PCB-Neuigkeiten - Designfähigkeiten und Schlüsselpunkte zur Realisierung eines effizienten automatischen Routings des Leiterplattendesigns

Obwohl die aktuellen EDA-Tools sehr leistungsstark sind, da die Anforderungen an die Leiterplattengröße kleiner werden und die Gerätedichte immer höher wird, die Schwierigkeit PCB-Design ist nicht klein. Wie man eine hohe PCB-Layoutrate erreicht und die Designzeit verkürzt? Dieser Artikel stellt die Design-Fähigkeiten und Schlüsselpunkte der PCB-Planung vor, Layout und Verkabelung.

Jetzt PCB-Design Zeit wird kürzer und kürzer, immer kleiner Leiterplatte Raum, immer höhere Gerätedichte, Extrem anspruchsvolle Layoutregeln und großformatige Komponenten erschweren die Arbeit des Designers. Um die Konstruktionsschwierigkeiten zu lösen und die Markteinführung der Produkte zu beschleunigen, Viele Hersteller neigen jetzt dazu, dedizierte EDA-Tools zu verwenden, um zu realisieren PCB-Design. Allerdings, Spezielle EDA-Werkzeuge können keine idealen Ergebnisse liefern, noch können sie 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 Tool Software auf dem Markt, Sie sind aber alle gleich, außer der unterschiedlichen Terminologie und der Position der Funktionstasten. Wie man diese Tools nutzt, um die PCB-Design? Eine sorgfältige Analyse des Entwurfs 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, determine die number of layers of the PCB

The size of the Leiterplatte und die Anzahl der Verdrahtungsschichten muss zu Beginn des Entwurfs bestimmt werden. If the design requires the use of high-density ball grid array (BGA) components, je weniger Verdrahtungsschichten für diese Geräte erforderlich sind. 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 Drucklinie zu bestimmen, um den gewünschten Designeffekt zu erzielen.

Seit vielen Jahren, Menschen haben immer gedacht, dass je geringer die Anzahl der Schichten der Leiterplatte, je niedriger die Kosten, aber es gibt viele andere Faktoren, die die Leiterplattenherstellung Kosten der Leiterplatte. In den letzten Jahren, die Kostendifferenz zwischen Mehrschichtplatten wurde stark reduziert. Am Anfang des Entwurfs, Es ist besser, mehr Schaltungsschichten zu verwenden und das Kupfer gleichmäßig zu verteilen, um zu vermeiden, dass eine geringe Anzahl von Signalen am Ende des Entwurfs die definierten Regeln und Platzanforderungen nicht erfüllt, und somit gezwungen sind, neue Schichten hinzuzufügen. Sorgfältige Planung vor dem Entwerfen reduziert viele Probleme bei der Verdrahtung.

2, design rules and restrictions

The automatic routing tool itself does not know what to do. Um die Verkabelungsaufgabe abzuschließen, Das Verdrahtungswerkzeug muss unter den richtigen Regeln und Einschränkungen arbeiten. Verschiedene Signalleitungen haben unterschiedliche Verdrahtungsanforderungen. Alle Signalleitungen mit besonderen Anforderungen müssen klassifiziert werden, und unterschiedliche Designklassifikationen sind unterschiedlich. Jede Signalklasse sollte eine Priorität haben, je höher die Priorität, je strenger die Vorschriften. Die Regeln beziehen sich auf die Breite der gedruckten Linien, die große Anzahl der Durchkontaktierungen, die Parallelität, die gegenseitige Beeinflussung der 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, the layout of components

In order to optimize the assembly process, design for manufacturability (DFM) rules impose restrictions on component layout. Wenn die Montageabteilung erlaubt, Komponenten zu bewegen, die Schaltung kann entsprechend optimiert werden, das für die automatische Verdrahtung bequemer ist. Die definierten Regeln und Einschränkungen beeinflussen das Layout-Design.

