PCB de comptage de personnes

Points clés à retenir

Définition : Une carte PCB de comptage de personnes est une carte de circuit imprimé spécialisée conçue pour héberger des capteurs (optiques, IR ou ToF) et des unités de traitement pour une analyse précise du flux de personnes.
Métriques critiques : L'intégrité du signal et la gestion thermique sont les principales priorités en raison de la charge de traitement élevée des algorithmes de comptage.
Intégration : Ces cartes s'interfacent souvent avec des modules à large bande passante, tels qu'une carte PCB de caméra 4K, nécessitant un contrôle précis de l'impédance.
Environnement : La sélection dépend fortement du scénario de déploiement, allant des espaces de vente au détail climatisés aux véhicules de transport public soumis à des vibrations.
Validation : L'inspection optique automatisée (AOI) et les tests fonctionnels sont non négociables pour maintenir la précision dans le temps.
Fabrication : Le choix de la bonne configuration d'empilement (stackup) et de la finition de surface prévient l'oxydation à long terme et la perte de signal.
Partenariat : Un engagement précoce en DFM (Design for Manufacturability) avec votre fabricant garantit que la conception est viable pour la production de masse.

Ce que signifie réellement une carte PCB de comptage de personnes (portée et limites)

Pour comprendre les exigences spécifiques de cette technologie, nous devons d'abord définir ce qu'une carte PCB de comptage de personnes fait réellement au sein d'un système. Ce n'est pas simplement une carte d'interconnexion standard ; c'est la base matérielle qui prend en charge l'acquisition de données complexes et le traitement en temps réel. Ces cartes de circuits imprimés servent de hub central pour diverses technologies de capteurs, y compris les capteurs Time-of-Flight (ToF), les caméras stéréoscopiques et les imageurs thermiques. Contrairement à un contrôleur générique, une carte PCB de comptage de personnes doit gérer la transmission de données à haute vitesse sans latence. La précision du comptage dépend autant de la stabilité électrique de la carte que de l'algorithme logiciel.

APTPCB (APTPCB PCB Factory) fabrique souvent ces cartes en utilisant la technologie d'interconnexion haute densité (HDI). Cela permet la miniaturisation nécessaire pour intégrer des processeurs puissants dans des boîtiers discrets montés au plafond. Les systèmes modernes intègrent fréquemment une carte PCB de caméra à 360 degrés pour couvrir des zones plus larges, ce qui augmente la complexité de la disposition. La carte doit acheminer plusieurs voies vidéo à haute vitesse tout en gérant la chaleur générée par le processeur de signal d'image (ISP).

Métriques importantes (comment évaluer la qualité)

Une fois le périmètre défini, l'étape suivante consiste à comprendre les métriques spécifiques qui déterminent si une carte est adaptée à son usage. Une carte PCB de comptage de personnes est jugée sur sa capacité à maintenir la pureté du signal et la durabilité physique sous une charge constante.

Métrique	Pourquoi c'est important	Plage typique ou facteurs influençants	Comment mesurer
Constante diélectrique (Dk)	Affecte la vitesse de propagation du signal, cruciale pour les données de comptage en temps réel.	3,4 à 4,5 (standard FR4) ; plus faible pour les matériaux haute vitesse.	Réflectométrie dans le domaine temporel (TDR).
Conductivité Thermique	Les processeurs analysant les flux vidéo génèrent une chaleur importante.	De 0,3 W/mK (Standard) à 2,0+ W/mK (âme métallique ou FR4 spécialisé).	Imagerie thermique lors des tests de charge.
Contrôle d'Impédance	Une impédance mal adaptée provoque une réflexion des données, entraînant des erreurs de comptage ou des artefacts vidéo.	Tolérance de ±10% (typiquement 50Ω asymétrique, 90Ω/100Ω différentiel).	Coupons de test TDR sur le panneau de production.
Température de Transition Vitreuse (Tg)	Détermine la capacité de la carte à supporter la chaleur d'assemblage et la température de fonctionnement.	Une Tg > 150°C (Tg élevée) est recommandée pour la fiabilité.	Calorimétrie Différentielle à Balayage (DSC).
CTE (axe z)	L'expansion lors des cycles thermiques peut fissurer le placage de cuivre dans les vias.	Expansion < 3,5% (50-260°C).	Analyse Thermomécanique (TMA).
Résistance d'Isolation de Surface	Prévient la migration électrochimique dans les environnements humides (ex. entrées extérieures).	> 100 MΩ.	Tests en chambre d'humidité/température.

