственно на плату. Для беспроводных моделей в проектирование для технологичности производства следует включить информацию о зонах, запрещенных для антенн, и полярности разъема батареи.

С точки зрения производства, тестирование связи должно включать перечисление или базовую передачу данных для проводного интерфейса и проверку сопряжения/связи для беспроводных вариантов, если процедуру предоставляет заказчик. Функции зарядки и защиты батареи следует тестировать только на соответствующем артикуле. Привязка этих тестовых ветвей к варианту спецификации предотвращает распространенную ошибку, возникающую при работе с несколькими артикулами: загрузка правильного оборудования с неправильным профилем производственного тестирования.

В отличие от стандартной платы контроллера, графический планшет располагается рядом с крупной сенсорной структурой. Взаимосвязь между сенсорными соединениями, опорными плоскостями, шумными коммутационными цепями и металлическим корпусом может влиять на производительность. Поэтому при анализе DFM следует отличать истинные производственные изменения от изменений компоновки, которые могут изменить поведение сигнала.

Точность измерения может снижаться из-за, казалось бы, незначительных изменений в компоновке. Заливка меди, заземление, близость дорожек и пути возврата разъемов могут изменять паразитные связи или наводки шума вокруг измерительного элемента. Поэтому внесение изменений в проектную документацию в этих областях должно быть консервативным, и любые запрошенные изменения в медных компонентах должны быть возвращены заказчику, а не автоматически «исправлены» производителем.

Заводская команда DFM может выполнить обзор DFM для обеспечения необходимого расстояния между элементами, сверления, паяльной маски, панельной сборки, доступности разъемов и ограничений при сборке, при этом задавая заказчику вопросы, имеющие электрическую ценность, вместо того, чтобы гадать о замысле производителя.

Механические свойства материалов также имеют значение, поскольку поле чувствительности распространяется по всей структуре изделия. Производитель печатных плат не контролирует геометрию наложения, корпуса или пера, но он должен соблюдать заданные зоны ограничения и точки крепления. В процессе внедрения новых продуктов следует сочетать электрические проверки с проверкой размеров в местах крепления платы датчика и разъемов, чтобы проблемы с калибровкой не были ошибочно отнесены к встроенному программному обеспечению, когда первопричиной является механическое смещение.

Платы контроллеров для графических планшетов часто имеют компактные размеры, но для этой категории продукции не существует единого стандарта количества слоев или используемых материалов. Расположение слоев определяется плотностью трассировки, потребностями в заземлении, размещением разъемов и требованиями к электромагнитной совместимости.

Компактная печатная плата контроллера графического планшета может представлять собой простую многослойную плату или более плотную конструкцию с более мелкими элементами; универсальной структуры не существует. Изготовление должно основываться на предоставленных требованиях к трассам/зазорам, сверлению, импедансу и толщине, а специальные процессы должны добавляться только тогда, когда это необходимо для компоновки. Это предотвращает избыточное проектирование дорогостоящего устройства ввода только потому, что ключевое слово содержит «точность».

Если в проекте предусмотрены корпуса с малым шагом выводов, более мелкие переходные отверстия или трассировка USB-портов с контролируемым импедансом, то технологический процесс изготовления следует выбирать исходя из этих требований. многослойный или HDI процесс В некоторых продуктах это может быть уместно, но никогда не следует представлять это как обязательное требование исключительно для SEO-оптимизации.

Повторяемость важнее, чем экзотическая конструкция. Толщина диэлектрика, геометрия меди, точность совмещения паяльной маски и размеры краев разъемов должны оставаться неизменными от партии к партии, если они влияют на работу датчика или механического интерфейса. Если плата взаимодействует с большой сенсорной пленкой или сеткой, поставщик также должен проверить метод соединения и разъединения панелей, чтобы напряжение или деформация краев платы не изменили окончательное выравнивание.

Качество поверхности, точность совмещения защитной пленки и допуски на окончательные контуры следует выбирать исходя из фактических требований к разъему и интерфейсу датчика, а не из внешнего вида. Если край платы, опорная точка крепления или разъем датчика задают позиционную точку для активной области, то их проверка размеров заслуживает такого же внимания, как и проверка электрической целостности, поскольку изменение геометрии может стать проблемой калибровки или подгонки корпуса.