Der Routingkanal und der Durchgangsbereich müssen beim Layout berücksichtigt werden, wie in Abbildung 1 gezeigt. Diese Wege und Bereiche sind für den Designer offensichtlich, Aber das automatische Routing-Tool berücksichtigt nur ein Signal auf einmal. Durch Festlegen von Routing-Einschränkungen und Festlegen der Ebene der Signalleitung, Das Routing Tool kann so sein, wie der Designer es sich vorgestellt hat..

4. Fan-out design

In the fan-out design stage, Ermöglicht automatische Routing-Tools zum Verbinden von Bauteilpins, Jeder Stift einer Oberflächenmontagevorrichtung sollte mindestens einen über, so dass, wenn mehr Verbindungen benötigt werden, the Leiterplatte kann intern geschichtet werden Verbindung, online testing (ICT) and circuit reprocessing.

Um das automatische Fräswerkzeug effizienter zu machen, Es ist notwendig, eine möglichst große Durchgangsgröße und gedruckte Linien zu verwenden, und das Intervall ist ideal auf 50mil eingestellt. Verwenden Sie einen Via-Typ, der die Anzahl der Routingpfade vergrößert. Bei der Auslegung von Lüftern, Es ist notwendig, das Problem der Schaltungs-Online-Prüfung zu betrachten. Prüfvorrichtungen können teuer sein, und sie werden in der Regel bestellt, wenn sie im Begriff sind, in die volle Produktion gehen. Wenn nur dann erwägen Sie, Knoten hinzuzufügen, um 100% Testbarkeit zu erreichen, es wäre zu spät.

Nach sorgfältiger Überlegung und Vorhersage, Der Entwurf 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 die Verdrahtung und Lüfterausführung. . Um den induktiven Reaktanz zu reduzieren, der durch die Anschlussleitung des Filterkondensators erzeugt wird, Die Durchkontaktierungen sollten so nah wie möglich an den Stiften der Oberflächenbefestigungseinrichtung sein, und manuelle Verdrahtung kann bei Bedarf verwendet werden. Dies kann den ursprünglich geplanten Verdrahtungsweg beeinträchtigen, Sie können sogar dazu führen, dass Sie erneut überlegen, welche Art von Via Sie verwenden sollten., Daher muss das Verhältnis zwischen Via- und Pin-Induktivität berücksichtigt und die Priorität der Via-Spezifikationen festgelegt werden.
5. Manual wiring and processing of key signals

Although this article mainly discusses automatic wiring problems, Manuelle Verdrahtung ist ein wichtiger Prozess der gedruckten Leiterplatte Design jetzt und in Zukunft. Die Verwendung von manueller Verdrahtung hilft automatischen Verdrahtungswerkzeugen, die Verdrahtungsarbeiten abzuschließen. By manually routing and fixing the selected network (net), Ein Pfad, der für das automatische Routing verwendet werden kann, kann gebildet werden.

Unabhängig von der Anzahl der Schlüsselsignale, Diese Signale sollten zuerst geroutet werden, entweder manuell oder in Kombination mit automatischen Fräswerkzeugen. Kritische Signale müssen in der Regel sorgfältiges Schaltungsdesign durchlaufen, um die gewünschte Leistung zu erreichen. Nachdem die Verkabelung abgeschlossen ist, Das zuständige Ingenieurpersonal prüft die Signalverdrahtung. Dieser Prozess ist relativ einfach. Nach bestandener Inspektion, fix this lines, und dann beginnen, die verbleibenden Signale automatisch zu routen.

6, automatic wiring

The wiring of key signals needs to consider controlling some electrical parameters during wiring, wie Reduzierung der verteilten Induktivität und EMV, etc. Die Verdrahtung anderer Signale ist ähnlich. Alle EDA-Anbieter bieten eine Möglichkeit, diese Parameter zu kontrollieren. Nach dem Verständnis der Eingangsparameter des automatischen Verdrahtungswerkzeugs und des Einflusses der Eingangsparameter auf die Verdrahtung, die Qualität der automatischen Verdrahtung kann bis zu einem gewissen Grad garantiert werden.

