回路基板と電子製品の設計

2021-10-07

Author：Frank

電子設計では、回路基板は私たちの設計内容の物理的なキャリアであり、私たちのすべての設計意図の最終的な実現はPCBによって表現されています。このように、PCB設計はどのプロジェクトにおいても不可欠な一環である。しかし、これまでの設計では、デバイス管理の周波数が低く、密度が低く、間隔が大きいため、pcb基板設計の仕事は接続を目的としており、他の機能や性能の課題はありませんでした。そのため、長い間、PCB設計はプロジェクト全体での地位が低かった。PCBの物理的接続は通常、ハードウェア論理接続設計者によって行われる。これは依然としていくつかの小製品の開発モデルである。

電子と通信技術の急速な発展に伴い、今日のPCB設計は全く異なる新しい挑戦に直面している。主な表現は以下のいくつかの方面にある：1.信号エッジレートはますます速くなり、スライス上とスライス外のクロックレートはますます高くなる。現在のクロック周波数は過去の数メガバイトではなくなり、数百メガバイトとギガバイトのクロックは単板でますます一般的になっています。チップ技術の急速な発展により、信号のエッジレートはますます速くなっている。現在、信号の立ち上がりエッジは約1 nsである。これにより、システムとボードレベルのSIおよびEMCの問題がより顕著になります。

2.回路の集積規模がますます大きくなり、I/O数が増加し続け、これにより単板の相互接続密度が増加し続け、機能が強くなるにつれて、回路の集積度も高くなってきました。チップ加工技術のレベルはますます高くなっている。従来のDIPパッケージは現在の単板ではほとんど消えており、小ピッチBGAとQFPはチップの主流パッケージとなっている。これにより、PCB設計の密度が増加しています。3製品の開発と市場投入の時間が減少しているため、私たちは使い捨て設計の成功という厳しい挑戦に直面しなければなりません。時間はコストであり、時間はお金である。電子製品の更新が非常に速い分野では、製品が1日前に発売されると、収益の機会窓口が大きくなります。4 PCBは製品が実現する物理的なキャリアであるためです。高速回路では、PCBの品質は製品の機能と性能に関係している。同じデバイスと接続、異なるPCBキャリア、その結果は異なる。

回路基板

そのため、設計プロセスは徐々に変化しています。従来、論理機能設計はハードウェア開発設計において80%以上を占めていたが、その割合は低下している。現在のハードウェア設計では、論理機能設計は50%、PCB設計部分も50%の時間を占めています。専門家は、将来の設計では、ハードウェアの論理機能オーバーヘッドはますます小さくなり、開発設計規則などの高速PCB設計のオーバーヘッドは80%以上になると予測している。

これらはすべて説明にすぎず、PCB設計は現在と将来の設計の重点と難点になるだろう。一般的に、当社のPCB設計は主に以下の点に集中している：機能の実現

・性能安定3.加工しやすい4.単板美観

機能の実現は私たちのPCBの第一歩です。従来の設計では、信号エッジレートとクロック周波数が相対的に低いため、論理接続が正しい限り、物理接続は使用性能に影響を与えなかった。しかし、このビューは現在のデザインでは使用されていません。この点を説明する例があります：米国の有名な画像検出システムメーカーの回路基板デザイナーは最近、7年前に設計、製造に成功し、市場に投入された製品が非常に安定して信頼性の高い仕事をすることができるという奇妙なことに遭遇しました。しかし、最近オフラインの製品に問題が発生し、製品が正常に動作していない。したがって、論理的な真の接続は機能を実際に実現することはできません。物理的接続の品質もこの機能を実現するための主要な条件である。性能の保証はPCBの設計に依存する。誰もがこの観点を知っている。同じ論理接続、同じデバイス、および異なるPCBは、異なるパフォーマンステスト結果を有する。良好な設計は高い安定性を持つだけでなく、さまざまな過酷なテストに合格することができます。しかし、理想的ではないデザインではこのような効果を達成することはできません。一部のローエンド製品では、多くのメーカーが使用しているチップセットは同じで、論理接続も似ています。唯一の違いは、それぞれのPCB設計レベルです。製品の違いは主にPCBの設計に表れている。加工の容易さもPCB設計品質の重要な指標である。良好なPCB設計は加工、メンテナンス、テスト、製造に便利である。PCBの品質はPCB加工メーカーとSMTメーカーの生産効率に関係するだけでなく、私たちのテストとデバッグの利便性にも密接に関連している。美しさもPCB設計の要素です。全体的な美しさと大気は見ていて気持ちが良く、PCBも工芸品です。良いPCBは足を止めて逃すことがあります。PCB設計は総合的な学科であり、品質、コスト、時間など多方面の協調の産物です。PCB設計には最高のものはなく、より良いものしかありません。要するに、高速PCB設計は現在のシステム設計分野が直面している厳しい挑戦である。設計方法、設計ツール、または設計チームの構成、エンジニアの設計思想にかかわらず、積極的に真剣に解決する必要があります。