Elektronisches Design - PCB Design Fähigkeiten für effizientes automatisches Routing

Obwohl die EDA-Werkzeuge jetzt leistungsstark sind, da die Anforderungen an die Leiterplattengröße immer kleiner werden, wird die Gerätedichte immer höher und die Schwierigkeit des Leiterplattendesigns steigt. Wie erreicht man eine hohe PCB-Layoutrate und verkürzt die Designzeit? Dieser Artikel stellt die Designtechniken der Leiterplattendesignplanung, -layout und -verdrahtung vor.Heutzutage wird die für das Leiterplattendesign erforderliche Zeit immer kürzer, kleiner und kleiner Leiterplattenfläche, höhere und höhere Gerätedichte, extrem anspruchsvolle Layoutregeln und großformatige Komponenten erschweren die Arbeit von Designern. Um die Designschwierigkeiten zu lösen und die Markteinführung von Produkten zu beschleunigen, tendieren viele Hersteller jetzt dazu, dedizierte EDA-Tools zu verwenden, um PCB-Design zu realisieren. Allerdings können dedizierte EDA-Tools weder ideale Ergebnisse liefern noch eine 100% Bereitstellungsrate erreichen und sind sehr chaotisch. Es dauert in der Regel viel Zeit, um die verbleibenden Arbeiten abzuschließen.

Es gibt viele beliebte EDA-Tools auf dem Markt, aber sie sind alle gleich, bis auf die verschiedenen verwendeten Begriffe und die Position der Funktionstasten. Wie nutzen Sie diese Tools, um das PCB-Design besser zu realisieren? Eine sorgfältige Analyse des Designs und sorgfältige Einstellungen der Werkzeugsoftware vor dem Start der Verkabelung machen das Design besser auf die Anforderungen abgestimmt. Im Folgenden finden Sie den allgemeinen Designprozess und die Schritte.

1. Bestimmen Sie die Anzahl der Schichten der Leiterplatte

Die Größe der Leiterplatte und die Anzahl der Verdrahtungsschichten müssen zu Beginn des Designs festgelegt werden. Wenn das Design die Verwendung von High-Density Ball Grid Array (BGA)-Komponenten erfordert, muss die minimale Anzahl von Verdrahtungsschichten für die Verdrahtung dieser Geräte berücksichtigt werden. Die Anzahl der Verdrahtungsschichten und die Stapelmethode beeinflussen direkt die Verdrahtung und Impedanz der gedruckten Leitungen. Die Größe der Platte hilft, die Stapelmethode und die Breite der gedruckten Linie zu bestimmen, um den gewünschten Designeffekt zu erzielen.

2, Konstruktionsvorschriften und -beschränkungen

Das automatische Routing-Tool selbst weiß nicht, was zu tun ist. Um die Verdrahtungsaufgabe zu erfüllen, muss das Verdrahtungswerkzeug unter den richtigen Regeln und Einschränkungen arbeiten. Verschiedene Signalleitungen haben unterschiedliche Verdrahtungsanforderungen. Alle Signalleitungen mit speziellen Anforderungen müssen klassifiziert werden, und verschiedene Designklassifizierungen sind unterschiedlich. Jede Signalklasse sollte eine Priorität haben, je höher die Priorität, desto strenger die Regeln. Die Regeln betreffen die Breite der gedruckten Linien, die maximale Anzahl der Durchkontaktierungen, den Grad der Parallelität, den gegenseitigen Einfluss zwischen den Signalleitungen und die Begrenzung der Schichten. Diese Regeln haben einen großen Einfluss auf die Leistung des Verdrahtungswerkzeugs. Die sorgfältige Berücksichtigung der Konstruktionsanforderungen ist ein wichtiger Schritt für eine erfolgreiche Verdrahtung.

3, das Layout der Komponenten

Um den Montageprozess zu optimieren, beschränken DFM-Regeln (Design for Manufacturability) das Bauteillayout. Wenn die Montageabteilung erlaubt, dass sich die Komponenten bewegen, kann die Schaltung entsprechend optimiert werden, was für die automatische Verdrahtung bequemer ist. Die definierten Regeln und Einschränkungen beeinflussen das Layout-Design.