Guide de sélection par scénario (compromis)

Comprendre ces métriques permet aux ingénieurs de sélectionner la bonne configuration de carte en fonction de l'endroit où l'appareil sera installé. Des environnements différents imposent des contraintes uniques à un PCB de comptage de personnes.

1. Entrées de Magasins (Intérieur Standard)

Exigence : Esthétique élevée, taille compacte, traitement modéré.
Compromis : Prioriser la miniaturisation (HDI) plutôt que la robustesse extrême.
Recommandation : FR4 standard à Tg élevé, finition ENIG pour les pastilles plates.

2. Espaces Publics Extérieurs

Exigence : Résistance aux intempéries, large plage de températures.
Compromis : Coût plus élevé des matériaux pour éviter le délaminage.
Recommandation : Matériaux haute fiabilité (par exemple, Isola ou Panasonic), le revêtement conforme est obligatoire.

3. Transports Publics (Bus/Trains)

Exigence : Résistance aux vibrations, alimentation électrique instable.
Compromis : Un cuivre plus épais et des connecteurs robustes augmentent le poids et le coût.
Recommandation : Norme IPC Classe 3 pour la fiabilité aux vibrations ; connecteurs verrouillables.

4. Entrepôts à Plafond Haut

Exigence : Détection à longue portée, capteurs actifs haute puissance (ToF).
Compromis : L'augmentation de la consommation d'énergie nécessite une meilleure gestion thermique.
Recommandation : Cuivre plus épais (2oz) pour les plans d'alimentation ; vias thermiques sous le processeur principal.

5. Analyse Haute Résolution (Intégration 4K)

Exigence : Traitement de flux de données massifs provenant d'une PCB de caméra 4K.
Compromis : L'intégrité du signal est primordiale ; impossible d'utiliser du FR4 standard à faible coût pour les lignes à haute vitesse.
Recommandation : Matériaux stratifiés à faible perte ; impédance contrôlée stricte sur les paires différentielles.

6. Zones Axées sur la Confidentialité (Thermique/IR uniquement)

Exigence : Pas de caméras optiques ; repose sur les signatures thermiques.
Compromis : Bande passante de données inférieure mais sensibilité plus élevée au bruit thermique sur la PCB.
Recommandation : Séparation soignée du routage entre les alimentations et les entrées des capteurs analogiques.

De la conception à la fabrication (points de contrôle de l'implémentation)

Après avoir sélectionné le scénario, le projet passe à la phase d'exécution où les fichiers de conception sont convertis en cartes physiques. Cette liste de contrôle garantit que le PCB de comptage de personnes est fabricable et fiable.

Pour des spécifications détaillées sur la préparation de vos fichiers, consultez nos Directives DFM.

1. Conception de l'empilement (Stackup)

Recommandation : Utiliser un empilement équilibré (par exemple, 4 ou 6 couches) pour éviter le gauchissement.
Risque : Une distribution déséquilibrée du cuivre entraîne un gauchissement pendant le refusion.
Acceptation : Gauchissement et torsion < 0,75%.

2. Sélection des Matériaux

Recommandation : Spécifier du FR4 à Tg élevé (170°C).
Risque : Un Tg standard (130°C) peut provoquer une délamination lors d'un assemblage en plusieurs étapes ou d'une reprise.
Acceptation : Vérification de la fiche technique du matériau.

3. Conception des Vias (HDI)

Recommandation : Si vous utilisez des composants BGA avec un pas < 0,5 mm, utilisez des micro-vias percés au laser.
Risque : Les perçages mécaniques peuvent endommager les pastilles sur des pas serrés.
Acceptation : Analyse en coupe transversale (microsection).

4. Traces d'Impédance

Recommandation : Marquer clairement les lignes d'impédance pour les interfaces USB, Ethernet ou MIPI CSI.
Risque : La dégradation du signal entraîne un décalage vidéo ou des déconnexions de capteur.
Acceptation : Rapport TDR inclus avec l'expédition.

5. Thermal Relief

Recommandation: S'assurer que les pastilles thermiques du processeur principal disposent de suffisamment de vias de masse.
Risque: La surchauffe provoque le bridage du CPU, entraînant des pertes de comptage lors du trafic de pointe.
Acceptation: Inspection aux rayons X de la couverture de soudure sur les pastilles thermiques.

6. Finition de Surface

Recommandation: Nickelage Chimique Or par Immersion (ENIG).
Risque: Le HASL (Hot Air Solder Leveling) est trop irrégulier pour les capteurs à pas fin.
Acceptation: Inspection visuelle des pastilles plates et uniformes.

