Leiterplatte Blog - Welche Faktoren sollten bei der Bewertung der Leiterplatte berücksichtigt werden

Für den Artikel Leiterplattentechnologie kann der Autor die Herausforderungen beschreiben, denen Leiterplattendesigningenieure in letzter Zeit gegenüberstanden sind, da dies zu einem integralen Aspekt der Bewertung des Leiterplattendesigns geworden ist. In dem Artikel kann diskutiert werden, wie diese Herausforderungen zu bewältigen sind und mögliche Lösungen zu finden sind; Bei der Lösung von PCB Board Design Evaluation Problemen kann der Autor Mentors PCB Board Evaluation Software Paket als Beispiel verwenden. Als Forschungs- und Entwicklungspersonal gilt es, die fortschrittliche Technologie in das Produkt zu integrieren. Diese fortschrittlichen Technologien spiegeln sich nicht nur in hervorragenden Produktfunktionen wider, sondern auch in der Senkung der Produktkosten. Die Schwierigkeit besteht darin, diese Technologien effektiv auf Produkte anzuwenden. Es gibt viele Faktoren zu berücksichtigen, und Time-to-Market ist einer der wichtigsten Faktoren, und viele Entscheidungen rund um die Time-to-Market werden ständig aktualisiert. Es gibt eine Vielzahl von Faktoren zu berücksichtigen, die von Produktfunktionalität, Design-Implementierung, Produktprüfung und EMI-Konformität reichen. Es ist möglich, Designiterationen zu reduzieren, aber es hängt von der Fertigstellung der vorherigen Arbeit ab. Meistens ist es einfacher, Probleme später im Produktdesign zu finden, und desto schmerzhafter ist es, Änderungen an den gefundenen Problemen vorzunehmen. Hier sind ein paar Faktoren, die Leiterplattendesigner berücksichtigen und ihre Entscheidung beeinflussen müssen:

1. Produktfunktion

1.1 Wesentliche Funktionen, die wesentliche Anforderungen abdecken, einschließlich:

1) Interaktion zwischen Schaltplan und Leiterplattenlayout

2) Routing-Funktionen wie automatische Fan-Out-Routing, Push-Pull und Routing-Fähigkeiten basierend auf Design-Regeln Einschränkungen

3) Demokratische Republik Kongo

1.2 Die Fähigkeit, Produktfunktionalität zu verbessern, wenn das Unternehmen in einem komplexeren Design tätig ist

1) HDI-Schnittstelle (High Density Interconnect)

2) Flexible Ausführung

3) Einbetten passiver Komponenten

4) Hochfrequenz (RF) Design

5) Automatische Skripterstellung

6) Topologisches Layout und Streckenführung

7) Herstellbarkeit (DFF), Prüfbarkeit (DFT), Herstellbarkeit (DFM), etc.

2. Ein guter Partner, der technisch führend ist und mehr Anstrengungen als andere Hersteller gewidmet hat, kann Ihnen helfen, Produkte mit Wirksamkeit und Technologie in kurzer Zeit zu entwerfen

3. Der Preis sollte eine sekundäre Erwägung unter den oben genannten Faktoren sein, und mehr Aufmerksamkeit sollte dem ROI gewidmet werden.

Es gibt viele Faktoren, die bei der Bewertung der Leiterplatte zu berücksichtigen sind. Welche Art von Entwicklungswerkzeugen ein Designer sucht, hängt von der Komplexität der Designarbeit ab. Da Systeme tendenziell komplexer werden, ist die Kontrolle der physikalischen Verlegung und Platzierung elektrischer Komponenten so umfangreich geworden, dass im Designprozess Einschränkungen auf kritische Pfade gestellt werden müssen. Zu viele Designbeschränkungen schränken jedoch die Flexibilität des Designs ein. Designer müssen ein gutes Verständnis für ihre Designs und ihre Regeln haben, damit sie wissen, wann sie diese Regeln anwenden müssen. Während der Layoutphase werden dieselben Einschränkungen für die physische Implementierung eingegeben wie bei der Designdefinition. Dies reduziert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern, die von Datei zu Layout gehen. Pin-Austausch, Logikgartenaustausch und sogar Ein- und Ausgabeschnittstellengruppenaustausch (IO_Bank) müssen zur Aktualisierung zur Entwurfsdefinitionsphase zurückkehren, sodass das Design jeder Verbindung synchronisiert wird. Ein Trend von Designern, die ihre vorhandenen Entwicklungstools überarbeiten und beginnen, neue zu bestellen:

