Technologie PCB - Conseils de conception et points clés pour réaliser un câblage automatique efficace de PCB

Maintenant, les temps de conception des PCB sont de plus en plus courts, l'espace sur la carte est de plus en plus petit, la densité des dispositifs est de plus en plus élevée et les exigences en matière de règles de mise en page sont de plus en plus élevées. Les éléments de grande taille rendent le travail des concepteurs de plus en plus difficile. Pour résoudre les problèmes de conception et accélérer le lancement de leurs produits, de nombreux fabricants préfèrent désormais utiliser des outils EDA dédiés pour la conception de PCB. Cependant, les outils EDA dédiés n’ont pas produit les résultats idéaux et n’ont pas atteint un taux de déploiement de 100%, ce qui est très déroutant. Il faut souvent beaucoup de temps pour faire le reste.

Il existe de nombreux logiciels populaires EDA Tools sur le marché, mais ils sont tous les mêmes, à l'exception de la terminologie utilisée et de l'emplacement différent des touches de fonction. Comment utiliser ces outils pour mieux implémenter la conception de PCB? Une analyse minutieuse de la conception et une configuration minutieuse du logiciel de l'outil avant de commencer le câblage rendront la conception plus conforme. Voici le processus général de conception et les étapes à suivre.

1. Déterminer le nombre de couches du PCB

Les dimensions de la carte et le nombre de couches de câblage doivent être déterminés au début de la conception. Si la conception nécessite l'utilisation de composants BGA (High Density Ball Grid Array), le nombre minimum de couches de câblage nécessaires pour câbler ces appareils doit être pris en compte. Le nombre de couches de câblage et la méthode d'empilement affecteront directement le câblage et l'impédance de la ligne imprimée. Les dimensions des plaques aident à déterminer la méthode d'empilage et la largeur de la ligne d'impression pour obtenir l'effet de conception souhaité.

2 Règles et limites de conception

L'outil de câblage automatique lui - même ne sait pas quoi faire. Pour effectuer la tâche de câblage, l'outil de câblage doit fonctionner avec les bonnes règles et restrictions. Différentes lignes de signal ont différentes exigences de câblage. Toutes les lignes de signal avec des exigences spéciales doivent être classées et les différentes classifications de conception sont différentes. Chaque catégorie de signal devrait avoir une priorité, et plus la priorité est élevée, plus les règles seront strictes. Ces règles concernent la largeur des lignes d'impression, le nombre maximal de pores, le parallélisme, l'influence mutuelle entre les lignes de signal et la limitation des couches. Ces règles ont un impact important sur les performances des outils de câblage. Un examen attentif des exigences de conception est une étape importante vers le succès du câblage.

3. Disposition des composants

Afin d'optimiser le processus d'assemblage, les règles de conception de fabricabilité (DFM) imposent des restrictions sur la disposition des composants. Si le Département d'assemblage permet le déplacement des composants, une optimisation appropriée du circuit peut être effectuée, ce qui facilite le câblage automatique. Les règles et contraintes définies affecteront la conception de la mise en page.

Les canaux de routage et les zones de via doivent être pris en compte lors de la mise en page, comme le montre la figure 1. Ces chemins et zones sont évidents pour le concepteur, mais l'outil de câblage automatique ne prend en compte qu'un seul signal à la fois. En définissant les contraintes de câblage et en définissant les couches de la ligne de signal, l'outil de câblage peut terminer le câblage comme le concepteur l'imagine.

4. Conception de ventilateur

Lors de la phase de conception de l'éventaillement, afin que l'outil de câblage automatique puisse connecter les broches du composant, chaque broche de l'appareil monté en surface doit avoir au moins un trou de travers, de sorte que lorsque plus de connexions sont nécessaires, la carte peut être une connexion interne hiérarchique, un test en ligne (ICT) et un retraitement du circuit.

Pour maximiser l'efficacité de l'outil de câblage automatique, il est essentiel d'utiliser la plus grande taille de perçage et la plus grande ligne d'impression possible, avec un intervalle idéal de 50 mil. Utilisez un type de trou de passage qui maximise le nombre de chemins de routage. Lors de la conception de l'évent, il est nécessaire de prendre en compte la question du test en ligne du circuit. Les pinces de test peuvent être coûteuses et sont généralement commandées lorsque la production complète est imminente. Si vous ne pensez qu'à ajouter des nœuds pour atteindre une testabilité à 100%, il est trop tard.

Après mûre réflexion et prédiction, la conception du test en ligne du circuit peut être effectuée tôt dans la conception et réalisée plus tard dans le processus de production. Le type d'évent sur - trou est déterminé en fonction du chemin de câblage et du test en ligne du circuit. L'alimentation et la mise à la terre affectent également le câblage et la conception de l'évent. Afin de réduire la réactance inductive générée par les fils de connexion des condensateurs filtrés, les trous de perçage doivent être situés le plus près possible des broches du dispositif monté en surface et un câblage manuel peut être utilisé si nécessaire. Cela peut affecter le chemin de câblage initialement envisagé et peut même vous amener à reconsidérer le type de perçage à utiliser, de sorte que la relation entre le perçage et l'inductance de la broche doit être prise en compte et la priorité doit être donnée aux spécifications de perçage.