4. Auslegung des Lüfters

Um automatische Routingwerkzeuge zum Verbinden von Bauteilstiften zu ermöglichen, sollte in der Entwurfsphase des Lüfters jeder Pin der Oberflächenmontagevorrichtung mindestens ein Durchgang haben, so dass, wenn mehr Verbindungen erforderlich sind, die Leiterplatte intern geschichtet werden kann. Das Design des Schaltungs-Online-Tests kann in der frühen Phase des Entwurfs durchgeführt und in der späteren Phase des Produktionsprozesses realisiert werden. Die Art des Durchlüfters wird anhand des Verdrahtungsweges und des Schaltungs-Online-Tests bestimmt. Die Stromversorgung und Erdung beeinflussen auch das Verdrahtungs- und Lüfterausgangsdesign. Um den induktiven Reaktanz zu reduzieren, der durch die Anschlussleitung des Filterkondensators erzeugt wird, sollten die Durchkontaktierungen so nah wie möglich an den Pins der Oberflächenbefestigungseinrichtung liegen, und bei Bedarf kann eine manuelle Verdrahtung verwendet werden. Dies kann sich auf den ursprünglich geplanten Verdrahtungsweg auswirken und kann sogar dazu führen, dass Sie überdenken, welche Art von Durchkontakt zu verwenden ist. Daher muss die Beziehung zwischen Durchkontakt- und Pin-Induktivität berücksichtigt und die Priorität der Durchkontaktspezifikationen festgelegt werden.

5. Manuelle Verdrahtung und Verarbeitung von Schlüsselsignalen

Unabhängig von der Anzahl der Schlüsselsignale sollten diese zuerst manuell oder in Kombination mit automatischen Routing-Tools geroutet werden. Kritische Signale müssen in der Regel ein sorgfältiges Schaltungsdesign durchlaufen, um die gewünschte Leistung zu erreichen. Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, überprüft das zuständige Ingenieurpersonal die Signalverdrahtung. Dieser Prozess ist relativ einfach. Nachdem Sie die Inspektion bestanden haben, reparieren Sie diese Leitungen und starten Sie dann die automatische Verdrahtung der verbleibenden Signale.

6, automatische Verkabelung

Die Verdrahtung von Schlüsselsignalen muss die Steuerung einiger elektrischer Parameter während der Verdrahtung berücksichtigen, wie die Verringerung der verteilten Induktivität und EMV usw. Die Verdrahtung anderer Signale ist ähnlich. Alle EDA-Anbieter bieten eine Möglichkeit, diese Parameter zu steuern. Nach dem Verständnis der Eingangsparameter des automatischen Verdrahtungswerkzeugs und des Einflusses der Eingangsparameter auf die Verdrahtung kann die Qualität der automatischen Verdrahtung bis zu einem gewissen Grad garantiert werden.

7. Die Entwurfspunkte der automatischen Leiterplattenführung umfassen:

7.1 Ändern Sie die Einstellungen leicht, versuchen Sie eine Vielzahl von Routen Verdrahtung;

7.2 Halten Sie die Grundregeln unverändert, versuchen Sie verschiedene Verdrahtungsschichten, verschiedene gedruckte Linien und Abstandsbreiten, verschiedene Linienbreiten und verschiedene Arten von Durchkontaktierungen wie blinde Durchkontaktierungen, vergrabene Durchkontaktierungen usw. und beobachten Sie, wie diese Faktoren die Entwurfsergebnisse beeinflussen;

7.3 Lassen Sie das Verdrahtungswerkzeug diese Standardnetzwerke nach Bedarf handhaben;

7.4 Je weniger wichtig das Signal, desto größer ist die Freiheit des automatischen Verdrahtungswerkzeugs für seine Verdrahtung

8. Verkabelung

Die Signalverdrahtungslänge kann durch manuelle Bearbeitung verkürzt und die Anzahl der Durchkontaktierungen reduziert werden. Bei der Fertigstellung müssen Sie feststellen, welche Verkabelung vernünftig und welche Verkabelung unzumutbar ist. Wie das manuelle Verdrahtungsdesign kann auch das automatische Verdrahtungsdesign während des Inspektionsprozesses sortiert und bearbeitet werden.

9. Aussehen der Leiterplatte

Das vorherige Design achtete oft auf die visuelle Wirkung der Leiterplatte, aber jetzt ist es anders. Die automatisch entworfene Leiterplatte ist nicht so schön wie das manuelle Design, aber die elektronischen Eigenschaften können die spezifizierten Anforderungen erfüllen, und die vollständige Leistung des Designs ist garantiert.