3.1 HDI

Die zunehmende Komplexität der Halbleiter und die Gesamtzahl der Logikgatter erforderte integrierte Schaltungen mit mehr Pins und feineren Pin-Pitches. Es ist üblich, mehr als 2000-Pins auf einem BGA-Gerät mit 1mm Pitch zu entwerfen, geschweige denn 296 Pins auf einem Gerät mit 0,65mm Pitch. Schnellere Anstiegszeiten und Anforderungen an die Signalintegrität (SI) erfordern eine höhere Anzahl von Leistungs- und Massepunkten, die mehr Schichten in einer mehrschichtigen Platine erfordern, wodurch eine hohe Nachfrage nach Mikrovias angestoßen wird. Der Bedarf an Dichte Interconnect (HDI)-Technologie. HDI ist eine Verbindungstechnologie, die als Reaktion auf die oben genannten Anforderungen entwickelt wird. Mikrovias und ultradünne Dielektrika, dünnere Leiterbahnen und kleinere Linienabstände sind Schlüsselmerkmale der HDI-Technologie.

3.2 HF Design

Für den HF-Entwurf sollten HF-Schaltkreise direkt in den Systemplan und das Systemplatinenlayout ausgelegt werden, anstatt eine separate Umgebung für spätere Konvertierungen. Alle Simulations-, Tuning- und Optimierungsfunktionen, die die HF-Simulationsumgebung bietet, sind weiterhin erforderlich, aber die Simulationsumgebung akzeptiert mehr Rohdaten als das "reale" Design. Dadurch verschwinden die Unterschiede zwischen den Datenmodellen und die daraus resultierenden Probleme bei Designübergängen. Erstens können Designer direkt zwischen Systemdesign und HF-Simulation interagieren; Zweitens, wenn Designer an einem großen oder ziemlich komplexen HF-Design arbeiten, können sie Schaltungssimulationsaufgaben auf mehrere parallel laufende Rechnerplattformen verteilen wollen, oder sie wollten die Simulationszeit reduzieren, indem sie jede Schaltung in einem Design aus mehreren Blöcken an ihren eigenen Simulator senden.

3.3 Advanced Packaging

Die zunehmende Funktionskomplexität moderner Produkte erfordert eine entsprechende Zunahme der Anzahl passiver Komponenten, was sich vor allem in der Zunahme der Anzahl von Entkopplungskondensatoren und Abschlusswiderständen in Niederleistung- und Hochfrequenzanwendungen widerspiegelt. Während die Verpackung von passiven Oberflächenmontagegeräten im Laufe der Jahre stark geschrumpft ist, bleiben die Ergebnisse beim Versuch, die ultimative Dichte zu erreichen, gleich. Die gedruckte Komponententechnologie hat den Übergang von Multi-Chip Modulen (MCMs) und Hybridkomponenten zu heutigen SiP- und Leiterplatten ermöglicht, die direkt als eingebettete passive Komponenten verfügbar sind. Im Transformationsprozess kommt die Montagetechnik zum Einsatz. Zum Beispiel haben die Einbeziehung einer Schicht aus widerstandsfähigem Material in eine geschichtete Struktur und die Verwendung von Reihenabschlusswiderständen direkt unter dem Micro Ball Grid Array (BGA)-Paket die Schaltungsleistung erheblich verbessert. Eingebettete passive Bauteile können nun mit hoher Präzision konstruiert werden, wodurch zusätzliche Bearbeitungsschritte für lasergereinigte Schweißnähte entfallen. Es gibt auch eine Bewegung hin zu einer verstärkten Integration direkt im Substrat in drahtlose Komponenten.

