PCB Tecnico - Progettazione e sviluppo secondari di PCB

Progettazione e sviluppo PCB, considerare come integrare le ultime tecnologie avanzate nel prodotto. Queste tecnologie avanzate si riflettono non solo nelle eccellenti funzioni del prodotto, ma anche nella riduzione dei costi del prodotto. Il problema sta nel modo in cui applicare efficacemente queste tecnologie ai prodotti. Ci sono molti fattori da considerare. Il time to market è uno dei fattori più importanti e molte decisioni relative al time to market sono costantemente aggiornate. Ci sono una vasta gamma di fattori che devono essere presi in considerazione, tra cui le funzioni del prodotto, l'implementazione della progettazione, il test del prodotto e se l'interferenza elettromagnetica (EMI) soddisfa i requisiti. È possibile ridurre la ripetizione del progetto, ma questo dipende dal completamento del lavoro precedente. La maggior parte delle volte, più facile è scoprire problemi nelle fasi successive della progettazione del prodotto, e più doloroso è apportare modifiche ai problemi scoperti. Tuttavia, sebbene molte persone conoscano questa regola generale, la situazione attuale è un altro scenario, cioè, è importante per molte aziende avere un software di progettazione altamente integrato, ma questa idea è spesso compromessa da un prezzo elevato. Questo articolo spiegherà le sfide affrontate dalla progettazione secondaria PCB e quali fattori dovrebbero essere presi in considerazione quando si valuta uno strumento di progettazione PCB come progettista PCB.

1. Funzione del prodotto

A. Le funzioni di base dei requisiti di base della copertura, tra cui:

a. Interazione tra schema e layout PCB

b. Funzioni di cablaggio quali cablaggio automatico del fan-out, push-pull, ecc., e capacità di cablaggio basate sui vincoli delle regole di progettazione

c. Controllo preciso della RDC

B. La capacità di aggiornare le funzioni del prodotto quando l'azienda è impegnata in una progettazione più complessa

Interfaccia HDI (High Density Interconnect)

b. Progettazione flessibile

c. Incorporare componenti passivi

d. Progettazione di radiofrequenza (RF)

e. Nascono gli script automatici

f. Posizionamento e instradamento topologico

g. Fabbricabilità (DFF), testabilità (DFT), fabbricabilità (DFM), ecc.

C. I prodotti aggiuntivi possono eseguire la simulazione analogica, la simulazione digitale, la simulazione del segnale misto analogico-digitale, la simulazione del segnale ad alta velocità e la simulazione RF

D. Avere una libreria di componenti centrale che è facile da creare e gestire

2. un buon partner che è tecnicamente nella leadership del settore e ha dedicato più sforzo rispetto ad altri produttori, può aiutarvi a progettare prodotti con la massima efficacia e tecnologia leader nel più breve tempo

3. Il prezzo dovrebbe essere la considerazione più importante tra i fattori di cui sopra. Ciò che ha bisogno di maggiore attenzione è il tasso di rendimento degli investimenti!

Ci sono molti fattori da considerare nella valutazione PCB. Il tipo di strumenti di sviluppo che i progettisti stanno cercando dipende dalla complessità del lavoro di progettazione in cui sono impegnati. Poiché il sistema sta diventando sempre più complesso, il controllo del cablaggio fisico e del posizionamento dei componenti elettrici si è sviluppato ad una gamma molto ampia, in modo che è necessario impostare le premesse di vincolo per il percorso pivot nel processo di progettazione. Tuttavia, troppi vincoli di progettazione hanno limitato la flessibilità della progettazione. I progettisti devono avere una buona comprensione del loro design e delle sue regole, in modo da sapere quando utilizzare queste regole.

Le stesse regole di vincolo per la realizzazione fisica vengono inserite durante la fase di layout come durante la definizione del progetto. Ciò riduce la probabilità di commettere errori dal file al layout. Lo scambio di pin, lo scambio di logic gate e persino lo scambio di input-output interface group (IO_Bank) devono tornare alla fase di definizione del progetto per gli aggiornamenti, in modo che il design di ogni collegamento sia sincronizzato.

Durante la valutazione, il progettista deve chiedersi: quale scala è critica per loro?

Diamo un'occhiata ad alcune tendenze che costringono i progettisti a rivedere le loro funzionalità di sviluppo esistenti e iniziare ad ordinare alcune nuove funzionalità:

1.HDI

L'aumento della complessità dei semiconduttori e la quantità totale di porte logiche ha richiesto circuiti integrati per avere più pin e pitch pin più fini. Oggi è molto comune progettare più di 2000 pin su un dispositivo BGA con un passo pin di 1mm, figuriamoci disporre 296 pin su un dispositivo con un passo pin di 0,65mm. La necessità di tempi di salita e integrità del segnale più rapidi e veloci (SI) richiede un maggior numero di pin di potenza e massa, quindi deve occupare più strati nella scheda multistrato, guidando così l'alto livello di microvie. Necessità di una tecnologia di interconnessione a densità (HDI).

HDI è una tecnologia di interconnessione in fase di sviluppo in risposta alle esigenze di cui sopra. Micro vias e dielettrici ultrasottili, tracce più sottili e spaziatura più piccola sono le caratteristiche principali della tecnologia HDI.

