Tin tức về PCB - Cải thiện hiệu quả dây trong thiết kế PCB

Có rất nhiều phần mềm công cụ EDA phổ biến trên thị trường, nhưng tất cả các phần mềm thiết kế PCB này đều giống nhau ngoại trừ các thuật ngữ và chức năng quan trọng khác nhau. Làm thế nào để sử dụng các công cụ này để thực hiện thiết kế PCB tốt hơn? Thiết kế trước khi bắt đầu cáp. Phân tích cẩn thận và thiết lập cẩn thận phần mềm công cụ sẽ làm cho thiết kế phù hợp hơn. Dưới đây là quy trình và các bước thiết kế tổng thể.

1. Xác định số lớp của PCB

Kích thước của bảng mạch và số lượng lớp dây cần được xác định khi bắt đầu thiết kế. Nếu thiết kế yêu cầu sử dụng cụm lưới bóng mật độ cao (BGA), bạn phải xem xét số lượng lớp dây tối thiểu cần thiết để định tuyến các thiết bị này. Số tầng dây và phương pháp xếp chồng sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến hệ thống dây và trở kháng của dòng in. Kích thước của bảng giúp xác định phương pháp xếp chồng và chiều rộng của dòng in để đạt được hiệu quả thiết kế mong muốn.

Trong nhiều năm, người ta đã nghĩ rằng các lớp của bảng càng thấp thì chi phí càng thấp, nhưng có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến chi phí sản xuất bảng. Sự khác biệt về chi phí giữa các tấm nhiều lớp đã giảm đáng kể trong những năm gần đây. Tốt nhất là sử dụng nhiều lớp mạch hơn và phân phối đồng đều khi bắt đầu thiết kế để tránh buộc phải thêm các lớp mới bằng cách phát hiện ra rằng một lượng nhỏ tín hiệu không đáp ứng các quy tắc và yêu cầu không gian được xác định trước khi kết thúc thiết kế. Lập kế hoạch cẩn thận trước khi thiết kế sẽ làm giảm nhiều rắc rối trong hệ thống dây điện.

2, Quy tắc và giới hạn thiết kế

Công cụ cáp tự động không biết phải làm gì. Để hoàn thành nhiệm vụ cáp, công cụ cáp cần phải hoạt động với các quy tắc và giới hạn chính xác. Các đường tín hiệu khác nhau có các yêu cầu dây điện khác nhau. Tất cả các đường tín hiệu có yêu cầu đặc biệt phải được phân loại, và phân loại thiết kế khác nhau là khác nhau. Mỗi loại tín hiệu nên có một mức độ ưu tiên và mức độ ưu tiên càng cao, các quy tắc càng nghiêm ngặt. Các quy tắc này liên quan đến chiều rộng của đường in, số lượng lỗ tối đa, độ song song, ảnh hưởng lẫn nhau giữa các đường tín hiệu và giới hạn của các lớp. Những quy tắc này có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của các công cụ định tuyến. Xem xét cẩn thận các yêu cầu thiết kế là một bước quan trọng trong việc định tuyến thành công.

3, bố trí của các thành phần

Để tối ưu hóa quy trình lắp ráp, các quy tắc thiết kế sản xuất sẽ hạn chế bố trí các bộ phận. Nếu bộ phận lắp ráp cho phép các bộ phận di chuyển, mạch có thể được tối ưu hóa thích hợp, thuận tiện hơn cho hệ thống dây điện tự động. Các quy tắc và ràng buộc được xác định sẽ ảnh hưởng đến thiết kế bố cục.

Bạn cần cân nhắc các kênh đi dây và vùng qua lỗ khi bố trí. Các đường dẫn và khu vực này rất rõ ràng đối với nhà thiết kế, nhưng các công cụ cáp tự động chỉ xem xét một tín hiệu tại một thời điểm. Bằng cách thiết lập các ràng buộc cáp và thiết lập các lớp cho các đường tín hiệu, công cụ cáp có thể thực hiện việc định tuyến như nhà thiết kế tưởng tượng.