В состав печатной платы могут входить контроллер, силовые элементы, компоненты USB-интерфейса, опциональные беспроводные компоненты, светодиоды и схемы кнопок/энкодеров. Многочисленные элементы управления и небольшие разъемы делают важным соблюдение правил ориентации и размещения компонентов.

В состав сборочного комплекта могут входить микроконтроллер, микросхемы датчиков, пассивные компоненты, USB-разъем, кнопки, светодиоды и опциональные радио/силовые устройства. Повторяющиеся положения кнопок или светодиодов повышают ценность первичной проверки, поскольку одна ошибка полярности или ориентации может быть скопирована на всю партию. USB-разъемы также нуждаются в достаточной механической поддержке и проверке, поскольку нагрузка от подключения пользователем передается непосредственно на печатную плату.

В рамках производственного процесса может быть обеспечена сборка SMT-компонентов с проверкой первого образца и... АУИ для визуального контроля условий установки/пайки.В случаях, когда используются пакеты с нижним расположением оконечности, может быть добавлено целевое рентгеновское обследование с учетом рисков, связанных с пакетом и проектом.

В процессе контроля необходимо различать косметическую доработку и доработку в тракте датчиков. Чрезмерный нагрев, замена компонентов или ремонт разъемов вблизи чувствительных аналоговых цепей могут изменить характеристики, даже если целостность цепи восстановлена. Поэтому контролируемая политика доработки и выборочная функциональная проверка после ремонта более надежны, чем общее обещание, что каждая собранная плата подлежит ремонту.

Кнопки и поворотные регуляторы, если они присутствуют, создают дополнительный риск механических повреждений. Высота переключателей, выравнивание приводов и качество припоя могут влиять на тактильные ощущения после сборки корпуса. Поэтому при первом обзоре изделия следует сравнить высоту и положение собранных компонентов с чертежом, особенно в области элементов управления, управляемых пользователем, и кабельных разъемов, которые подвергаются многократным нагрузкам в процессе эксплуатации.

Плата может пройти визуальный осмотр, но не сработать как устройство ввода. В ходе производственной проверки необходимо проверить связь с хост-системой и, когда это необходимо сделать, проверить её работоспособность. клиентское оборудование Доступны функции распознавания стилуса, кнопок и беспроводной зарядки для соответствующих моделей.

Функциональное тестирование должно подтвердить электрический путь от взаимодействия с пером до данных, передаваемых на хост-устройство, но объем калибровки зависит от архитектуры продукта. Завод может проверить обнаруженное положение, кнопки, реакцию на давление или базовое покрытие координат с использованием приспособлений/программного обеспечения заказчика; окончательная калибровка точности может потребовать механической системы отсчета или запатентованного алгоритма, принадлежащего компании-производителю. Это ограничение должно быть указано в плане тестирования.

Калибровка может зависеть от проприетарного программного обеспечения, карт датчиков, эталонных образцов или программного обеспечения, предоставленного владельцем продукта. Производитель может выполнять определенную процедуру, но не должен утверждать, что создает специфичную для производителя модель калибровки датчика движения пера на основе общих данных печатной платы.

Полезный тест NPI также проверяет повторяемость, а не только один успешный ход. Проверка работы в активной области, вблизи кнопок или радиомодулей, а также сравнение проводного и беспроводного режимов могут выявить проблемы с соединением или сборкой. При обнаружении неисправности сохранение серийного номера печатной платы/сборки, версии прошивки и тестовых данных помогает инженерам отделить проблему технологического процесса изготовления платы от проблемы с сенсорным стеком или алгоритмом.

A Печатная плата графического планшета Поставщику следует понимать, что основной риск связан не с электроникой дисплея, а со стабильным производством платформы датчиков/управления и ее интерфейса с хост-системой. Необходимо проанализировать опыт работы с компактными компонентами для поверхностного монтажа, механикой разъемов, схемами с низким уровнем шума, контролируемыми спецификациями материалов и функциональными приспособлениями.