7. Clarté de la Sérigraphie

Recommandation: S'assurer que les codes QR ou les numéros de série sont lisibles pour le suivi des actifs.
Risque: Un texte flou rend la maintenance sur le terrain difficile.
Acceptation: Vérification visuelle par rapport aux fichiers Gerber.

8. Panélisation

Recommandation: Ajouter des rails sécables (5mm-10mm) avec des repères pour les machines d'assemblage.
Risque: Les formes irrégulières ne peuvent pas être acheminées par les machines de placement.
Acceptation: Vérification d'ajustement dans la simulation de la ligne d'assemblage.

9. Barrages de Masque de Soudure

Recommandation: Maintenir des barrages minimaux entre les pastilles (environ 4 mil).
Risque: Pont de soudure entre les broches de la puce du capteur.
Acceptation: AOI (Inspection Optique Automatisée).

10. Points de Test

Recommandation: Placer les points de test sur la face inférieure pour l'ICT (Test In-Circuit).
Risque: Le manque d'accès empêche la validation électrique avant l'assemblage final du boîtier.
Acceptation: Couverture de test de la netlist à 100%.

Erreurs courantes (et la bonne approche)

Même avec une liste de contrôle, les ingénieurs rencontrent souvent des pièges spécifiques lors de la conception d'une carte PCB de comptage de personnes. Éviter ces erreurs permet de gagner du temps et de réduire les rebuts.

Ignorer les simulations thermiques :
- Erreur : Supposer que le boîtier dissipera la chaleur naturellement.
- Correction : Effectuez des simulations thermiques tôt. Le PCB agit comme le dissipateur thermique principal pour le module capteur.
Placer des lignes à haute vitesse près des inductances de puissance :
- Erreur : Acheminer les lignes de données vidéo (MIPI/LVDS) trop près des régulateurs à découpage.
- Correction : Maintenez les pistes de signal sensibles à au moins 20 mils des composants de puissance bruyants.
Surspecifier le tableau de perçage :
- Erreur : Utiliser 10 tailles de perçage différentes alors que 4 suffiraient.
- Correction : Consolidez les tailles de perçage pour réduire les coûts et le temps de fabrication.
Négliger la zone "Keep-Out" pour les antennes :
- Erreur : Verser des plans de masse en cuivre sous la zone de l'antenne Wi-Fi/Bluetooth.
- Correction : Retirez tout le cuivre sur toutes les couches sous l'antenne pour assurer la connectivité.
Condensateurs de découplage inadéquats :
- Erreur : Placer les condensateurs trop loin des broches d'alimentation du capteur.
- Correction : Placez les condensateurs de découplage aussi près que possible des broches d'alimentation pour filtrer efficacement le bruit.
Oublier les contraintes mécaniques :
- Erreur : Placer des condensateurs hauts là où le boîtier de l'objectif doit se trouver.

Correction : Importez le fichier STEP 3D du boîtier dans l'outil de conception de PCB pour vérifier les collisions.

Utilisation de la mauvaise finition de surface pour les hautes fréquences :
- Erreur : Utiliser le HASL pour les cartes fonctionnant au-dessus de 3 GHz.
- Correction : Utilisez l'ENIG ou l'argent par immersion pour une meilleure performance de l'effet de peau.
Sous-estimer le débit de données :
- Erreur : Concevoir pour une bande passante de 1080p alors que le capteur est une carte PCB de caméra 4K.
- Correction : Calculez le débit de données maximal et concevez les paires différentielles en conséquence.

FAQ

Q : Quel est le délai standard pour un prototype de PCB de comptage de personnes ? R : Les prototypes standard prennent généralement 3 à 5 jours. Les cartes HDI complexes peuvent prendre 7 à 10 jours selon le nombre de couches et les cycles de laminage.

Q : APTPCB peut-il aider à l'approvisionnement des composants pour ces cartes ? R : Oui, nous offrons des services clés en main, y compris la fabrication de PCB, l'approvisionnement en composants et l'assemblage.

Q : Pourquoi le contrôle d'impédance est-il si critique pour le comptage de personnes ? R : Ces dispositifs transmettent des données vidéo ou de profondeur à haute vitesse. Les désadaptations d'impédance entraînent une perte de données, ce qui se traduit par des comptages imprécis ou des blocages du système.

Q : Est-il nécessaire d'utiliser des PCB flexibles (Flex ou Rigid-Flex) ? R : Le rigid-flex est souvent utilisé si le capteur doit être monté à un angle spécifique (par exemple, une carte PCB de caméra à 360 degrés) tandis que le processeur principal reste à plat.

