PCBニュース - PCB設計におけるPCB評価技術に関する議論

PCB evaluation skills talk: see which factors you need to pay attention to
For articles on PCB技術, 著者は直面している課題について詳しく述べることができる PCB設計 最近のエンジニア, これが評価の必須の局面になったから PCB設計. 記事で, あなたはどのようにこれらの課題と潜在的なソリューションを満たすために議論することができます解決するとき PCB設計 評価問題, 著者は、例として、Medior.

研究者として, 私が考えるものは、最新の先進技術を製品に統合する方法です. これらの先進技術は優れた製品機能で具体化できる, しかし、製品コストの削減にも. 困難は、これらの技術を効果的に製品に適用する方法にある. 考慮する多くの要因があります. 市場への時間は最も重要な要因の一つである, そして、常に更新されている市場への時間の周りに多くの決定があります. 考慮すべき要因が広い, 製品機能を含む, 設計実施, 製品試験, and whether electromagnetic interference (EMI) meets the requirements. デザインの繰り返しを減らすことが可能です, しかし、それは前の仕事の完成に依存します. ほとんどの時間, 製品設計の後期段階で問題を見つけることは容易である, そして、発見された問題に変更を加えることは、より苦痛です. しかし, 多くの人々がこの規則を知っているが, 実際の状況は別のシナリオです, それで, 多くの企業は、高度に統合された設計ソフトウェアを持つことが重要であることを知っている, しかし、この考えはしばしば高い価格で妥協される. この記事は、直面している課題について説明します PCB設計 と評価するときにどのような要因を考慮する必要があります PCB設計 ツールとして PCB設計er.

以下はその要因です PCB設計ers must consider and will affect their decision:

1. Product function

A. 基本要件をカバーする基本機能, including:

I. 回路図相互作用 PCBレイアウト

II. 自動ファンアウト配線などの配線機能, プッシュプル, etc., and wiring capabilities based on design rule constraints

Iii. Precise DRC checker

B. The ability to upgrade product functions when the company is engaged in a more complex design

I.HDI (High Density Interconnect) interface

Ii. Flexible design

Iii. Embedded passive components

Iv. Radio Frequency (RF) Design

V. Automatic script generation

Vi. Topological placement and routing

Vii. Manufacturability (DFF), Testability (DFT), Manufacturability (DFM), etc.

C. 追加製品は、アナログシミュレーションを行うことができます, デジタルシミュレーション, アナログデジタル混合信号シミュレーション, high-speed signal simulation and RF simulation

D. Have a central component library that is easy to create and manage

2. 技術的に業界のリーダーシップで、他のメーカーより多くの努力を捧げた良いパートナー, can help you design products with the greatest efficacy and leading technology in the shortest time

3. 価格は、上記の要因の間で最も重要な考慮事項でなければなりません. 注目すべきことは投資収益率である!

PCB評価には多くの要因がある. デザイナーが探している開発ツールのタイプは、彼らが従事しているデザインワークの複雑さに依存します. システムがますます複雑になって, 物理的な配線および電気部品配置の制御は非常に広い範囲に発展した, 設計プロセスのクリティカルパスの制約を設定する必要がある. しかし, あまりに多くの設計制約は設計の柔軟性を制限した. デザイナーはデザインとルールをよく理解しなければならない, 彼らがいつこれらの規則を使うべきか知っているように.

前後からの典型的な統合システム設計. It starts with the design definition (schematic input), 制約編集と密接な統合. 制約編集中, デザイナーは物理的制約と電気的制約の両方を定義できる. 電気的制約はネットワーク検証ドライブシミュレータのレイアウト前後で解析される. デザイン定義を詳しく見る, また、FPGA/PCB統合. FPGAの目的/PCB統合は双方向統合を提供することである, データ管理, FPGAとPCB間の協調設計を行う能力.

物理的実現のための同じ制約規則は、設計定義の間、レイアウトフェーズの間、入力される. これはファイルからレイアウトへのプロセスのエラーの確率を減らす. チューブ交換, 論理ゲート交換, and even input and output interface group (IO_Bank) exchange all need to be returned to the design definition stage for update, ので、各リンクのデザインが同期されて.

評価期間中, デザイナーは自分自身に問いかけなければならない?

Let’s take a look at some trends that force designers to re-examine the features of their existing development tools and start ordering some new features:

1.HDI

"The increase in the complexity of semiconductors and the total amount of logic gates has required integrated circuits to have more pins and finer pin pitches. ピンピッチが1 mmのBGAデバイス上で2000ピン以上を設計することは今日では一般的である, ピンピッチ0でデバイス上に296ピンを配置することは言うまでもない.65 mm. The need for faster and faster rise times and signal integrity (SI) requires a larger number of power and ground pins, したがって、多層基板内のより一層の層を占有する必要がある, したがって、高レベルのマイクロビアを駆動する. The need for density interconnection (HDI) technology.

