Savez-vous comment faire la disposition du PCB du capteur CMOS ?

Avez-vous déjà pensé à la façon dont vous pouvez prendre des photos aussi incroyables avec votre smartphone ? Les caméras portables contiennent des capteurs CMOS, qui font partie intégrante de la création d'images de haute qualité. Souhaitez-vous en savoir plus sur ces capteurs et leur disposition PCB ? Dans ce cas, vous êtes au bon endroit ! Veuillez continuer à lire pour apprendre tout ce que vous devez savoir sur les capteurs CMOS et découvrir les directives à suivre pour fournir des performances constantes.

Que sont les capteurs CMOS ?

Le capteur CMOS est un dispositif méta-oxyde-semi-conducteur complémentaire. Il s'agit d'un capteur d'image qui identifie et transfère les informations dont un appareil photo a besoin pour créer une image. Le capteur détecte la lumière qui traverse ou frappe des objets et la capture. Le soleil est converti en signaux qui fourniront plus tard la vision.

Les deux principaux types de capteurs d'image sont le CMOS et le CCD. De nombreuses industries tirent parti de ces capteurs, notamment l'électronique grand public, les équipements médicaux, les appareils d'imagerie thermique utilisés dans l'industrie de la chasse et militaire, les produits sonar et radar, etc. 

Quelle est la différence entre les capteurs CCD et CMOS ?

Si nous parlons de smartphones, d'appareils photo numériques et d'autres produits conçus pour un usage individuel, il est probable que les capteurs utilisent la technologie CMOS. La raison pour laquelle les fabricants les choisissent est leur prix abordable et leur consommation électrique modérée. Ces deux éléments sont importants pour les propriétaires de smartphones qui cherchent à obtenir la meilleure durée de batterie possible à un prix abordable. Les capteurs CMOS sont également le premier choix partout où vous avez encore besoin de photographie.

La similitude entre les technologies CMOS et CCD est qu'elles visent à capter la lumière puis à la transférer en signaux électriques. La particularité d'un dispositif CCD est que chaque cellule est analogique. Lors de la détection du soleil, une petite charge dans chaque capteur le maintient dans la puce. L'amplificateur le plus proche a pour tâche d'amplifier les charges en pixels. Le processus se poursuit jusqu'à ce que toutes les lignes de pixels aient augmenté le coût et la sortie.

Contrairement à cela, les capteurs CMOS ont des amplificateurs pour chaque pixel individuel. Cela signifie qu'ils ont un espace plus petit pour capter la lumière. Ce n'est pas un problème car chaque photodiode a des micro-lentilles devant elle. Ces lentilles ont pour tâche de focaliser la lumière dans la diode. Cela sécurise la détection des vues; sinon, vous risquez de le manquer.

Vous vous interrogez sur les avantages des capteurs CMOS ?

Pour commencer, ils n'ont pas besoin d'utiliser autant de composants que la technologie CCD. Cela les rend plus abordables et accessibles à utiliser dans les produits de consommation. Ces capteurs peuvent également être plus rapides que les capteurs CCD et avoir une consommation d'énergie inférieure, ce qui augmente la batterie de votre application. Enfin, vous bénéficierez également d'une meilleure résistance aux décharges d'électricité statique.

L'importance de la nature intégrée des capteurs CMOS

Une caractéristique essentielle des capteurs CMOS est qu'ils ont un caractère intégré. Grâce à cela, vous pouvez inclure moins de composants sur votre PCB que d'habitude, ce qui peut vous aider à économiser de l'espace et de l'argent.

Il est essentiel de noter que ces capteurs sont sensibles au bruit. C'est crucial à savoir car ils ont la capacité de fournir des photos à faible bruit. Cependant, vous pouvez également avoir affaire à des images bruyantes ou granuleuses si d'autres composants émettent des EMI ou si la tension d'alimentation fluctue et ondule. Tout cela peut causer du bruit, et vous devez également faire attention aux sur et sous-dépassement transitoires.

Les capteurs CMOS ont pour tâche de détecter un signal analogique au niveau du pixel. La prochaine chose qu'ils font est de convertir ce signal en un nombre numérique, et cette information est ensuite transmise à un circuit intégré chargé de traiter les signaux externes. Cela signifie que votre principale préoccupation doit être d'assurer un routage adéquat des messages mixtes.

Vous rencontrerez des capteurs utilisant LVDS et d'autres normes de signalisation. Assurez-vous que le routage suit la règle donnée. Une autre chose à considérer est la tension d'alimentation. Vous aurez probablement besoin de différentes sources pour les circuits analogiques et numériques de la puce. C'est parce qu'ils utilisent une plage de tension diversifiée. Bien que la tension des circuits numériques puisse varier, l'analogique a une tension standard de -3 V, bien que certains fabricants choisissent une variété différente.

Capteur CMOS – Autres considérations sur la disposition des capteurs CMOS

Lorsqu'il s'agit de monter des capteurs CMOS, vous utiliserez généralement un montage traversant ou en surface. Dans certains cas, ces capteurs peuvent se présenter sous la forme d'une matrice que vous pouvez monter sur un boîtier BGA. Cependant, vous pouvez également intégrer d'autres capteurs avec le bloc de traitement du signal. L'approche SoC (système sur puce) unique nécessite quatre couches ou plus à garder à l'esprit lors de la gestion de la pile.