4. Thiết kế quạt

Trong giai đoạn thiết kế quạt ra, để cho phép các công cụ định tuyến tự động kết nối các chân thành phần, mỗi chân của thiết bị gắn trên bề mặt phải có ít nhất một lỗ để khi cần kết nối nhiều hơn, bảng có thể là kết nối lớp bên trong, kiểm tra trực tuyến (ICT) và tái xử lý mạch.

Để tối đa hóa hiệu quả của các công cụ định tuyến tự động, kích thước quá lỗ tối đa và dây in phải được sử dụng càng nhiều càng tốt và khoảng thời gian lý tưởng được đặt là 50 triệu. Sử dụng loại overhole để tối đa hóa số lượng đường dẫn định tuyến. Khi thực hiện thiết kế quạt, cần phải xem xét vấn đề kiểm tra mạch trực tuyến. Các vật cố thử nghiệm có thể tốn kém và thường được đặt hàng khi chúng sắp được sản xuất đầy đủ. Nếu chỉ xem xét thêm các nút để đạt được khả năng kiểm tra 100%, thì đã quá muộn.

Với sự cân nhắc và dự đoán cẩn thận, việc thiết kế thử nghiệm mạch trực tuyến có thể được thực hiện sớm trong thiết kế và đạt được sau này trong quá trình sản xuất. Loại quạt qua lỗ được xác định dựa trên đường dẫn dây và kiểm tra mạch trực tuyến. Nguồn điện và mặt đất cũng có thể ảnh hưởng đến thiết kế cáp và quạt. Để giảm điện trở cảm do dây kết nối của tụ điện lọc tạo ra, lỗ thủng phải càng gần chân của thiết bị gắn trên bề mặt càng tốt và có thể sử dụng dây dẫn tay nếu cần. Điều này có thể ảnh hưởng đến đường dẫn cáp được hình dung ban đầu và thậm chí có thể khiến bạn phải suy nghĩ lại về loại quá tải nào để sử dụng, vì vậy mối quan hệ giữa các lỗ và cảm biến pin phải được xem xét và ưu tiên các thông số kỹ thuật quá tải.

5. Hướng dẫn sử dụng dây và xử lý tín hiệu chính

Trong khi bài viết này chủ yếu đề cập đến vấn đề hệ thống dây điện tự động, hệ thống dây điện thủ công là một quá trình quan trọng trong thiết kế bảng mạch in hiện tại và tương lai. Việc sử dụng cáp thủ công giúp các công cụ cáp tự động hoàn thành công việc định tuyến. Bất kể số lượng tín hiệu chính, các tín hiệu này nên được định tuyến trước, có thể được định tuyến bằng tay hoặc kết hợp với các công cụ định tuyến tự động. Các tín hiệu quan trọng thường phải được thiết kế mạch cẩn thận để đạt được hiệu suất mong muốn. Sau khi hệ thống dây điện hoàn tất, nhân viên kỹ thuật liên quan sẽ kiểm tra hệ thống dây điện tín hiệu. Quá trình này tương đối dễ dàng. Sau khi kiểm tra đủ điều kiện, cố định các đường dây này và sau đó bắt đầu tự động định tuyến các tín hiệu còn lại.

6, dây tự động

Việc nối dây các tín hiệu quan trọng cần xem xét việc kiểm soát một số thông số điện trong quá trình nối dây, chẳng hạn như giảm độ tự cảm phân tán và EMC, v.v. Việc nối dây các tín hiệu khác cũng tương tự. Tất cả các nhà cung cấp EDA sẽ cung cấp một cách để kiểm soát các thông số này. Sau khi hiểu các thông số đầu vào của công cụ cáp tự động và ảnh hưởng của các thông số đầu vào đối với hệ thống cáp, chất lượng của hệ thống cáp tự động có thể được đảm bảo ở một mức độ nào đó.

