Leiterplattentechnisch - Designfähigkeiten und Schlüsselpunkte für die Realisierung hocheffizienter und automatischer Leiterplattenführungen

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-Werkzeugsoftware auf dem Markt, aber sie sind alle gleich, abgesehen von der unterschiedlichen Terminologie und der Position der Funktionstasten. Wie kann man diese Tools verwenden, 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 PCB

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 abzuschließen, 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. Anordnung der Bauteile

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

Der Routing-Kanal und der Via-Bereich müssen beim Layout berücksichtigt werden, wie in Abbildung 1 gezeigt. Diese Pfade 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 kann das Routing-Tool so sein, wie es sich der Designer vorgestellt hat. Vervollständigen Sie die Verkabelung so.

4. Auslegung des Lüfters

Um automatische Routing-Werkzeuge zum Verbinden von Bauteilstiften zu ermöglichen, sollte in der Entwurfsphase des Lüfters jeder Pin eines Oberflächenmontagegerätes mindestens ein Durchgangs haben, so dass, wenn mehr Verbindungen erforderlich sind, die Leiterplatte intern geschichtet werden kann.

Um die Effizienz des automatischen Routing-Werkzeugs zu maximieren, müssen die größte Durchgangsgröße und Drucklinie so weit wie möglich verwendet werden, und das Intervall ist idealerweise auf 50mil eingestellt. Verwenden Sie den via-Typ, der die Anzahl der Routingpfade maximiert. Bei der Durchführung des Lüfterdesigns ist es notwendig, das Problem der Schaltungs-Online-Prüfung zu berücksichtigen. Prüfvorrichtungen können teuer sein, und sie werden normalerweise bestellt, wenn sie kurz davor stehen, in die volle Produktion zu gehen. Wenn Sie nur dann erwägen, Knoten hinzuzufügen, um 100% Testbarkeit zu erreichen, wäre es zu spät.

Nach sorgfältiger Überlegung und Vorhersage kann das Design des Schaltungs-Online-Tests 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. Das Netzteil und die Erdung beeinflussen auch die Verdrahtung und den Lüfterausgang. 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 erneut überlegen, welche Art des Durchgangs zu verwenden ist. Daher muss die Beziehung zwischen Durchgangs- und Pin-Induktivität berücksichtigt und die Priorität der Durchgangsspezifikationen festgelegt werden.

5. Manuelle Verdrahtung und Verarbeitung von Schlüsselsignalen

Obwohl dieser Artikel hauptsächlich Probleme mit der automatischen Verdrahtung behandelt, ist die manuelle Verdrahtung ein wichtiger Prozess des Leiterplattendesigns jetzt und in der Zukunft. Die Verwendung von manueller Verdrahtung hilft automatischen Verdrahtungswerkzeugen, die Verdrahtungsarbeiten abzuschließen. Durch manuelles Routing und Fixieren des ausgewählten Netzwerks (Netz) kann ein Pfad gebildet werden, der für das automatische Routing verwendet werden kann.

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 Signalverkabelung. Dieser Prozess ist relativ einfach. Nachdem Sie die Inspektion bestanden haben, reparieren Sie diese Leitungen und beginnen Sie dann, die verbleibenden Signale automatisch zu leiten.

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.

Für die automatische Weiterleitung von Signalen sollten allgemeine Regeln verwendet werden. Durch Festlegen von Einschränkungen und Verboten von Verdrahtungsbereichen, um die von einem bestimmten Signal verwendeten Schichten und die Anzahl der verwendeten Durchkontaktierungen zu begrenzen, kann das Verdrahtungswerkzeug die Drähte automatisch nach den Entwurfsideen des Ingenieurs leiten. Wenn die Anzahl der vom automatischen Routing-Tool verwendeten Schichten und die Anzahl der Durchkontaktierungen nicht begrenzt sind, wird jede Schicht während des automatischen Routings verwendet und viele Durchkontaktierungen werden generiert.

Nach dem Festlegen der Einschränkungen und Anwenden der erstellten Regeln erzielt das automatische Routing ähnliche Ergebnisse wie erwartet. Natürlich können einige Sortierarbeiten erforderlich sein, und Platz für andere Signale und Netzwerkverdrahtung muss sichergestellt werden. Nachdem ein Teil des Entwurfs abgeschlossen ist, reparieren Sie ihn, um zu verhindern, dass er 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. Nachdem jeder Signaltyp abgeschlossen ist, werden die Einschränkungen der verbleibenden Netzwerkverdrahtung reduziert. Aber mit ihm kommt eine Menge Signalverdrahtung, die manuelle Eingriffe erfordert. Heutige automatische Verdrahtungswerkzeuge sind sehr leistungsstark und können in der Regel 100% der Verdrahtung vervollständigen. Wenn das automatische Verdrahtungswerkzeug jedoch nicht alle Signalverdrahtung abgeschlossen hat, müssen die verbleibenden Signale manuell verdrahtet werden.

Die Entwurfspunkte der automatischen Verdrahtung umfassen: 1. Ändern Sie leicht die Einstellungen und versuchen Sie eine Vielzahl von Routing Routing; 2. Halten Sie die Grundregeln unverändert, versuchen Sie verschiedene Verdrahtungsschichten, verschiedene gedruckte Linien und Intervallbreiten, verschiedene Leitungsbreiten und verschiedene Arten von Verdrahtung. 2. Für Löcher wie blinde Löcher, vergrabene Löcher usw. beobachten, wie diese Faktoren die Entwurfsergebnisse beeinflussen; 3. Lassen Sie das Verdrahtungswerkzeug diese Standardnetzwerke nach Bedarf handhaben; 4. Je weniger wichtig das Signal, desto größer ist die Freiheit des automatischen Verdrahtungswerkzeugs für seine Verdrahtung.

7. Anordnung der Verkabelung

Wenn die EDA-Werkzeugsoftware, die Sie verwenden, die Signalverdrahtungslänge auflisten kann, überprüfen Sie diese Daten, können Sie feststellen, dass einige Signalverdrahtungslängen mit wenigen Einschränkungen sehr lang sind. Dieses Problem ist relativ einfach zu handhaben, und die Signalverdrahtungslänge kann verkürzt und die Anzahl der Durchkontaktierungen kann durch manuelle Bearbeitung 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.

8. Das Aussehen der Leiterplatte

The previous design often paid attention to die visual effect of the 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.