Vous devez utiliser ce numéro de couche pour définir une couche de sol sous la couche de surface avec le capteur CMOS. Le plan de masse doit avoir des zones différentes pour les sections numériques et analogiques. Il n'est peut-être pas judicieux d'opter pour un plan de masse divisé car vous pourriez rencontrer des problèmes de sensibilité au bruit. Vous ne voulez pas non plus de circuits à haute fréquence ou à haute vitesse à proximité du capteur, pensez donc à les placer loin de celui-ci.

Vous pouvez envisager d'utiliser un ruban flexible pour acheminer les connexions de sortie et d'entrée par-dessus.

Cependant, vous ne pouvez faciliter cela qu'avec le placement adéquat du capteur CMOS sur votre carte. Vous devrez également envisager d'établir des chemins de retour fiables. Grâce à cela, vous réduirez la vulnérabilité EMI des circuits, ce qui peut être vital pour améliorer la fiabilité du capteur et de la carte. La majorité des fabricants éviteront d'utiliser une carte de circuit imprimé flexible avec un capteur CMOS.

Si vous recherchez une entreprise capable de gérer la conception et l'assemblage de PCB avec un capteur d'imagerie, n'hésitez pas à contacter WellPCB. La complexité du projet n'est pas pertinente car il a des années d'expérience et des centaines de projets réussis dans son portefeuille.

WellPCB peut vous aider tout au long du processus. Le personnel compétent vous aidera à prendre les bonnes décisions pour la conception de votre planche et s'occupera de l'assemblage. Dans les plus brefs délais, vous disposerez d'un circuit imprimé ultra-performant à votre porte.

Capteur CMOS - Équilibre entre une disposition mathématique et un boîtier mécanique

Il est naturel que la disposition d'une carte de circuit imprimé ait certaines spécificités. Par exemple, il est primordial d'assurer un équilibre optimal entre l'enveloppe mécanique de votre application et le schéma électrique. Vous devrez installer mécaniquement des filtres, des objectifs et d'autres éléments optiques et intégrer une carte contenant le capteur d'image.

Certaines caméras peuvent également avoir la possibilité de déplacer l'optique pour régler la mise au point souhaitée. Cependant, les cartes de circuits imprimés avec capteurs doivent être maintenues dans la même position, même si cela est possible. Il existe également des moyens de les déplacer, mais ils nécessitent une géométrie avancée.

Heureusement, les smartphones ont des algorithmes qui permettent la mise au point automatique de nos jours. C'est pourquoi vous n'avez pas à vous soucier des lentilles mobiles. Mais vous devrez travailler avec des équipes électriques et mécaniques pour vous assurer que tout s'emboîte parfaitement.

Guide de placement des composants du capteur CMOS dans les dispositions à grande vitesse

Vous suivrez toujours les règles habituelles de conception d'un schéma de circuit imprimé. Cela signifie que vous devez utiliser l'approche DFM (conception pour la fabrication) et créer une carte qu'une machine réelle a des capacités d'assemblage. Cependant, une disposition à grande vitesse nécessitera certaines considérations spécifiques concernant le placement des composants.

Les chemins de circuit doivent être hiérarchisés car vous voulez que la distance que les signaux doivent traverser soit minimale. Les broches doivent avoir la connexion la plus directe possible dans les réseaux critiques, ce que vous devez prendre en compte tout en suivant le schéma du circuit.

Vous ne voulez pas non plus que les traces de signaux passent par des plans divisés. Cela garantira un chemin de retour fiable, ce qui est essentiel pour une mise en page à grande vitesse. De plus, envisagez des options de refroidissement supplémentaires, car vous ne voulez pas de problèmes de température élevée si certaines pièces deviennent trop chaudes.

Capteur CMOS - Comment router correctement les circuits PCB à haute vitesse

Il ne faut pas s'attendre à beaucoup de surprises en termes de routage de trace. Cependant, les exigences de longueur de trace peuvent varier et il est essentiel de suivre les directives recommandées. Si vous utilisez le bon logiciel ou faites appel à un expert, déterminer les largeurs de trace idéales ne devrait pas poser de problème.

Il est essentiel de noter que le chemin le plus direct n'est peut-être pas la meilleure solution de routage pour votre application. Votre priorité doit être de sécuriser le routage de trace à grande vitesse, et la meilleure façon d'y parvenir est de prendre en compte le chemin complet du signal.

Conclusion

Les capteurs CMOS sont des composants bénéfiques qui garantissent des images de qualité supérieure et constituent un excellent choix pour les smartphones et autres produits grand public.

Les cartes de circuits imprimés qui prennent en compte ces capteurs ont des caractéristiques spécifiques, et c'est quelque chose à garder à l'esprit lors de la conception et du processus de fabrication. Si vous voulez un circuit imprimé fiable avec un capteur d'image hautes performances, vous devez travailler avec des experts de l'industrie. Parce qu'ils peuvent fournir une carte avec une fiabilité et une durabilité suffisantes et s'assurer que tout fonctionne.