Các quy tắc chung nên được sử dụng để tự động định tuyến tín hiệu. Bằng cách thiết lập các khu vực giới hạn và cấm hệ thống dây để hạn chế các lớp được sử dụng bởi một tín hiệu nhất định và số lượng các lỗ được sử dụng, công cụ hệ thống dây có thể tự động định tuyến theo ý tưởng thiết kế của kỹ sư. Nếu số lượng các lớp và số lượng các lỗ được sử dụng bởi các công cụ cáp tự động là không giới hạn, mỗi lớp sẽ được sử dụng trong quá trình cáp tự động và nhiều lỗ sẽ được tạo ra.

Sau khi thiết lập các ràng buộc và áp dụng các quy tắc đã tạo, hệ thống cáp tự động sẽ nhận được kết quả tương tự như mong đợi. Tất nhiên, một số công việc phân loại có thể được yêu cầu và cần đảm bảo không gian được sử dụng cho các tín hiệu và hệ thống mạng khác. Khi một phần của thiết kế được hoàn thành, nó được cố định để giữ cho nó không bị ảnh hưởng bởi quá trình định tuyến tiếp theo.

Sử dụng các bước tương tự để định tuyến các tín hiệu còn lại. Số lượng dây phụ thuộc vào độ phức tạp của mạch và số lượng quy tắc thông thường mà bạn xác định. Khi mỗi loại tín hiệu được hoàn thành, các hạn chế đối với hệ thống cáp mạng còn lại sẽ giảm. Nhưng cùng với đó là rất nhiều hệ thống cáp tín hiệu đòi hỏi sự can thiệp thủ công. Các công cụ định tuyến tự động hiện nay rất mạnh mẽ và thường có thể hoàn thành 100% việc định tuyến. Tuy nhiên, khi các công cụ định tuyến tự động chưa hoàn thành tất cả việc định tuyến tín hiệu, các tín hiệu còn lại cần được định tuyến bằng tay.

7. Các điểm thiết kế của dây tự động PCB bao gồm:

7.1 Thay đổi cài đặt một chút, thử các tuyến đường khác nhau;

7.2 Giữ nguyên các quy tắc cơ bản, thử các lớp dây khác nhau, chiều rộng dòng và khoảng cách in khác nhau, chiều rộng dòng khác nhau và các loại lỗ khác nhau như lỗ mù, lỗ chôn, v.v. và xem các yếu tố này ảnh hưởng đến kết quả thiết kế như thế nào;

7.3 Cho phép các công cụ cáp xử lý các mạng mặc định này theo yêu cầu;

7.4 Tín hiệu càng ít quan trọng, công cụ định tuyến tự động càng tự do.

8. Sắp xếp dây PCB

Nếu bạn đang sử dụng phần mềm công cụ EDA có thể liệt kê độ dài dây tín hiệu, hãy kiểm tra dữ liệu này và bạn có thể thấy rằng một số tín hiệu hầu như không bị ràng buộc có độ dài dây rất dài. Vấn đề này tương đối dễ xử lý và có thể được thực hiện bằng cách chỉnh sửa thủ công để giảm độ dài dây tín hiệu và giảm số lượng lỗ quá mức. Trong quá trình hoàn thiện, bạn cần xác định dây nào hợp lý và không hợp lý. Giống như thiết kế cáp thủ công, thiết kế cáp tự động cũng có thể được sắp xếp và chỉnh sửa trong quá trình kiểm tra.

9. Xuất hiện bảng PCB

Các thiết kế trước đây có xu hướng tập trung vào hình ảnh của bảng mạch, nhưng bây giờ nó khác. Bảng mạch được thiết kế tự động không đẹp như thiết kế thủ công, nhưng các tính năng điện tử có thể đáp ứng các yêu cầu quy định và đảm bảo hiệu suất hoàn chỉnh của thiết kế.