HDIは、上記のニーズに応じて開発された相互接続技術である. マイクロビアと超薄誘電体, より細かいトレースとより小さな線間隔はHDI技術の主な特徴である.

2.RF design

For RF design, RF回路は、システムの概略図とシステムボードのレイアウトとして設計されるべきである, そして、その後の変換のために別々の環境で使われません. 全シミュレーション, RFシミュレーション環境のチューニングと最適化能力はまだ必要である, しかし、シミュレーション環境は「本当の」デザインより原始的なデータを受け入れることができます. したがって, データモデルと結果として生じるデザイン変換問題の違いは消えます. ファースト, デザイナーは、システム設計とRFシミュレーションの間で直接対話することができます二番目, 設計者が大規模であるかかなり複雑なRF設計を実行するなら, それらは並列に走る複数のコンピューティングプラットホームに回路シミュレーションタスクを分配したいかもしれません, または、それぞれの回路をそれぞれのシミュレータに複数のモジュールから成る設計に送りたい, シミュレーション時間を短縮する.

3. Advanced packaging

The increasing functional complexity of modern products requires a corresponding increase in the number of passive components, これは、主に低電力のデカップリングコンデンサおよび端子整合抵抗器の数の増加に反映される, 高周波用途. パッシブ表面実装装置のパッケージングは数年後にかなり縮小した, 結果は、最大密度を達成しようとするとき、まだ同じです. The technology of printed components makes the transition from multi-chip components (MCM) and hybrid components to SiP and PCBs that can be directly used as embedded passive components today. 変形の過程で, 最新の組立技術を採用した. 例えば, 層構造のインピーダンス材料の層を含み、UBGAパッケージの直下に直列終端抵抗器を使用することは、回路の性能を大きく改善する. 現在, 埋め込み受動部品は高精度で設計できる, 溶接のレーザ洗浄のための追加処理工程の必要性の除去. 無線コンポーネントはまた、基板12内に直接集積を改善する方向に移動している.

4. 剛性フレキシブルPCB

Aを設計するために 剛性フレキシブルPCB, アセンブリプロセスに影響するすべての要因を考慮しなければなりません. デザイナーは単にAをデザインできない 剛性フレキシブルPCB 硬質PCBのように, として 剛性フレキシブルPCB もう一つの硬質PCB. デザインポイントは、導体面が折れて、曲げ面の応力によって剥離しないように設計の曲げ領域を管理しなければならない. まだ考慮すべき多くの機械的要因がある, 最小曲げ半径, 誘電体厚さ, メタルシートウエイト, 銅めっき, 全体回路厚, 層数, と曲がりの数.

堅い柔軟なデザインを理解して、あなたの製品が堅い柔軟なデザインをつくることができるかどうか決めてください.

5. Signal integrity planning

In recent years, シリアル−パラレル変換またはシリアル相互接続のためのパラレルバス構造および差動対構造に関連する新技術が継続的に進められている.

並列バスとシリアルパラレル変換設計における典型的設計問題のタイプ. システムタイミング変更における並列バス設計の限界, クロックスキューと伝搬遅延のような. バス幅全体のクロックスキューのため, タイミング制約の設計はまだ難しい. クロックレートを上げるだけで問題が悪化する.

一方で, 差動対構造は、シリアル通信を実現するためにハードウェアレベルで交換可能なポイントツーポイント接続を使用する. 通常, これは、一方向シリアル“チャネル”を介してデータを転送する, これを1に重ねることができます。, 2, 4, 8, 16, と32の幅の設定. 各チャンネルは1バイトのデータを運ぶ, それで、バスは8バイトから256バイトまでデータ幅を扱うことができます, そして、データ完全性はいくつかの形式のエラー検出技術を使用することによって維持されることができます. しかし, 高いデータ率のため, その他のデザイン上の問題点. 高周波クロック再生はシステムの負担になる, クロックはすぐに入力データストリームをロックする必要があるので, そして、回路のアンチシェイク性能を改善するために, サイクルからサイクルまでジッタを低減する必要がある. 電源ノイズもデザイナーのためのさらなる問題を引き起こす. このタイプのノイズは、厳しいジッタの可能性を増加させる, これは目を開くより困難になる. 別の課題は、コモンモードノイズを低減し、ICパッケージの損失効果に起因する問題を解決することである, PCBボード, ケーブル及びコネクタ.

6. The practicality of the design kit

USB, DDR/DDR 2, 京大理, PCIエクスプレス, Rocketioと他のデザインキットは、間違いなくデザイナーが新しいテクノロジー分野に入るのを助けます. 設計キットは技術の概観を与える, 詳細な説明, そして、デザイナーが直面する困難, シミュレーションと配線制約の生成方法. それはプログラムとともに説明書類を提供する, これは、新しい技術を習得する機会をデザイナーに提供する.