PCB技術 - 効率的な自動配線のためのPCB設計

今日, PCB設計画の設計手法と要点, レイアウトと配線.

1.PCBの層数の決定

長い間, 人々は、常にPCB層,費用が安い, しかし、回路 基板の製造コストに影響する他の多くの要因がある.近年, 多層基板間のコスト差が大幅に低減されている. より多くの回路層を使用して、デザインの初めに均等に銅を分配するのがベストです, 少数のシグナルがデザインの終わりまで定義された規則とスペース要件を満たさないのを発見するのを避けるために, 新しいレイヤーを追加することを余儀なくされるように. 設計する前の慎重な計画は、配線の多くのトラブルを減らすでしょう.

2.設計ルールと制限

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。配線作業を完了するためには、配線ツールは、正しい規則と制限の下で動作する必要があります。異なる信号線は、異なる配線要件を有する。特別な要件を持つすべての信号線を分類する必要があります別のデザイン分類が異なっている。それぞれのシグナルクラスは優先度が高く、優先度が高く、規則が厳しい。規則は、印刷ラインの幅、ビアの最大数、並列度、信号線間の相互影響、および層の制限を含む。これらのルールは配線ツールの性能に大きな影響を与える。設計要件の注意深い考慮は配線成功のための重要なステップである。

3.コンポーネントのレイアウト

アセンブリプロセスを最適化するには, デザイン 製造性（DFM）規則は部品レイアウトに制限を課す。アセンブリ部門がコンポーネントを動かすことができるなら, 回路は適切に最適化できる, 自動配線の方が便利です. 定義された規則と制約は プリント配線板レイアウト せっけい.

ルーティングチャネルおよびビアエリアは、レイアウトの間、考慮される必要がある。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同時に1つの信号を考慮します。ルーティング制約を設定して、信号線の層を設定することによって、ルーティングツールは、設計者がそのような配線を完成させたと想像することができます。

4.ファンアウトデザイン

ファンアウト設計段階では、構成要素ピンを接続するための自動ルーティングツールを有効にするために、表面実装デバイスの各ピンは、少なくとも1つのビアを有する必要があるので、より多くの接続が必要な場合、回路基板は、内部層接続、オンラインテスト（ICT）および回路再処理を行うことができる。

自動ルーティングツールの効率を最大化するために、最大ビアサイズと印刷ラインをできるだけ多く使用しなければならず、間隔は理想的に50 milに設定される。ルーティングパスの数を最大化するVIA型を使用します。ファンアウト設計を行う場合，回路オンライン試験の問題点を考慮する必要がある。テストフィクスチャは高価であることができます、そして、彼らが完全な生産に関して行くとき、彼らは通常注文されます。その後、100 %のテスト容易性を達成するためにノードを加えることを考えるならば、それはあまりに遅いでしょう。

慎重な考慮と予測の後，回路オンラインテストの設計は設計の初期段階で行い，生産工程の後期段階で実現した。ビア・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よって決定される。電源と接地は、配線とファンアウトデザインにも影響します。フィルタコンデンサの接続線によって発生する誘導リアクタンスを低減するためには、ビアを表面実装装置のピンにできるだけ近接させ、必要に応じてマニュアル配線を使用することができる。これは元々想定された配線経路に影響を及ぼすかもしれませんし、どのタイプのビアを使用するかを再検討する原因になるかもしれません。そのため、ビアとピンのインダクタンスの関係を考慮しなければなりません。

5.手動配線とキー信号処理

本論文では，自動配線について主に論じたが，現在ではプリント配線板設計の重要な工程である。マニュアル配線の使用は、配線作業を完了するために自動配線ツールを助けます。選択されたネットワーク（NET）を手動でルーティングして、固定することによって、自動ルーティングのために使うことができる経路は、形づくられることができます

キー信号の数に関係なく、これらの信号は、手動で、または自動ルーティングツールと組み合わせて最初にルーティングする必要があります。臨界信号は、通常、所望の性能を達成するために慎重な回路設計を通過しなければならない。配線が完了した後、関連する技術者は信号配線をチェックする。このプロセスは比較的容易である。点検が通過されたあと、これらの線を固定して、次に、残りの信号を自動的にルートを開始します

6.自動配線

キー信号の配線は、分配インダクタンスやEMC等を低減するなどの配線中の電気的パラメータの制御を考慮する必要がある。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。自動配線ツールの入力パラメータと配線への入力パラメータの影響を理解した後、自動配線の品質をある程度保証することができる。

一般的な規則は、信号の自動ルーティングに使用されるべきです。与えられた信号と使用されるビアの数によって使用される層を制限するために制限を設定し、配線領域を禁止することによって、配線ツールは、エンジニアの設計思想に従って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・ツールによって、使用されるレイヤーのナンバーおよびビアのナンバーが制限されない場合、各々のレイヤーは自動ルーティングの間、使われる。

制約を設定し、ルールを適用した後、自動ルーティングは期待に似た結果を達成します。もちろん、ソーティング作業を必要とし、他の信号やネットワーク配線のスペースを確保する必要がある。設計の一部が完了した後、その後の配線処理の影響を受けないように修正する。

残りのシグナルのルートに同じ手順を使用します。配線の数は、回路の複雑さと定義する一般的な規則の数に依存します。信号の各タイプが完了した後、残りのネットワーク配線の制約を低減する。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来ます。今日の自動配線ツールは非常に強力であり、通常、配線の100 %を完了することができます。しかし、自動配線ツールが全ての信号配線を完成していない場合は、残りの信号を手動で配線する必要がある。

7.自動配線の設計上の点は

1.設定を少し変更し、ルートの配線の様々なを試してください

2.基本的なルールを変更しないで、異なる配線層、異なる印刷ラインと間隔幅、異なる線幅、およびブラインドホール、埋め込みホールなどの異なる種類のビアを試してみて、これらの要因がデザイン結果にどのように影響するかを観察する

3.配線ツールを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.信号が重要でないと、配線の自動配線ツールがより自由になる。

8.配線の配置

あなたが使用しているEDAツール・ソフトウェアが信号配線長をリストすることができて、これらのデータをチェックすることができるならば、いくつかの制約のあるいくつかの信号配線長が非常に長いとわかるかもしれません。この問題は比較的容易であり、信号配線長を短くすることができ、マニュアル編集によりビア数を削減することができる。仕上げ工程では、どの配線が合理的で配線が不合理であるかを決定する必要がある。マニュアル配線設計のように、自動配線設計も検査工程中にソート・編集することができる。

9.回路基板の外観

過去に,PCB設計の視覚効果にしばしば注目される, でも今は違う. 自動的に設計された回路基板は, しかし、電子特性は、指定された要件を満たすことができます, そして、デザインの完全なパフォーマンスは保証されます.