PCB 기술 - PCB 계획, 레이아웃 및 케이블 연결을 위한 설계 팁 및 요점

현재의 EDA 도구는 매우 강력하지만 PCB 크기 요구가 점점 작아지고 부품 밀도가 높아짐에 따라 PCB 설계의 난이도도 적지 않다.높은 PCB 플로팅 속도를 구현하고 설계 시간을 단축하려면 어떻게 해야 합니까?이 문서에서는 PCB 계획, 레이아웃 및 케이블 연결을 위한 설계 기법과 요점을 설명합니다.현재 PCB의 설계 시간은 갈수록 짧아지고, 회로기판 공간은 갈수록 작아지고, 부품 밀도는 갈수록 높아지며, 배치 규칙에 대한 요구가 매우 높고, 소자 크기가 크며, 이러한 것들은 모두 설계자의 작업에 난이도를 증가시킨다.설계 문제를 해결하고 제품 출시를 가속화하기 위해 현재 많은 제조업체들은 PCB 설계를 위해 전용 EDA 도구를 사용하는 경향이 있습니다.그러나 전용 EDA 도구는 이상적인 결과를 가져오거나 100% 배포율을 달성할 수 없으며 매우 혼란스럽습니다.남은 일을 완성하는 데는 보통 많은 시간이 걸린다.

시장에는 많은 유행하는 EDA 도구와 소프트웨어가 있지만, 용어와 기능 키의 위치가 다른 것을 제외하고는 모두 같다.이러한 도구를 사용하여 PCB 설계를 보다 효과적으로 수행하려면 어떻게 해야 합니까?경로설정을 시작하기 전에 설계를 자세히 분석하고 도구 소프트웨어를 자세히 설정하면 설계가 요구 사항에 더 적합합니다.다음은 전반적인 설계 프로세스와 단계입니다.

1. PCB의 계층 수 결정

보드 크기와 경로설정 레이어 수는 설계 초기에 결정해야 합니다.고밀도 볼 그리드 패턴(BGA) 어셈블리를 사용하도록 설계된 경우 이러한 장치를 경로설정하는 데 필요한 최소 경로설정 계층 수를 고려해야 합니다.경로설정 계층 수 및 스택 방법은 인쇄 경로의 경로설정 및 임피던스에 직접적인 영향을 미칩니다.보드의 크기는 스태킹 방법과 인쇄선의 너비를 결정하여 원하는 설계 효과를 얻을 수 있습니다.

여러 해 동안 사람들은 회로기판의 층수가 낮을수록 원가가 낮다고 생각해 왔지만, 회로기판의 제조 원가에 영향을 줄 수 있는 다른 많은 요소들이 있다.최근 몇 년 동안 다층판 간의 원가 차이는 이미 크게 낮아졌다.설계 초기에 더 많은 회로 레이어를 사용하고 구리를 균일하게 분포하여 설계가 끝나기 전에 소량의 신호가 정의된 규칙과 공간 요구에 부합하지 않는 것을 발견하여 새로운 레이어를 추가해야 하는 것을 피하는 것이 좋습니다.설계에 앞서 계획을 세밀하게 세우면 경로설정의 많은 번거로움을 줄일 수 있습니다.

2. 설계 규칙 및 제한 사항

자동 경로설정 도구 자체는 무엇을 해야 할지 알 수 없습니다. 경로설정 작업을 완료하려면 올바른 규칙과 제한 아래 경로설정 도구가 작동해야 합니다.서로 다른 신호선은 서로 다른 연결 요구가 있다.특수한 요구가 있는 모든 신호선은 반드시 분류해야 하며 부동한 설계분류는 다르다.각 신호 범주에는 우선 순위가 있어야 하며 우선 순위가 높을수록 규칙이 엄격해야 합니다.이러한 규칙은 인쇄선의 폭, 오버홀의 최대 수, 평행도, 신호선 간의 상호 영향 및 레이어의 제한을 다룹니다.이러한 규칙은 경로설정 도구의 성능에 큰 영향을 미칩니다.설계 요구사항을 신중하게 고려하는 것은 경로설정 성공의 중요한 단계입니다.

3. 어셈블리 레이아웃

제조 가능 설계(DFM) 규칙은 어셈블리 프로세스를 최적화하기 위해 부품 레이아웃을 제한합니다.어셈블리 부서에서 부품 이동을 허용하는 경우 회로를 적절하게 최적화하여 자동 경로설정을 용이하게 할 수 있습니다.정의된 규칙과 구속조건은 배치 설계에 영향을 줍니다.

배치할 때는 경로설정 채널과 오버홀 영역을 고려해야 합니다.이러한 경로와 영역은 설계자에게 명백하지만 자동 경로설정 도구는 한 번에 하나의 신호만을 고려합니다.경로설정 도구는 경로설정 구속조건을 설정하고 신호선의 레이어를 설정하여 설계자가 생각하는 대로 경로설정을 완료할 수 있습니다.

