Präzisions-Leiterplattenherstellung, Hochfrequenz-Leiterplatten, mehrschichtige Leiterplatten und Leiterplattenbestückung.
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Designfähigkeiten und Schlüsselpunkte zur Realisierung eines effizienten automatischen Routings von Leiterplatten
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Designfähigkeiten und Schlüsselpunkte zur Realisierung eines effizienten automatischen Routings von Leiterplatten

Designfähigkeiten und Schlüsselpunkte zur Realisierung eines effizienten automatischen Routings von Leiterplatten

2022-08-01
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Author:pcb

Obwohl EDA-Tools jetzt leistungsstark sind, mit dem kleineren und kleineren Leiterplatte Größenanforderungen und die höhere Gerätedichte, die Schwierigkeit Leiterplatte Design ist nicht klein. Um die Designschwierigkeiten zu lösen und die Auflistung der Produkte zu beschleunigen, Viele Hersteller neigen heute dazu, spezielle EDA-Werkzeuge zu verwenden, um das Design von Leiterplattes. Aber dedizierte EDA-Tools liefern nicht die gewünschten Ergebnisse, keine 100% Routing erreichen, sind unordentlich, und nehmen sich oft viel Zeit, um den Rest zu tun. Es gibt viele beliebte EDA Tool Software auf dem Markt jetzt, Sie sind aber alle gleich, außer den verwendeten Begriffen und der Position der Funktionstasten. Wie nutzen Sie diese Tools, um das Design der Leiterplatte? Sorgfältige Analyse des Designs und sorgfältige Einrichtung der Werkzeugsoftware vor Beginn des Fräsens machen das Design konformer. Im Folgenden finden Sie den allgemeinen Designprozess und die Schritte.

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1. Bestimmen Sie die Anzahl der Schichten der Leiterplatte

Leiterplattengröße und Routing-Layer müssen frühzeitig im Design ermittelt werden. Wenn das Design die Verwendung von BGA-Komponenten (High Density Ball Grid Array) erfordert, muss die geringe Anzahl von Routingschichten berücksichtigt werden, die für das Routing dieser Geräte erforderlich sind. Die Anzahl der Verdrahtungsschichten und das Stapelverfahren beeinflussen direkt die Verdrahtung und Impedanz der Leiterbahnen. Die Größe des Boards hilft, die Stapel- und Leiterbahnbreite zu bestimmen, um den gewünschten Designeffekt zu erzielen. Seit vielen Jahren wird angenommen, dass weniger Schichten billiger sind, aber es gibt viele andere Faktoren, die die Kosten für die Herstellung einer Leiterplatte beeinflussen. In den letzten Jahren wurde der Kostenunterschied zwischen Mehrschichtplatten stark reduziert. Beginnen Sie das Design mit mehr Schaltungsschichten und verteilen Sie das Kupfer gleichmäßig, um zu vermeiden, dass Sie gezwungen werden, neue Schichten hinzuzufügen, wenn eine kleine Anzahl von Signalen die definierten Regeln und Platzanforderungen nicht bis zum Ende des Designs erfüllen. Sorgfältige Planung vor dem Design reduziert viel Ärger bei der Verkabelung.


2. Konstruktionsvorschriften und -beschränkungen

Das Auto-Routing-Tool selbst weiß nicht, was zu tun ist. Um Routing-Aufgaben auszuführen, müssen Routing-Tools innerhalb der richtigen Regeln und Einschränkungen arbeiten. Verschiedene Signalleitungen haben unterschiedliche Verdrahtungsanforderungen. Es ist notwendig, alle Signalleitungen mit speziellen Anforderungen zu klassifizieren, und verschiedene Designklassifizierungen sind auch unterschiedlich. Jede Signalklasse sollte eine Priorität haben, und je höher die Priorität, desto strenger die Regeln. Regeln in Bezug auf Leiterbahnbreite, Anzahl der Durchkontaktierungen, Parallelität, Interaktion zwischen Signalleitungen und Layerbeschränkungen haben einen großen Einfluss auf die Leistung von Routing-Tools. Die sorgfältige Berücksichtigung der Konstruktionsanforderungen ist ein wichtiger Schritt zum erfolgreichen Routing.


