PCBニュース - 効率的な自動PCBルーティングを達成する方法

PCB層数の決定

サイズ プリント回路基板 そして、配線層の数は、設計の開始時に決定する必要がある. If the design requires the use of high-density ball grid array (BGA) components, これらのデバイスの配線に必要な少数の配線層を考慮しなければならない. 配線層の数とスタックアップモードは、プリント配線の配線とインピーダンスに直接影響する. プレートのサイズは、所望の設計効果を達成するために印刷パターンの層パターンと幅を決定するのに役立つ.

何年もの間、より少ない層がより低いコストを意味すると仮定されました、しかし、ボードを作るコストに影響を及ぼす他の多くの要因があります。近年、多層パネル間のコスト差が大幅に低減されている。設計の初めに、より多くの回路層が使用され、いくつかの信号が定義された規則およびスペース要件に適合しなかったとき、設計の端部においてのみ新しい層を追加する必要がないように、銅コーティングが均一に分配された。設計の前に慎重に計画することで配線のトラブルが少なくなる。

2 .設計規則と制限

自動ルーティングツール自体は何をすべきかわからない。配線タスクを達成するためには、配線ツールが正しい規則と制約の下で動作する必要があります。異なる信号ケーブルには、異なる配線要件があります。特別な要件の信号ケーブルは設計通りに分類しなければならない。それぞれのシグナルクラスは優先度を持ち、優先度が高いほどルールが厳しくなる。印刷ライン幅、ホール数、平行度、信号線と層限界の相互作用に関する規則は、配線ツールの性能に大きな影響を与える。設計要件の慎重な考慮は成功した配線に重要なステップである。

コンポーネントのレイアウト

組立工程において，製造可能性設計（dfm）ルールは，コンポーネントレイアウトに制約を課す。アセンブリ部が部品を動かすことができるならば、回路は自動配線を容易にするために最適化されることができます。定義された規則と制約はレイアウト設計に影響します。

ルーティングチャネルとスルーホール領域はレイアウトで考慮すべきである。これらの経路と領域はデザイナーに明白です、しかし、自動ルーティング・ツールは1つの信号だけを考慮します。ルーティング制約を設定して、信号線が敷設されることができる層を設定することによって、ルーティングツールは、設計者が意図したようにルーティングを完了することができます。

効率的な自動PCBルーティングを達成する方法

ファンアウトデザイン

ファンアウト設計フェーズの間、自動配線ツールが部品ピンを接続するのを可能にするために、表面実装装置の各ピンは、追加接続が必要な場合に、基板ボンディング、インラインテスト（ICT）、および回路再処理に使用できるように少なくとも1つのスルーホールを有するべきである。

自動配線ツールを効率的にするには、多くの穴サイズと印刷ラインをPOとして使用することが重要である

理想的である50ミルの間隔で。ルーティングパスの数を与えるスルーホールの種類を使用します。ファンの設計時に回路のオンラインテストを考慮すべきである。テストフィクスチャは高価であり、通常100 %のテスト容易性を達成するためにノードを追加することを検討するのが遅すぎるとき、通常完全な生産の近くで注文されます。

慎重な考慮と予測の後、回路設計テストの設計は、初期の設計段階で、そして、製造プロセスの後で実行されることができます。スルーホールファンアウトの種類は、配線経路と回路のオンラインテストに基づいて決定することができる。電源と接地も配線とファンアウトデザインに影響します。ケーブルのフィルタコンデンサインピーダンスを減らすために、表面実装デバイスピンの近くで可能な限り、手動配線は、必要に応じて使用することができます、それは本来、想定された配線経路に影響を及ぼすかもしれません。

手動配線とキー信号処理

自動配線に焦点を絞ったが，マニュアル配線はpcb設計において重要なプロセスである。マニュアルルーティングは自動ルーティングツールに役立つ。図2 Aおよび2 Bに示されるように、選択されたネットワーク（NET）を手動でルーティングして、自動ルーティングのために頼られることができるパスを形成するために固定することができる。

クリティカル信号の数にかかわらず、これらの信号を配線し、手動配線または自動配線ツールと組み合わせる。重要信号は、通常所望の性能を達成するために慎重に設計されなければならない。配線が完了した後に、信号配線は、関連するエンジニアリング要員によってチェックされます。チェック後

が通過されると、ワイヤが固定され、残りの信号の自動配線が開始される。

自動配線

キー信号の配線は、配線中の分布インダクタンスやEMCの低減などの電気的パラメータの制御を考慮し、他の信号の配線も同様である。すべてのEDAベンダーはこれらのパラメータを制御する方法を提供します。自動配線の品質は、自動配線ツールがどのような入力パラメータを持っているか、どのように配線に影響するかを知ることによってある程度保証することができる。

信号の自動ルーティングには共通の規則を採用すべきである。与えられた信号に使用される層と使用するホールの数を制限する制限や配線領域を設定することにより、エンジニアが設計した配線を自動的に配線することができる。自動ルーティングツールと敷設された穴の数で使用される層の数に制限がない場合、各レイヤは自動ルーティングに使用され、多くの穴が作成されます。

制約が設定され、作成された規則が適用された後、自動配線は他の信号とネットワーク配線のためのスペースを確保するだけでなく、いくつかの掃除があるかもしれないが、予想されることに類似した結果を達成するでしょう。設計の一部が完了した後、その後の配線工程を防止するために固定する。

残りの信号の経路は、同じ手順で行う。ルートの数は、回路の複雑さによって異なります。シグナルの各々のクラスの後、ネットワークルーティングの残りの上の制約は、減らされる。しかし、それによって、マニュアル干渉を必要とする多くの信号配線があります。今日の自動ルーティングツールは非常に強力であり、一般的に100 %の配線を完了することができます。しかしながら、自動ルーティングツールが全ての信号ルーティングを完了していない場合、残りの信号は手動でルーティングする必要がある。

7 .自動配線の設計上の点は

わずかに設定を変更し、複数のルーティングパスを試してください。

2）基本ルールを変更せずに、異なる配線層、異なるプリントライン、スペーシング幅、異なる線幅、ブラインドホール、埋め込みホール等の異なる種類の穴を試してみてください。これらの要因の影響を観察結果に観察します

3 )ケーブルツールが必要に応じてデフォルトのネットワークを処理させる

4）信号が重要でないほど，自動配線ツールは経路をたどる必要がある。

配線配置

あなたが信号経路長をリストすることができるEDAツール・ソフトウェアを使用しているならば、このデータをチェックしてください、そして、あなたは若干の信号ルーティング長が少しの制約で非常に長いとわかるかもしれません。この問題は比較的簡単であり，マニュアル編集は信号経路長を短くし，ホール数を減らすことができる。クリーニングプロセス中に、どの配線が正しいか、配線が正しくないかを決定する必要があります。マニュアルルーティング設計のように、自動ルーティング設計もまた、検査中に編成および編集することができる。

回路基板の外観

以前のデザインは、しばしば回路基板の視覚効果に焦点を合わせたが、それはもはやケースではない。自動設計された回路基板は、手動設計と同じくらい美しくないが、電子的特性の要件を満たすことができ、設計の整合性が保証される。