PCB 기술 - 효율적인 자동 케이블 연결을 위한 PCB 설계

오늘 이 문서에서는 PCB 계획, 레이아웃 및 케이블 연결을 위한 설계 기술과 요점을 설명합니다.

1. PCB의 계층 수 결정

수년 동안 사람들은 PCB 계층 수가 낮을수록 비용이 적게 든다고 생각했지만 회로 기판의 제조 비용에 영향을 줄 수있는 다른 많은 요소가 있습니다.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 PCB 레이아웃 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.

중요한 신호의 수에 관계없이 이러한 신호는 수동으로 또는 자동 라우팅 도구와 결합하여 먼저 라우팅되어야 합니다.핵심 신호는 일반적으로 필요한 성능에 도달하기 위해 세밀한 회로 설계를 거쳐야 합니다.연결이 완료되면 해당 공사 직원들은 신호 연결을 점검할 예정이다.이 과정은 상대적으로 쉽다.체크가 통과되면 회선을 고정하고 나머지 신호를 자동으로 라우팅하기 시작합니다

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.

구속조건을 설정하고 생성된 규칙을 적용하면 자동 라우팅이 예상과 유사한 결과를 얻습니다.물론 일부 분류 작업이 필요할 수 있으며 다른 신호 및 네트워크 경로설정에 사용할 공간을 확보해야 합니다.설계의 일부가 완료되면 후속 경로설정 프로세스의 영향을 받지 않도록 고정합니다.

나머지 신호는 동일한 절차를 사용하여 경로설정합니다.경로설정의 수는 회로의 복잡성과 정의한 일반 규칙의 수에 따라 다릅니다.각 신호 유형이 완료되면 나머지 네트워크 경로설정에 대한 제한이 줄어듭니다.그러나 그에 따라 인공적인 개입이 필요한 신호 배선이 많이 발생한다.현재 자동 경로설정 도구는 대개 100% 경로설정을 수행할 수 있을 정도로 강력합니다.그러나 자동 연결 도구가 모든 신호 연결을 완료하지 않은 경우 나머지 신호는 수동으로 연결해야 합니다.

7. 자동 경로설정의 설계 요점은 다음과 같다.

1.설정을 약간 변경하고 다양한 경로 경로를 시도합니다.

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 설계 결과에 어떻게 영향을 미치는지 관찰한다.

3. 경로설정 도구가 필요에 따라 기본 네트워크를 처리하도록 합니다.

4. 신호가 중요하지 않을수록 자동 경로설정 도구의 경로설정이 자유로워집니다.

8. 배선 배치

EDA 도구 소프트웨어를 사용하여 신호 경로설정 길이를 나열할 수 있는 경우 데이터를 확인하면 제한이 적은 일부 신호 경로설정 길이가 매우 길다는 것을 알 수 있습니다.이 문제는 비교적 쉽게 처리될 수 있으며 수동 편집을 통해 신호 경로설정 길이를 줄이고 오버홀 수를 줄일 수 있습니다.정리 과정에서 어떤 배선이 합리적이고 어떤 배선이 불합리한지 확인해야 합니다.수동 경로설정 설계와 마찬가지로 자동 경로설정 설계도 검사 중에 정렬하고 편집할 수 있습니다.

9. 보드 모양

과거에는 PCB 디자인이 PCB의 시각적 효과를 중시하는 경우가 많았지만 지금은 다르다.자동 설계된 회로 기판은 수동 설계만큼 아름답지 않지만 전자 특성은 규정된 요구를 충족시킬 수 있으며 설계의 완전한 성능을 보장합니다.