Allgemeine Regeln sollten verwendet werden, um Signale automatisch weiterzuleiten. Durch Festlegen von Einschränkungen und Verboten von Verdrahtungsbereichen, um die von einem bestimmten Signal verwendeten Schichten und die Anzahl der verwendeten Durchkontaktierungen zu begrenzen, Das Verdrahtungswerkzeug kann die Drähte entsprechend den Entwurfsideen des Ingenieurs automatisch routen. Wenn die Anzahl der vom automatischen Routing-Tool verwendeten Schichten und die Anzahl der Durchkontaktierungen nicht begrenzt sind, jede Ebene wird während des automatischen Routings verwendet, und viele Vias werden erzeugt.

Nach Festlegen der Einschränkungen und Anwenden der erstellten Regeln, Das automatische Routing erzielt ähnliche Ergebnisse wie erwartet. Natürlich, einige Sortierarbeiten können erforderlich sein, Platz für andere Signale und Netzwerkverdrahtung muss sichergestellt werden. Nachdem ein Teil des Entwurfs abgeschlossen ist, Fixieren Sie es, um zu verhindern, dass es durch den nachfolgenden Verdrahtungsprozess beeinträchtigt wird.

Verwenden Sie die gleichen Schritte, um die verbleibenden Signale zu routen. Die Anzahl der Verkabelungen hängt von der Komplexität der Schaltung und der Anzahl der allgemeinen Regeln ab, die Sie definieren. Nach Abschluss jeder Signalart, die Einschränkungen der verbleibenden Netzwerkverdrahtung werden reduziert. Aber mit ihm kommt eine Menge Signalverdrahtung, die manuelle Intervention erfordert. Heutige automatische Verdrahtungswerkzeuge sind sehr leistungsstark und können in der Regel 100% der Verdrahtung vervollständigen. Allerdings, wenn das automatische Verdrahtungswerkzeug nicht alle Signalverdrahtung abgeschlossen hat, Die restlichen Signale müssen manuell verdrahtet werden.

Die Entwurfspunkte der automatischen Verdrahtung umfassen: 1. Ändern Sie leicht die Einstellungen und versuchen Sie eine Vielzahl von Routing Routing; 2. Die Grundregeln unverändert halten, Versuchen Sie verschiedene Verdrahtungsschichten, unterschiedliche Drucklinien und Intervallbreiten, unterschiedliche Linienbreiten, und verschiedene Arten der Verkabelung. 2. Für Löcher wie Blindlöcher, vergrabene Löcher, etc., beobachten, wie sich diese Faktoren auf die Entwurfsergebnisse auswirken; 3. Lassen Sie das Verdrahtungswerkzeug diese Standardnetzwerke nach Bedarf handhaben; 4. Je weniger wichtig das Signal, Je größer die Freiheit des automatischen Verdrahtungswerkzeugs für seine Verdrahtung.

7. Wiring arrangement

If the EDA tool software you are using can list the signal wiring length, Überprüfen Sie diese Daten, Sie können feststellen, dass einige Signalverdrahtungslängen mit wenigen Einschränkungen sehr lang sind. Dieses Problem ist relativ einfach zu lösen, und die Signalverdrahtungslänge kann verkürzt und die Anzahl der Durchkontaktierungen kann durch manuelle Bearbeitung reduziert werden. Im Veredelungsprozess, Sie müssen feststellen, welche Verkabelung vernünftig und welche Verkabelung unzumutbar ist. Wie manuelle Verdrahtung Design, Automatisches Verdrahtungsdesign kann auch während des Inspektionsprozesses sortiert und bearbeitet werden.

8. Das Erscheinungsbild der Leiterplatte

Das bisherige Design hat oft auf die visuelle Wirkung der Leiterplatte, aber jetzt ist es anders. Der 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 Entwurfs ist garantiert.