3.4 Rigid-Flex PCB

Um eine starr-flex Leiterplatte zu entwerfen, müssen alle Faktoren berücksichtigt werden, die den Montageprozess beeinflussen. Designer können keine starre Leiterplatte so einfach entwerfen wie eine starre Leiterplatte, als wäre die starre Leiterplatte nur eine weitere starre Leiterplatte. Sie müssen den Flexbereich des Designs verwalten, um sicherzustellen, dass die Konstruktionspunkte nicht zu Bruch und Abisolieren von Leitern aufgrund von Belastungen auf den Flexflächen führen. Es gibt immer noch viele mechanische Faktoren zu berücksichtigen, wie Biegeradius, dielektrische Dicke und Art, Blechgewicht, Kupferbeschichtung, Gesamtkreisdicke, Anzahl der Schichten und Anzahl der Biegungen. Verstehen Sie das Rigid-Flex-Design und entscheiden Sie, ob Sie mit Ihrem Produkt ein Rigid-Flex-Design erstellen können.

3.5 Signalintegritätsplanung

In den letzten Jahren wurden neue Technologien rund um parallele Busstrukturen und Differentialpaarstrukturen zur seriellen Umwandlung oder seriellen Verschaltung kontinuierlich weiterentwickelt. Zum anderen nutzt die Differentialpaarstruktur eine austauschbare Punkt-zu-Punkt-Verbindung auf Hardwareebene für die serielle Kommunikation. Typischerweise überträgt es Daten über eine unidirektionale serielle "Lane", die in 1-, 2-, 4-, 8-, 16- und 32-Breiten-Konfigurationen gestapelt werden kann. Jeder Kanal trägt ein Byte an Daten, so dass der Bus Datenbreiten von 8 bis 256 Byte verarbeiten kann, und die Datenintegrität kann durch die Verwendung einer Form der Fehlererkennungstechnik aufrechterhalten werden. Aufgrund der hohen Datenraten ergeben sich jedoch weitere Designprobleme. Taktwiederherstellung bei hohen Frequenzen wird zu einer Belastung für das System, da die Uhr schnell auf den eingehenden Datenstrom zugreifen und alle Zyklus-zu-Zyklus-Jitter reduzieren muss, um die Anti-Jitter-Leistung der Schaltung zu verbessern. Auch Stromversorgungsgeräusche schaffen zusätzliche Probleme für Konstrukteure. Diese Art von Lärm erhöht das Risiko für starken Jitter, was das Öffnen der Augen erschwert. Eine weitere Herausforderung besteht darin, Gleichtaktrauschen zu reduzieren und Probleme zu beheben, die durch Verlusteffekte von IC-Paketen, Leiterplatten, Kabeln und Steckern verursacht werden.

3.6 Nutzen von Design Kits

Design Kits wie USB, DDR/DDR2, PCI-X, PCI-Express und RocketIO werden zweifellos eine große Hilfe für Designer sein, die neue Technologien einführen. Das Design Kit gibt einen Überblick über die Technologie, detaillierte Beschreibungen und Schwierigkeiten, mit denen Designer konfrontiert werden, gefolgt von Simulation und wie Routing-Einschränkungen erstellt werden. Es bietet eine beschreibende Dokumentation zusammen mit dem Programm, das Designern die Möglichkeit bietet, fortgeschrittene neue Technologien zu beherrschen. Es mag einfach erscheinen, ein Leiterplattenwerkzeug zu erhalten, das Layout handhaben kann, aber ein Werkzeug zu bekommen, das nicht nur Layout erfüllt, sondern auch Ihre Pressanforderungen löst, ist entscheidend.