Zajímavé nápady z embedded technologie

Čas od času se v technických oborech objeví zajímavé nápady, které se z různých důvodů v danou dobu nerozšíří nebo dokonce upadnou v zapomnění. Jedním z nich může být nápad australské společnosti Mulpin Research Laboratories Limited [1], jak řešit otázku embedded součástek na deskách plošných spojů.

Protože zakladatelé firmy měli značné zkušenosti z návrhu vf desek, zabývali se myšlenkou vhodnějšího provedení součástek s ohledem na problémy s interferencí rádiových a elektromagnetických vln (RFI a EMI) a současně s úsporou místa na desce. Bylo jim jasné, že všechny kritické součástky by měly být uloženy do vnitřních vrstev desky plošných spojů, ale chtěli se vyhnout náročným procesům používaným při stávajících technikách uložení čipů uvnitř desky. Výsledkem jejich snažení byl návrh velice neobvyklého provedení pouzder součástek.

Cílem nového provedení součástek, aktivních i pasivních, měla být jednodušší montáž součástek do vnitřních částí desky a současný přístup vývodů součástek k různým vnitřním vrstvám desky. Součástky neměly být laminovány uvnitř desky tak, jak se to dnes dělá, například u mobilních telefonů, ale měly být vkládány do válcových nebo kónických otvorů desky.

Vývody součástek po obvodu byly podle potřeby rozmístěny do několika pater tak, aby po zasunutí do připraveného otvoru desky dosedly na obnažené pájecí plošky vnitřních vrstev desky. V případě kónického tvaru pouzdra (obr. 1) byly součástky umístěny do otvoru v desce, přičemž průměr otvoru se stupňovitě zmenšoval s každou vnitřní vrstvou tak, aby na dané vrstvě odkryl pájecí plošky. Otvory byly vyrobeny v průběhu výroby jednotlivých vrstev desky, takže jejich sesazením vznikl stupňovitý kónický otvor. Tvůrci těchto součástek argumentovali, že vlastně není potřeba žádné nové výrobní procesy, ať už při výrobě holé desky, nebo při osazování a pájení. Stávající technologie a výrobní postupy by měly použití těchto nových druhů pouzder součástek zvládnout.

Nová pouzdra součástek mohla také nést integrovaný chladič v podobě měděné plošky na horní, případně i na spodní straně součástky, které tak byly ve styku s okolním prostředím desky. Z tohoto pohledu se jednalo o velmi dobrý nápad, jak chladit součástku, která je sice uvnitř desky, ale je chlazená zvenčí.

Mezi nápady společnosti Mulpin nechyběla ani součástka, která by mohla být použita jak do zaslepeného otvoru desky s rovným dnem, tak i jako klasická SMD montáž na povrchu desky, protože měla vývody na spodní straně pouzdra (obr. 2). Takový otvor vznikl obdobně sesazením jednotlivých vrstev desky s otvory, přičemž jedna nebo více spodních vrstev otvor neměly, čímž vzniklo ploché dno.

Díky neobvyklému uspořádání vývodů součástek po obvodu mohly být Mulpin součástky výrazně menší, až o 50 %.

Firma Mulpin pokročila v roce 2011 do fáze testování, aby mohla prokázat reálnost provedení a použití těchto součástek. K dispozici je dokonce zápis o průběhu testování a jeho výsledcích „Proof of Concept Prototype“ [2]. Zde ovšem informace o vývoji či výrobě těchto součástek končí. I když webové stránky Mulpin stále existují, nebyly již delší dobu aktualizovány.

Základní informace o embedded součástkách Mulpin jsou popsány v článku „A Comparison of Mulpin VS Embedded Pasive Technology“ [3].