PCB 뉴스 - PCB 평가 과정에서 고려해야 할 요소

PCB 기술의 글에 대해 저자는 최근 몇 년 동안 PCB 설계 엔지니어들이 직면한 도전을 상세히 설명할 수 있다. 왜냐하면 이것은 이미 PCB 설계의 불가결한 면을 평가하는 것이 되었기 때문이다.이 문서에서는 이러한 과제와 잠재적인 솔루션에 대한 대응 방법에 대해 설명할 수 있습니다.작성자는 PCB 설계 평가 문제를 해결할 때 Mentor의 PCB 평가 패키지를 예로 사용할 수 있습니다.

연구자로서 나는 어떻게 최신 선진 기술을 제품에 융합시킬 것인가를 고려했다.이러한 첨단 기술은 탁월한 제품 기능과 제품 비용 절감에 적용될 수 있습니다.이러한 기술을 제품에 효과적으로 적용하는 방법이 어려움입니다.고려해야 할 많은 요소들이 있다.상장 시간은 가장 중요한 요소 중 하나이며, 상장 시간을 둘러싸고 많은 의사 결정이 끊임없이 업데이트됩니다.제품 기능, PCB 설계 및 구현, 제품 테스트, EMI(전자 간섭) 준수 여부 등 고려해야 할 요소는 매우 다양합니다.PCB 설계의 반복을 줄이는 것은 가능하지만 이전 작업의 완료에 달려 있습니다.대부분의 경우 제품 PCB 설계의 후기에 문제를 쉽게 발견하고 발견된 문제를 변경하는 것이 더 고통스럽다.그러나 많은 사람들이 이 경험의 법칙을 알고 있지만, 실제 상황은 또 다른 상황이다. 즉 많은 회사들이 고도로 통합된 PCB 설계 소프트웨어를 가지고 있는 것이 중요하다는 것을 알고 있지만, 이러한 생각은 종종 높은 가격으로 인해 손상될 수 있다.이 문서에서는 PCB 설계가 직면한 과제와 PCB 설계자로서 PCB 설계 도구를 평가할 때 고려해야 할 요소에 대해 설명합니다.

PCB 설계자가 고려해야 할 요소는 다음과 같습니다. 이러한 요소는 의사 결정에 영향을 미칩니다.

1. 제품 기능

A. 기본 요구 사항을 포함하는 기본 기능:

A. 원리도와 PCB 레이아웃 간의 상호작용

B. 자동 부팅 경로설정, 밀기 등의 케이블 연결 기능과 PCB 설계 규칙 제약 조건을 기반으로 한 케이블 연결 기능

C. 정확한 DRC 검사기

B. 회사가 더 복잡한 PCB 설계에 종사할 때 제품 기능을 업그레이드하는 능력

A.HDI(고밀도 상호 연결) 커넥터

B. 플렉시블 PCB 설계

C. 내장형 소스 없는 컴포넌트

D. 무선 주파수(RF) PCB 설계

E. 스크립트 자동 생성

F. 토폴로지 레이아웃 및 경로설정

G. 제조 가능성(DFF), 테스트 가능성(DFT), 제조 가능성 등.

C. 추가 제품은 아날로그, 디지털 아날로그, 아날로그 혼합 신호 아날로그, 고속 신호 아날로그, 무선 주파수 아날로그

D. 생성 및 관리가 용이한 중앙 구성 요소 라이브러리

2. 기술적으로 업계 선두를 달리고 다른 제조업체보다 더 많은 노력을 기울이는 좋은 파트너는 가장 짧은 시간 내에 가장 효율적이고 기술 앞선 PCB 제품을 설계할 수 있도록 도와줍니다.

3.가격은 상술한 요소 중 가장 중요한 고려 요소여야 한다.더욱 주목해야 할 것은 투자 수익률!

PCB 평가에서 고려해야 할 많은 요소들이 있습니다.PCB 설계자가 찾는 개발 도구의 유형은 그들이 수행하는 PCB 설계 작업의 복잡성에 따라 달라집니다. 시스템이 점점 더 복잡해짐에 따라 물리적 배선 및 전기 컴포넌트 배치의 제어가 매우 광범위한 범위로 발전했기 때문에 PCB 설계 과정의 핵심 경로에 대한 구속을 설정할 필요가 있습니다.그러나 과도한 PCB 설계 제약조건은 PCB 설계의 유연성을 제한합니다.PCB 설계자는 PCB 설계와 규칙에 대해 잘 알고 있어야 이러한 규칙을 언제 사용할지 알 수 있습니다.