2.RF design

Per la progettazione RF, il circuito RF dovrebbe essere progettato direttamente come diagramma schematico di sistema e layout della scheda di sistema e non utilizzato in un ambiente separato per la conversione successiva. Tutte le capacità di simulazione, tuning e ottimizzazione dell'ambiente di simulazione RF sono ancora necessarie, ma l'ambiente di simulazione può accettare dati più primitivi rispetto al progetto "reale". Pertanto, le differenze tra i modelli di dati e i conseguenti problemi di conversione del progetto scompariranno. In primo luogo, i progettisti possono interagire direttamente tra la progettazione del sistema e la simulazione RF; In secondo luogo, se i progettisti eseguono una progettazione RF su larga scala o ragionevolmente complessa, potrebbero voler distribuire attività di simulazione del circuito a più piattaforme di calcolo che funzionano in parallelo, o vogliono inviare ogni circuito in un progetto composto da più moduli ai rispettivi simulatori, riducendo così i tempi di simulazione.

3. Migliorare l'imballaggio dei predecessori

La crescente complessità funzionale dei prodotti moderni richiede un corrispondente aumento del numero di componenti passivi, che si riflette principalmente nell'aumento del numero di condensatori di disaccoppiamento e resistenze di corrispondenza terminale nelle applicazioni a bassa potenza e ad alta frequenza. Anche se il packaging dei dispositivi passivi per montaggio superficiale si è ridotto notevolmente dopo diversi anni, i risultati sono ancora gli stessi quando si cerca di raggiungere la massima densità. La tecnologia dei componenti stampati fa il passaggio da componenti multi-chip (MCM) e componenti ibridi a SiP e PCB che possono essere utilizzati direttamente come componenti passivi incorporati oggi. Nel processo di trasformazione, è stata adottata la più recente tecnologia di assemblaggio. Ad esempio, l'inclusione di uno strato di materiale di impedenza in una struttura stratificata e l'uso di resistenze di terminazione di serie direttamente sotto il pacchetto uBGA migliorano notevolmente le prestazioni del circuito. Ora, i componenti passivi incorporati possono essere progettati con alta precisione, eliminando la necessità di ulteriori fasi di lavorazione per la pulizia laser delle saldature. Anche i componenti wireless si muovono nella direzione di migliorare l'integrazione direttamente nel substrato.

4. PCB flessibile rigido

Per progettare un PCB rigido flessibile, tutti i fattori che influenzano il processo di assemblaggio devono essere considerati. Il progettista non può semplicemente progettare un PCB rigido flessibile come un PCB rigido, proprio come il PCB rigido flessibile non è altro che un altro PCB rigido. Devono gestire l'area di piegatura del progetto per garantire che i punti di progettazione non causino la rottura e la rimozione del conduttore a causa dello sforzo della superficie di piegatura. Ci sono ancora molti fattori meccanici da considerare, come il raggio di curvatura minimo, lo spessore e il tipo dielettrico, il peso della lamiera metallica, la placcatura in rame, lo spessore complessivo del circuito, il numero di strati e il numero di sezioni di piegatura.

Comprendi il design rigido flessibile e decidi se il tuo prodotto ti permette di creare un design rigido flessibile.

5. Pianificazione dell'integrità del segnale

Negli ultimi anni, le nuove tecnologie relative alla struttura bus parallelo e alla struttura di coppia differenziale per la conversione seriale-parallela o l'interconnessione seriale sono state continuamente migliorate.

D'altra parte, la struttura di coppia differenziale utilizza una connessione punto-punto scambiabile a livello hardware per realizzare la comunicazione seriale. Di solito, trasferisce i dati attraverso un "canale" seriale unidirezionale, che può essere sovrapposto in configurazioni a 1, 2, 4, 8, 16 e 32 larghezza. Ogni canale porta un byte di dati, quindi il bus può gestire larghezze di dati da 8 a 256 byte e l'integrità dei dati può essere mantenuta utilizzando alcune forme di tecniche di rilevamento degli errori. Tuttavia, a causa dell'alta velocità dei dati, sorgono altri problemi di progettazione. Il recupero dell'orologio alle alte frequenze diventa il peso del sistema. Poiché l'orologio deve bloccare rapidamente il flusso di dati in ingresso e per migliorare le prestazioni anti-scuotimento del circuito, è necessario ridurre il jitter da ciclo a ciclo. Il rumore dell'alimentazione elettrica pone anche ulteriori problemi per i progettisti. Questo tipo di rumore aumenta la possibilità di forte jitter, che renderà più difficile l'apertura degli occhi. Un'altra sfida è ridurre il rumore in modalità comune e risolvere i problemi causati dagli effetti di perdita da pacchetti IC, schede PCB, cavi e connettori.

6. Praticità del kit di progettazione della fabbrica PCB

Kit di progettazione come USB, DDR/DDR2, PCI-X, PCI-Express e RocketIO aiuteranno senza dubbio i progettisti ad entrare nel campo delle nuove tecnologie. Il kit di progettazione fornisce una panoramica della tecnologia, istruzioni specifiche e dei problemi che il progettista dovrà affrontare, seguita dalla simulazione e come creare vincoli di cablaggio. Fornisce documenti descrittivi insieme al programma, che offre ai progettisti l'opportunità di cogliere e migliorare la nuova tecnologia dei predecessori.

Sembra che sia facile ottenere uno strumento in grado di gestire il layout PCB; Ma è fondamentale ottenere uno strumento che non solo soddisfi il layout, ma che risolva anche le vostre esigenze urgenti.