PCB技術 - 並列PCB設計のキー原理

彼らが増加する装置の複雑さとして, PCB設計 ますます複雑になる. かなり長い間, 回路設計エンジニアは、事故なしで彼ら自身のデザインをしていました, そして、完成した回路図設計を PCB設計 エンジニア. アフター PCB設計 エンジニアは、独立して彼の仕事を完了します, 彼はガーバーファイルをPCB製造に移す. ファクトリー. 回路設計技師の仕事, PCB設計 エンジニア, and PCBメーカー 皆孤立している, そして、コミュニケーションはほとんどありません.

PCB設計の第一歩はコンセプトフェーズである。このとき、回路設計技師は、PCB設計技師と共に技術的評価を行うべきである。この評価には以下の質問があります。

1 .どのデバイスを使用しますか?

2 .どのパッケージをデバイスに使用しますか?ピンの数は何ですか。ピン構成は？

コストと性能のトレードオフに基づいて、どのように多くの層のPCBを使用するべきですか？

4 .クロック周波数や信号速度などのパラメータの目標値は？

さらに、設計技術者はまた、バスアーキテクチャ、例えばパラレルまたはシリアル接続を使用するか、インピーダンス整合戦略を考慮するべきである。インピーダンスが一致しない場合、反射、リンギングおよび他の望ましくない干渉が生じる。

現在のPCB設計に関しては、規則に従ってすべてを行うのがベストです。過去に、それは製造問題によって制約されました、しかし、現在、エンジニアがPCBのサイズを減らして、まだそれを製造可能にするようにしようとするとき、すべては複雑な制約の対象となります。設計要件は多くの制約を引き起こすかもしれませんが、デザインが過度に制約されるのを許容しないことも重要です。単純に制約を考慮した設計と比較して，シミュレーションと解析からより多くのことを学ぶことは賢明である。

シミュレーションが鍵

一旦回路が設計されて、回路図が引かれると、それは機能検証を実行する時間である。シミュレーションの目的は、物理的プロトタイプ生成を置き換えることではなく、プロトタイプの生成を避けるためである。なぜなら、シミュレーションは設計者がプロトタイプが生成されるまで一般に発見されない設計欠陥を発見することを可能にするからである。

シミュレーションプロセスでは，種々の設計トポロジーを試すことができ，異なる製造者からのデバイスに置き換えて回路性能への影響を検証した。しかし，シミュレーションでは，モデルのユーザビリティと妥当性を持つ無限の問題がある。現在、すべての一般的に使用されるPCB設計ツールキットは、高価なモデルライブラリを持っているが、特定のデバイスが複数回ライブラリにないことが起こる可能性があります。しかし、デバイスのサプライヤーは一般的に、この問題を自分たちのウェブサイト上でスパイスモデルを起動することによって解決するので、それはデバイスのサプライヤーのウェブサイト上でそれらを見つけることは良い考えです。

配線の限界

しかし、SPICEベースのシミュレーションも制限があります。それは理想的なシミュレーション信号を生成することができます。実信号は、雑音と位相シフトを有し、それによってリアリズムが変化する。

物理的実現

性能問題がシミュレーションによって排除されたあと、次のステップは物理的なプロトタイプを生成するために回路を配置して、発送することです。レイアウトとルーティングは、回路性能が設計仕様要件を満たしていることを保証しなければならず、ボード形状が設計形状パラメータと一致することを保証しなければならない。この時、機械技師と協力することが非常に必要になるでしょう。

設計制約

年に多くの課題があります PCBレイアウト, 主なものは、制約が満たされることを保証することです. これらの制約は、信号完全性問題を解決するために使用される, 製造可能性問題, 電磁妨害, 熱効果, またはこれらの問題の組み合わせ.

設計の制約に加えて、現在の特定のデバイス技術に関連する多くの要因は、PCBのレイアウトとルーティングをより複雑にします。例えば、チップオンボード（COB）などの高度な半導体実装技術は、ルーティングを非常にトリッキーにすることができる。現在の高密度パッケージはピンピッチが0.65 mm未満の2000ピン以上を保持することができる。この種のパッケージはI / Oと信号速度を管理することに大きな困難をもたらします、そして、パッケージのこの種のための脱出経路はまた、高い技術仕事です。

プログラマブル論理デバイスのPCBレイアウトとルーティングは別の課題である。いくつかのハイエンドPCB設計キット（AltiumとMentor Graphicsによって提供されるPCB設計キットのような）はFPGA供給元の設計ツールと密接にリンクされ、FPGAとPCB自体の統合設計を完了するために使用することができる。

過去には、FPGA設計技術者によって大規模なFPGAのピン構成が一般的に完了したが、PCBレイアウトとルーティングは、構成中にあまり考慮されなかった。現在、プログラマブルI / Oを持つFPGAは、トレースのソースであることを理解している。FPGAのI / O設定にマッチするようにPCBを変更するよりも、PCBレイアウトに対応するようFPGAを変更する方がずっと簡単です。

ファイナルチェック

製造用のPCBレイアウトをとる前の最終工程は最終検査です。信号完全性とタイミングは、信号が時間内に目的地に到達し、十分な品質保証を有することを保証するためにチェックされなければならない。この時点でデザイン制約の競合が明らかになり、これを重み付けなければなりません。

の終わりに PCB設計, 製造データを生成しなければなりません, 生産に関するすべての文書を含む, アセンブリとテスト. 設計プロセス全体, 設計チームメンバーと製造業者の間で十分なコミュニケーションが必要であり、製造業者の技術的な能力と制限を理解する. 加えて, 製造業者は、設計技師が最終的な誤りを発見するために検証されなければならない.