일반적인 통합형 시스템 PCB 설계 - 전면 및 후면이 정의는 구속조건 편집과 긴밀하게 통합된 PCB 설계 정의 (원리도 입력) 부터 시작합니다.구속조건 편집에서 PCB 설계자는 물리적 구속조건 및 전기 구속조건을 정의할 수 있습니다.네트워크 검증 구동 시뮬레이터 레이아웃 전후에 전기 구속이 분석됩니다.PCB의 설계 정의를 자세히 보면 FPGA/PCB 통합과도 연결됩니다.FPGA/PCB 통합의 목적은 양방향 통합, 데이터 관리 및 FPGA와 PCB 간의 공동 PCB 설계 수행 능력을 제공하는 것입니다.

레이아웃 단계에서 PCB 설계 정의 중에 물리적 구현에 사용되는 동일한 구속 규칙을 입력합니다.따라서 파일에서 레이아웃으로 이동하는 동안 오류가 발생할 확률이 낮아집니다.핀 교환, 논리 게이트 교환, 심지어 입출력 인터페이스 그룹 (IO_Bank) 교환까지 PCB 설계 정의 단계로 돌아가 업데이트해야 하기 때문에 각 링크의 PCB 설계는 동기화됩니다.

평가 과정에서 PCB 설계자는 어떤 기준이 그들에게 매우 중요한지 자문해야 합니다.

PCB 설계자가 기존 개발 도구의 기능을 재검토하고 새로운 기능을 주문하도록 강요하는 추세를 살펴보겠습니다.

1.HDI

"반도체 복잡성과 로직 도어 총량의 증가는 집적회로에 더 많은 핀과 더 정교한 핀 간격을 요구한다.핀 간격이 1mm인 BGA 부품에 2000여 개의 핀을 설계하는 것은 흔한 일이며, 핀 간격이 0.65mm인 부품에 296개의 핀을 배치하는 것은 말할 것도 없다.점점 빨라지는 상승 시간과 신호 무결성 (SI) 에 대한 수요전원 공급 장치와 접지 핀이 더 필요하므로 높은 수준의 미세 오버홀을 구동하기 위해 다중 레이어에 더 많은 레이어를 배치해야 합니다.집적도 연결(HDI) 기술에 대한 요구 사항

HDI는 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 개발된 상호 연결 기술입니다.마이크로 오버홀과 초박형 전매질, 더 정교한 흔적선과 더 작은 선 간격이 HDI 기술의 주요 특징이다.

2. RFPCB 설계

RFPCB 설계의 경우 RF 회로는 별도의 환경에서 후속 변환에 사용되는 것이 아니라 시스템 원리도와 시스템 보드 레이아웃에 직접 PCB를 설계해야 합니다.무선 주파수 아날로그 환경의 모든 아날로그, 튜닝 및 최적화 기능은 여전히 필요하지만 아날로그 환경은 실제 PCB 설계보다 더 원시적인 데이터를 수용할 수 있습니다.따라서 데이터 모델 간의 차이와 이로 인한 PCB 설계 변환 문제가 사라집니다.먼저 PCB 설계자는 시스템 PCB 설계와 RF 시뮬레이션 사이에서 직접 상호 작용할 수 있습니다.둘째, PCB 설계자가 대규모 또는 상당히 복잡한 RFPCB 설계를 수행하는 경우 병렬 플랫폼에서 실행되는 여러 컴퓨팅에 회로 시뮬레이션 작업을 할당하거나 여러 모듈로 구성된 PCB 설계의 각 회로를 각각의 시뮬레이터로 전송하여 시뮬레이션 시간을 단축할 수 있습니다.

