PCBニュース - PCBレイアウト技術の開発

PCBレイアウト技術の開発

初期に 回路基板 デザインツール, レイアウト用の特別なレイアウトソフトウェアと配線用の特殊配線ソフトウェアがあった. 両者は関係がなかった. 高密度単一チップの応用, 高密度コネクタ, マイクロビア内蔵技術, and 3D boards in the design of プリント回路基板 for ball grid array packaging, レイアウトと配線はますます統合され、設計プロセスの重要な部分となっている. コンポーネント .

自動レイアウトやフリーアングル配線などのソフトウェア技術は、このような高度な集積問題を解決するために、徐々に重要な方法となっている. このようなソフトウェアの使用, 製造可能な 回路基板sは、指定された時間枠の範囲内で設計されることができます. 製品の市場時間が短くなっている現状で, マニュアル配線は、非常に時間がかかり、かつタイムリーである. したがって, 場所とルートツールはすぐに製品設計のための市場の要件に迅速に対応するための自動ルーティング機能を持っている必要があります.

3 Dツールは、広く使用されている不規則で形のボードのレイアウトとルーティングに使用されます. 例えば, Zukenの自由最新ツールは、コンポーネントの空間レイアウトを実行するために3次元ベースプレートモデルを使用します, 二次元の配線. このプロセスはまた?

将来的に, つの異なる層の陰の差動ペアを使用するような設計方法は、ますます重要になります, ルーティングツールもこのデザインを扱うことができなければなりません, そして、信号料金は増加し続けます.

仮想プロトタイプのための高度なシミュレーションツールを備えた配置とルーティングツールを統合するツールもあります, 随賢美徳舞台具など, したがって、仮想のプロトタイプの間、ルーティング問題は考慮されることができます.

現在, 自動配線技術が非常に普及している. 我々は、自由角度ルーティングのような新しいソフトウェア技術を信じている, 自動レイアウト, また、3 Dレイアウトは、自動ルーティング技術のようなボードデザイナーの日常的なデザインツールになります. 設計者は新しいタイプのマイクロビアとモノリシック高密度集積システムを解決するためにこれらの新しいツールを使用できる. ハードウェア技術問題.

フリーアングル配線

より多くの機能がモノリシックデバイスに集積化されるにつれて, 出力ピンの数も大幅に増加している, しかしパッケージサイズは. したがって, ピン間隔とインピーダンス因子の制限と結合した, そのようなデバイスは細かい線幅を使わなければならない. 同時に, 製品サイズの全体的な減少も、レイアウトおよび配線のためのスペースがまた、大幅に減らされたことを意味する. 消費財製品, バックプレーンのサイズは、デバイス上のデバイスのサイズとほぼ同じです, そして、部品はボードエリアの80 %までを占める.

いくつかの高密度部品のピンは千鳥である, また、45度程度のルーティング機能を備えたツールでも自動ルーティングを行うことはできない. 45度程度の配線ツールは、正確に45度程度の線分に対して完全な処理を行うことができる, フリーアングル配線ツールは、より大きな柔軟性を有し、配線密度を最大化することができる.

プルタイト機能は、各ノードを自動的に配線後の要件を満たすために配線を短縮することができます. それは信号遅延を大いに減らすことができます, 並列パス数の削減, 漏話を避ける助け.

フリーアングルデザインは製造可能で、良いパフォーマンスがありますが, このデザインは、マザーボードが以前のデザインより美しく見えなくなるでしょう. 時限後, マザーボードのデザインはもはや芸術作品ではないかもしれない.

High-density devices

The latest high-density system-on-chips are packaged in BGA or COB, そして、ピンピッチは日ごとに減少している. ボールのピッチは1 mmと低いされている, 伝統的な配線ツールを使用してパッケージ信号線を引き出すことが不可能になる. 現在、この問題を解決する2つの方法があります：1つは、下の層からボールの下の穴を通って信号線を導くことですもう一つは、非常に細い配線と自由角配線を使用して、ボールグリッドアレイにおけるリードチャネルを見つけることである. このような高密度デバイス, 非常に狭い幅とスペースで配線を使用することは可能です. このようにすれば、高い歩留まりが保証される. 現代の配線技術はまた、これらの制約を自動的に適用する必要がある.

フリー配線法は配線層数を減らし，製品コストを低減できる. また、同じコストの下で, いくつかのグランドプレーンおよびパワープレーンを信号の整合性およびEMC性能を改善するために追加することができる.

次世代 回路基板設計 technology

The application of microporous plasma etching technology in multilayer boards, 特に携帯電話や家電製品, レイアウトツールの要件を大幅に変更しました. パス幅に新しい穴を加えるためにプラズマエッチングを使用することは、底板自体または製造コストを増加させない, プラズマエッチング, the cost of making a thousand holes is as low as the cost of making a hole (this is the same as the laser The drilling method is very different).

これは、より大きな柔軟性を有するために配線ツールを必要とする. それは異なる制約を適用することができなければならなくて、異なるMicroviasと建設技術の必要条件に適応することができなければなりません.

増加するコンポーネント密度もレイアウト設計に若干の影響を及ぼした. 場所とルートツールは、常にボード上のコンポーネントに影響を与えることなく、表面のマウントコンポーネントを選択し、配置するコンポーネントピッカーとプレイスマシンのボード上に十分なスペースがあると仮定する. しかし、コンポーネントのシーケンシャル配置は、新しいコンポーネントが置かれるたびに、そのような問題を引き起こします, ボード上の各コンポーネントの最高の位置が変更されます.

このため、レイアウト設計プロセスは、自動化において低く、かつ、マニュアルの介入において高い. 現在のレイアウトツールはシーケンシャルレイアウトのコンポーネント数に制限はありません, いくつかのエンジニアは、レイアウトツールは、実際には、シーケンシャルレイアウトで使用されるときに限られていると信じて. この制限は約500のコンポーネントです. いくつかのエンジニアは、4時までにそれを考えます,000コンポーネントはボードに配置されます, 大きな問題が起こる.

設計制約

Due to the consideration of electromagnetic compatibility (EMC) and high-density design factors such as electromagnetic interference, クロストーク, 信号遅延, 差動ペア配線, 配置とルーティングの制約は毎年増加している. 例えば, 数年前, 典型的な 回路基板 配線のために必要な6つの差動対, しかし、今では. これらの600対の配線を、特定の期間に手動配線だけで実現することは不可能である, だから自動配線ツールが不可欠です.

数年前より, the number of nodes (net) in today's design has not changed much, しかし、シリコンチップの複雑さは増加しました, しかし、デザインの重要なノードの割合は大きく増加している. もちろん, 特に重要なノードのために, 場所とルートのツールは、それらを区別することができる必要があります, しかし、各ピンまたはノードを制限する必要はありません. IPCBは高精度である, 高品質PCBメーカー, などのアイソレータ, 高周波PCB, 高速PCB, IC基板, ICボード, インピーダンス, HDI PCB, 剛性フレックス基板, ブラインドブラインド, 高度PCB, マイクロ波PCB, Telfon社のPCBおよび他のIPCBは良好である PCB製造.