Q : Comment assurez-vous que la carte résiste à l'humidité extérieure ? R: Nous recommandons d'appliquer un revêtement conforme après l'assemblage et d'utiliser un masque de soudure de haute qualité pour protéger les pistes de cuivre.

Q: Quelle est la différence entre une carte PCB de caméra standard et une carte PCB de comptage de personnes? R: Une carte PCB de comptage de personnes inclut un traitement embarqué (IA Edge) pour analyser la vidéo localement, tandis qu'une carte PCB de caméra standard ne fait que diffuser la vidéo.

Q: Pouvez-vous fabriquer des cartes avec des vias aveugles et enterrés? R: Oui, c'est courant pour les conceptions compactes où l'espace sur la carte est limité.

Q: Dois-je fournir des exigences de test spécifiques? R: Oui, fournir une conception de banc de test ou des instructions de test fonctionnel spécifiques aide à garantir zéro défaut à la livraison.

Q: Quels formats de fichiers acceptez-vous pour la fabrication? R: Nous acceptons les formats Gerber RS-274X, ODB++ et IPC-2581.

Q: Comment le nombre de couches affecte-t-il le coût? R: Plus de couches nécessitent plus de matériaux et d'étapes de traitement (stratification, placage), ce qui augmente le coût. L'optimisation de la disposition pour réduire le nombre de couches peut permettre d'économiser de l'argent.

Pour plus de détails sur nos capacités, veuillez visiter notre page Fabrication de PCB.

Glossaire (termes clés)

Terme	Définition
AOI	Inspection Optique Automatisée. Un système basé sur une caméra utilisé pour vérifier les PCB à la recherche d'erreurs d'assemblage comme des pièces manquantes ou des ponts de soudure.
BGA	Ball Grid Array. Un type de boîtier à montage en surface utilisé pour les processeurs haute performance.
BOM	Nomenclature (Bill of Materials). Une liste exhaustive de tous les composants nécessaires à l'assemblage du PCB.
Crosstalk	Diaphonie. Transfert de signal indésirable entre les canaux de communication, entraînant une corruption des données.
DFM	DFM (Design for Manufacturing). La pratique de concevoir des cartes de manière à ce qu'elles soient faciles et économiques à fabriquer.
Differential Pair	Paire Différentielle. Deux signaux complémentaires utilisés pour transmettre des données avec une haute immunité au bruit (ex. USB, HDMI).
Edge AI	Edge AI. Algorithmes d'Intelligence Artificielle traités localement sur le PCB plutôt que dans le cloud.
ENIG	ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold). Une finition de surface plate et durable, idéale pour les composants à pas fin.
Gerber File	Fichier Gerber. Le format de fichier standard utilisé par l'industrie des PCB pour décrire les images de la carte (cuivre, masque, légende).
HDI	HDI (High-Density Interconnect). PCB dotés de microvias et de lignes fines pour intégrer plus de fonctionnalités dans moins d'espace.
IPC Class 2/3	IPC Classe 2/3. Normes de fabrication. La Classe 2 est pour l'électronique générale ; la Classe 3 est pour les systèmes à haute fiabilité/critiques.
MIPI CSI	MIPI CSI (Mobile Industry Processor Interface Camera Serial Interface). Un protocole haute vitesse pour connecter des caméras au processeur.
Stackup	Empilement (Stackup). L'agencement des couches de cuivre et du matériau isolant (diélectrique) dans un PCB multicouche.
ToF	ToF (Time-of-Flight). Une technologie de capteur qui mesure la distance en fonction du temps qu'il faut à la lumière pour voyager vers un objet et revenir.
Via	Un trou métallisé qui connecte les pistes de cuivre sur différentes couches du PCB.

Conclusion (prochaines étapes)

Une carte PCB de comptage de personnes est un équipement matériel sophistiqué qui équilibre le traitement de données à haute vitesse avec la durabilité environnementale. Que vous intégriez une carte PCB de caméra à 360 degrés pour un centre commercial ou un capteur renforcé pour les transports en commun, le succès de votre produit repose sur la qualité de la carte de circuit imprimé.

De la sélection des bons matériaux diélectriques à la garantie d'un contrôle précis de l'impédance pendant la fabrication, chaque détail compte. APTPCB est prête à soutenir votre projet depuis la phase de prototype initiale jusqu'à la production de masse.

Prêt à démarrer votre projet ? Pour obtenir une analyse DFM précise et un devis, veuillez préparer vos fichiers Gerber, votre nomenclature (BOM) et les spécifications d'empilement des couches. Si vous avez des exigences spécifiques en matière d'impédance ou de tests, incluez-les dans votre documentation.

Obtenez un devis pour votre carte PCB de comptage de personnes