4. 부채질 디자인

패킹 설계 단계에서 자동 경로설정 도구가 구성 요소 핀을 연결할 수 있도록 표면 설치 장치의 각 핀에는 최소 하나의 오버홀이 있어야 합니다. 이렇게 하면 더 많은 연결이 필요할 때 회로 기판은 내부 계층 연결, 온라인 테스트(ICT) 및 회로 재처리가 될 수 있습니다.

자동 경로설정 도구의 효율성을 극대화하려면 가능한 최대 오버홀 크기 및 플롯 선을 사용해야 하며 간격을 50mil로 설정해야 합니다.경로 수를 최대화하는 오버홀 유형을 사용합니다.선풍기 설계를 할 때 회로 온라인 테스트의 문제를 고려할 필요가 있다.테스트 고정장치는 비용이 많이 들 수 있으며 일반적으로 전면 생산을 앞두고 주문할 수 있습니다.100% 테스트 가능성을 위해 노드를 추가하는 것만 고려한다면 너무 늦습니다.

세밀한 고려와 예측을 거쳐 회로온라인테스트의 설계는 설계의 초기에 진행될수 있으며 생산과정의 후기에 실현될수 있다.구멍을 통과하는 섹터의 유형은 경로설정 경로 및 회로 온라인 테스트에 따라 결정됩니다.전원 공급 장치 및 접지는 케이블 연결 및 팬 아웃 설계에도 영향을 미칩니다.필터 콘덴서 연결선에서 발생하는 감지 저항을 줄이기 위해 오버홀은 가능한 한 표면 설치 장치의 핀에 가깝고 필요할 경우 수동 배선을 사용할 수 있습니다.이것은 원래 구상한 경로설정에 영향을 줄 수 있으며 어떤 종류의 오버홀을 사용할지 다시 고려하게 될 수도 있습니다. 따라서 구멍과 핀 감지 사이의 관계를 고려해야 하며 오버홀 사양의 우선 순위를 설정해야 합니다.

5. 수동 연결 및 핵심 신호 처리

본고는 주로 자동 배선을 논의하지만 수동 배선은 현재와 미래의 인쇄회로기판 설계의 중요한 과정이다.수동 배선을 사용하면 자동 배선 도구를 사용하여 배선 작업을 완료할 수 있습니다.선택한 네트워크 (네트워크) 를 수동으로 라우팅하고 고정하여 자동 라우팅에 사용할 수 있는 경로를 만들 수 있습니다.

6. 자동 연결

핵심 신호의 배선은 분산 감지 및 EMC 와 같은 일부 전기 매개변수를 배선 중에 제어하는 것을 고려해야 합니다. 다른 신호의 배선도 마찬가지입니다.모든 EDA 공급업체는 이러한 매개변수를 제어하는 방법을 제공합니다.자동 경로설정 도구의 입력 매개변수와 입력 매개변수가 경로설정에 미치는 영향을 이해하면 자동 경로설정의 품질을 어느 정도 보장할 수 있습니다.

신호의 자동 라우팅은 일반 규칙을 사용해야 합니다.경로설정 도구는 지정된 신호에 사용되는 레이어와 사용된 오버홀 수를 제한하는 제한 및 경로설정 금지 영역을 설정하여 엔지니어의 설계 아이디어에 따라 자동으로 경로설정할 수 있습니다.자동 경로설정 도구에 사용되는 레이어 수와 오버홀 수가 제한되지 않으면 자동 경로설정 중에 각 레이어가 사용되고 많은 오버홀이 생성됩니다.

7. 자동 경로설정의 설계 요점은 다음과 같다.

7.1 설정을 약간 바꾸어 각종 노선의 연결을 시도한다.

7.2 기본 규칙을 그대로 유지하고 서로 다른 배선층, 서로 다른 인쇄선과 간격 너비, 서로 다른 선폭 및 서로 다른 유형의 구멍, 예를 들어 맹공, 매공 등을 시도하며 이러한 요소가 디자인 결과에 어떻게 영향을 미치는지 관찰한다.

7.3 경로설정 도구를 사용하여 필요에 따라 이러한 기본 네트워크를 처리합니다.

7.4 신호가 중요하지 않을수록 자동 경로설정 도구의 경로설정 자유도가 증가합니다.

8. 보드 모양

이전의 PCB 설계는 종종 회로 기판의 시각적 효과를 중시했지만 지금은 다르다.자동 설계된 회로 기판은 수동 설계만큼 아름답지 않지만 전자 특성은 규정된 요구를 충족시킬 수 있으며 설계의 완전한 성능을 보장합니다.