Teknik PCB - Guna aliran kerja automatik untuk menyedari dengan cepat dan tepat analisis EM papan sirkuit-flex yang ketat

Permintaan kelajuan penghantaran data dan saiz kecil peralatan elektronik modern meningkat setiap hari, dan pembangunan papan sirkuit fleksibel terus menerus dipromosikan. Papan sirkuit cetak flex-kasar (PCB) terdiri dari papan induk yang kasar dan sirkuit fleks. Sirkuit fleksibel pada beberapa lapisan tersambung secara langsung ke papan induk yang ketat (Figure 1). Papan flex ketat mempunyai volum yang lebih kecil, berat badan yang lebih ringan dan kos yang lebih rendah, dan digunakan secara luas dalam peralatan elektronik modern. Lengkungan yang hebat, sesuai untuk ruang kecil dan biaya penghasilan rendah, ciri-ciri ini membuatnya pilihan ideal untuk produk komunikasi bimbit.

Analisis elektromagnetik (EM) PCB flex-rigid selalu sukar, dan diperlukan untuk memmodelkan proses kompleks pembelokan dan meletakkan papan sirkuit ke ruang kecil. Aliran kerja berdasarkan penyelesaian medan penyelesaian 3D Cadence ® Clarity ⢢¢ menyediakan interoperabiliti alat yang diperlukan untuk membantu desainer menggunakan analisis unsur terbatas 3D (FEM) untuk mengesahkan dengan tepat integriti isyarat wayar yang ketat-fleksibel. Berbanding dengan proses tradisional yang bergantung pada rancangan manual, aliran kerja ini boleh menetapkan persekitaran simulasi EM secara efisien dan mengurangkan ralat.

Editor PCB Cadence Allegro ® boleh membantu desainer dengan mudah mencipta dan visualisasi papan sirkuit, dan digunakan secara luas dalam desain PCB flex-rigid. Fungsi khusus alat ini termasuk deformasi fleksibel-ketat (seperti bengkok), komposit fleksibel berbilang yang menyokong penyamaran sirkuit fleksibel, pengurusan sekatan fleksibel-ketat, dan penyamaran dan pemeriksaan ruang (seperti pemeriksaan antar lapisan). Selepas panduan rujukan penjana PCB memasang komponen dalam ruang tertentu dan lengkap bentangan papan sirkuit (ECAD), data ECAD akan diemport ke dalam Penyelesaikan 3D Kejelasan untuk simulasi EM FEM 3D lengkap. Penyelesaikan 3D jelas digunakan dalam desain sambungan kunci PCB, pakej IC dan sistem-on-chip (SoIC). Ia mengadopsi teknologi pemprosesan berbilang yang disebarkan Cadence untuk menyediakan kuasa pemprosesan hampir tidak terbatas dan kelajuan 10 kali lebih cepat untuk desain skala besar.

Compared with the simulation of plane PCB geometry configuration, the rigid-flex PCB needs to combine the rigid circuit board with the 3D flexible board that can be bent and twisted in any direction (Figure 2), and the workflow is more complicated. Kaedah reka tradisional papan flex-ketat menggunakan proses reka mekanik yang disediakan oleh komputer (MCAD). Papan sirkuit pertama diimport ke alat MCAD 3D seperti AutoCAD untuk bengkok 3D, dan kemudian papan sirkuit bengkok adalah .step/.iges/.sat Format fail dieksport ke alat EM 3D untuk ekstraksi parameter S. Proses ini sering menyebabkan ralat manusia disebabkan ketidakpadanan lubang melalui dan lapisan dan ketidakpadanan panjang semasa bengkok. Masalah tidak dapat dihindari apabila alat EM ditakrif dalam ciri-ciri bahan dan penciptaan port. . Walaupun keseluruhan proses berjaya selesai, simulasi EM mungkin tidak mungkin disebabkan masalah kompleksiti desain dan meshing. Penjana akan dipaksa jatuh ke dalam bulatan kejam tetapan simulasi dari alat MCAD, ke pemindahan semula konfigurasi geometrik, dan ke enjin EM. Proses iterasi ini memerlukan komunikasi pengguna yang rumit dan sangat memakan masa, bergantung pada skop desain, dari beberapa jam hingga beberapa hari, atau bahkan beberapa minggu.

Aliran kerja automatik

Aliran kerja Cadence mengadopsi penyelesaian yang sepenuhnya automatik dan mudah digunakan, yang dengan baik memenuhi cabaran analisis bengkok yang ketat-fleksibel. Para desainer boleh lengkap seting dalam beberapa minit. Proses ini dibahagi menjadi 5 langkah:

1. Takrifkan parameter dalam perisian penyunting PCB Allegro.

2. Import parameter ditakrif ke persekitaran Penyelesaikan 3D Kejelasan, dan sahkan ketepatan ciri-ciri fizikal, rangkaian, komponen, dan kawasan yang berbeza.

3. Guna alat port automatik untuk menentukan port.

4. Import fail .spd yang diterima ke persekitaran Penyelesaikan 3D Clarity.

5. Takrifkan frekuensi dan frekuensi penyelidikan dan mulakan simulasi. Untuk menerangkan lebih lanjut perincian aliran kerja automatik, kami menggunakan Penyelesaikan 3D Kejelasan 10 GHz dan menetapkan penyelidikan frekuensi dari 10 MHz ke 10 GHz untuk simulasi PCB flex-rigid dengan tiga bengkok. Fungsi penyulitan mata elemen tertentu pengadaptasi automatik Solver 3D boleh menyimpan ketepatan PCB flex-rigid. Teknologi paralelisasi memastikan pembahagian grid dan pengimbasan frekuensi boleh dibahagi dan disebarkan pada komputer berbilang, mengurangkan masa keseluruhan untuk simulasi struktur yang kasar-fleksibel kompleks. Gambar 4 menunjukkan simulasi [UNK]S21[UNK] dan [UNK]S11[UNK] bagi grid terpilih papan flex-ketat. Figur 5 menggambarkan ketepatan mata dan arus permukaan lapisan logam, dan kaedah pemodelan pembelokan PCB fleksibel. Aliran kerja PCB yang ketat-fleksibel menunjukkan kecepatan siklus desain produk dengan rancangan terintegrasi dan penyelesaian analisis EM. Aliran kerja sederhana dan efisien ini untuk analisis EM PCB flex-rigid boleh menyimpan penjana PCB dan EM banyak masa desain dan analisis. jurutera EM boleh menggunakan Penyelesaikan 3D Kejelasan dalam aliran kerja ini untuk PCB mempermudahkan langkah desain, cepat mengembangkan produk, dan pendek masa untuk pasar.