3. 고급 포장

현대 제품의 기능 복잡성의 증가는 소스 없는 부품의 수량이 상응하게 증가하도록 요구하는데, 이는 주로 저전력, 고주파 응용에서 디커플링 콘덴서와 단자 매칭 저항기의 수량이 증가하는 데 나타난다.비록 무원 표면 부착 부품의 패키지가 몇 년 후에 대폭 줄어들었지만, 최대 밀도를 실현하려고 시도할 때 결과는 여전히 같다.인쇄 컴포넌트 기술은 다중 칩 컴포넌트(MCM) 및 혼합 컴포넌트를 내장형 패시브 컴포넌트로 직접 사용할 수 있는 SiP 및 PCB로 변환합니다.개조 과정에서 최신 조립 기술을 채용하였다.예를 들어, 계층 구조에 임피던스 재료를 포함하고 uBGA 패키징 바로 아래에 직렬 포트 임피던스를 사용하여 회로의 성능을 크게 향상시킵니다.이제 내장형 패시브 컴포넌트는 추가 용접 레이저 청소 절차 없이 고정밀 PCB 설계를 얻을 수 있습니다.무선 구성 요소도 기판 통합을 직접적으로 개선하는 방향으로 발전하고 있다.

4. 강성 유연성 PCB

PCB에 사용되는 강성 플렉시블 PCB를 설계하려면 조립 과정에 영향을 미치는 모든 요소를 고려해야 합니다.PCB 설계자는 강성 PCB처럼 강성 유연성 PCB를 단순히 설계할 수 없다. 강성 유연성 PCB가 또 다른 강성 PCB에 불과한 것과 같다.그들은 구부러진 표면의 응력으로 인해 도체가 끊어지고 박리되지 않도록 PCB 설계의 구부러진 영역을 관리해야 한다.최소 벤드 반지름, 전매질 두께 및 유형, 금속 조각 무게, 구리 도금, 전체 회로 두께, 계층 수 및 벤드 횟수와 같은 많은 기계적 요소를 고려해야 합니다.

강성-유연성 PCB 설계를 이해하고 제품이 강성-유연성 PCB 설계를 작성할 수 있는지 여부를 결정합니다.

5. 신호 무결성 계획

최근 몇 년 동안 직렬 및 변환 또는 직렬 상호 연결에 사용되는 병렬 버스 구조 및 차동 대 구조와 관련된 새로운 기술이 계속 진보하고 있습니다.

그림 2는 병렬 버스 및 직렬 변환 PCB 설계에서 발생하는 일반적인 PCB 설계 문제의 유형을 보여줍니다.병렬 버스 PCB 설계의 한계는 시계 기울기 및 전파 지연과 같은 시스템 시퀀스의 변화에 있습니다.전체 버스 너비의 클럭이 기울기 때문에 시간 제약조건에 대한 PCB 설계는 여전히 어렵다.클럭 주파수를 늘리면 문제가 더 악화될 뿐입니다.

다른 한편으로 차분대 구조는 하드웨어 수준에서 교환 가능한 점대점 연결을 사용하여 직렬 통신을 실현한다.일반적으로 1, 2, 4, 8, 16 및 32 너비 구성으로 중첩되는 단일 직렬 "채널" 을 통해 데이터를 전송합니다.각 채널은 1바이트의 데이터를 가지고 있기 때문에 버스는 8바이트에서 256바이트까지의 데이터 폭을 처리할 수 있으며 일부 형식의 오류 탐지 기술을 사용하여 데이터 무결성을 유지할 수 있습니다.그러나 데이터 속도가 높기 때문에 다른 PCB 설계 문제가 발생했습니다.고주파에서의 클럭 복구는 입력 데이터 흐름을 빠르게 잠그고 회로의 디더링 방지 성능을 높이기 위해 주기마다 디더링을 줄일 필요가 있기 때문에 시스템의 부담이 됩니다.전원 노이즈는 PCB 설계자에게도 추가적인 문제를 야기합니다.이런 종류의 소음은 심한 떨림의 가능성을 증가시켜 눈을 뜨기 더욱 어렵게 할 것이다.또 다른 과제는 공통 모드 노이즈를 줄이고 IC 패키지, PCB 보드, 케이블 및 커넥터의 손실 효과로 인한 문제를 해결하는 것입니다.

6.PCB 설계 키트의 실용성

USB, DDR/DDR2, PCI-X, PCI-Express, RocketIO와 같은 PCB 디자인 키트는 의심할 여지 없이 PCB 디자이너들이 새로운 기술 분야에 진입하는 데 도움을 줄 것이다.PCB 설계 키트는 PCB 설계자가 직면하게 될 어려움을 시뮬레이션하고 경로설정 구속을 생성하는 방법을 설명하는 기술을 개괄적으로 설명합니다.이는 프로그램과 함께 이해성 문서를 제공하여 PCB 디자이너에게 첨단 신기술을 습득할 수 있는 기회를 제공한다.