5. Câblage manuel et traitement du signal clé

Bien que cet article traite principalement des problèmes de câblage automatique, le câblage manuel est un processus important pour la conception de cartes de circuits imprimés maintenant et à l'avenir. L'utilisation du câblage manuel aide les outils de câblage automatiques à effectuer le câblage. En routant manuellement et en fixant le réseau sélectionné (net), il est possible de former des chemins utilisables pour le routage automatique.

Quel que soit le nombre de signaux clés, ceux - ci doivent être routés en premier, soit manuellement, soit en combinaison avec un outil de routage automatique. Les signaux critiques doivent souvent passer par une conception de circuit minutieuse pour atteindre les performances requises. Une fois le câblage terminé, le câblage du signal sera inspecté par le personnel d'ingénierie concerné. Le processus est relativement facile. Après avoir passé l'inspection, fixez ces lignes, puis commencez à Router automatiquement les signaux restants.

6. Câblage automatique

Le câblage des signaux critiques nécessite de prendre en compte le contrôle de certains paramètres électriques pendant le câblage, tels que la réduction de l'inductance distribuée et de la Cem, etc. le câblage d'autres signaux est similaire. Tous les fournisseurs EDA offrent un moyen de contrôler ces paramètres. Après avoir compris les paramètres d'entrée de l'outil de câblage automatique et l'impact des paramètres d'entrée sur le câblage, la qualité du câblage automatique peut être garantie dans une certaine mesure.

Des règles générales doivent être utilisées pour acheminer automatiquement les signaux. En définissant des zones de câblage restreintes et interdites pour limiter les couches utilisées et le nombre de pores utilisés pour un signal donné, l'outil de câblage peut automatiser le câblage en fonction de la pensée de conception de l'Ingénieur. Si le nombre de couches utilisées par l'outil de câblage automatique et le nombre de perçages ne sont pas limités, chaque couche sera utilisée pendant le câblage automatique et de nombreux perçages seront générés.

Après avoir défini les contraintes et appliqué les règles créées, le câblage automatique obtiendra des résultats similaires à ceux attendus. Bien sûr, certains travaux de tri peuvent être nécessaires et il est nécessaire d'assurer un espace pour d'autres signaux et le câblage réseau. Une fois qu'une partie de la conception est terminée, fixez - la pour éviter qu'elle ne soit affectée par le processus de câblage ultérieur.

Utilisez les mêmes étapes pour câbler le reste du signal. Le nombre de câblages dépend de la complexité du circuit et du nombre de règles conventionnelles que vous définissez. Une fois chaque type de signal terminé, les limites du câblage réseau restant seront réduites. Mais avec cela vient un grand nombre de câblages de signaux qui nécessitent une intervention humaine. Les outils de câblage automatiques sont maintenant si puissants qu'ils peuvent généralement effectuer 100% du câblage. Cependant, lorsque l'outil de câblage automatique n'a pas terminé le câblage de tous les signaux, les signaux restants doivent être câblés manuellement.

Les points de conception pour le câblage automatique comprennent: 1. Modifiez légèrement les paramètres, essayez différentes options de routage; 2. Gardez les règles de base inchangées, essayez différentes couches de câblage, différentes lignes d'impression et largeurs d'espacement, différentes largeurs de ligne et différents types de câblage. 2. Pour les trous borgnes, trous enterrés et autres trous, observez l'influence de ces facteurs sur les résultats de conception; 3. Laissez l'outil de câblage gérer ces réseaux par défaut au besoin; 4. Moins le signal est important, plus la liberté de câblage de l'outil de câblage automatique est grande.

7. Disposition de câblage

Si vous utilisez un logiciel EDA Tool qui peut répertorier les longueurs de câblage du signal, vérifiez ces données et vous trouverez peut - être des longueurs de câblage du signal très longues avec peu de restrictions. Ce problème est relativement facile à traiter et peut être modifié manuellement pour raccourcir la longueur de câblage du signal et réduire le nombre de trous. Au cours du processus de finition, vous devez déterminer quels câblages sont raisonnables et lesquels ne le sont pas. Tout comme la conception de câblage manuel, la conception de câblage automatique peut également être triée et modifiée au cours du processus de vérification.

8. Apparence de la carte

Les conceptions précédentes avaient tendance à se concentrer sur les effets visuels de la carte, mais elles sont maintenant différentes. Les cartes conçues automatiquement ne sont pas aussi esthétiques que celles conçues manuellement, mais les caractéristiques électroniques peuvent répondre aux exigences spécifiées et garantir la performance complète de la conception.