3. Anordnung der Bauteile

Um den Montageprozess zu optimieren, setzen DFM-Regeln (Design for Manufacturability) Einschränkungen für die Platzierung von Bauteilen ein. Wenn die Montageabteilung erlaubt, die Komponenten zu bewegen, kann die Schaltung für eine einfachere automatische Routing optimiert werden. Die Regeln und Einschränkungen, die Sie definieren, beeinflussen das Layout-Design. Routingkanäle und Durchgangsbereiche müssen beim Layout berücksichtigt werden. Diese Pfade und Bereiche sind für den Designer offensichtlich, aber das Auto-Routing-Tool berücksichtigt nur ein Signal, und durch Festlegen von Routing-Einschränkungen und Festlegen der Ebenen, auf denen Signalleitungen geroutet werden können, kann das Routing-Tool dazu gebracht werden, sich so zu verhalten, wie es der Designer sich vorstellt. Komplette Verkabelung.


4. Auslegung des Lüfters

In der Entwurfsphase des Lüfters sollten Oberflächenmontagegeräte mindestens ein Durchgangs pro Pin haben, damit automatisierte Routing-Werkzeuge Bauteilstifte anschließen können, damit die Platine Zwischenschichtverbindungen herstellen kann, wenn mehr Verbindungen erforderlich sind. Anschluss, In-Circuit Test (ICT) und Kreislaufaufbereitung. Um das automatische Routing-Tool effizient zu machen, achten Sie darauf, die Größe der Vias und Leiterbahnen so weit wie möglich zu verwenden, und das Intervall ist ideal auf 50mil eingestellt. Der Typ des zu verwendenden Durchgangs, der die Anzahl der Routingpfade zur Verfügung stellt. Berücksichtigen Sie beim Entwurf eines Lüfterausgangs das Problem der In-Circuit-Prüfung. Testvorrichtungen können teuer sein und werden oft in der Nähe der vollen Produktion bestellt, wenn es zu spät ist, Knoten für 100% Testbarkeit hinzuzufügen. Nach sorgfältiger Überlegung und Vorhersage kann das Design des Schaltkreis-In-Circuit-Tests in der frühen Phase des Entwurfs durchgeführt und in der späteren Phase des Produktionsprozesses realisiert werden. Die Art des Durchlüfters wird anhand des Verdrahtungsweges und des Schaltkreis-In-Circuit-Tests bestimmt. Strom und Erdung beeinflussen auch das Verdrahtungs- und Lüfterdesign. . Um die induktive Reaktanz zu reduzieren, die durch die Anschlussleitungen der Filterkondensatoren erzeugt wird, sollten die Durchkontaktierungen so nah wie möglich an den Pins der Oberflächenmontage-Vorrichtung sein, und bei Bedarf kann ein manuelles Routing verwendet werden, das den ursprünglich geplanten Routing-Pfad beeinflussen kann und sogar dazu führen kann, dass Sie erneut überlegen, welche Die Beziehung zwischen Via- und Leadinduktivität muss berücksichtigt und die Via-Spezifikation priorisiert werden.


5. Manuelle Verdrahtung und Verarbeitung von Schlüsselsignalen

Obwohl sich dieser Artikel auf Probleme mit automatischem Routing konzentriert, ist und wird manuelles Routing ein wichtiger Prozess im Leiterplattendesign sein. Die Verwendung von manuellem Routing hilft automatischen Routing-Tools, Routing-Arbeiten abzuschließen. Wie in den Abbildungen 2a und 2b gezeigt, kann durch manuelles Routing und Fixieren der ausgewählten Netze ein Pfad gebildet werden, dem beim automatischen Routing gefolgt werden kann. Unabhängig von der Anzahl der kritischen Signale leiten Sie diese Signale zuerst, entweder manuell oder mit automatisierten Routing-Tools. Kritische Signale erfordern oft ein sorgfältiges Schaltungsdesign, um die gewünschte Leistung zu erreichen. Nachdem die Verdrahtung abgeschlossen ist, überprüft das zuständige Ingenieurpersonal die Signalverdrahtung, was viel einfacher ist. Nach Ablauf der Inspektion werden die Drähte gesichert und die automatische Weiterleitung der verbleibenden Signale beginnt.


6. Automatische Verkabelung

Das Routing von Schlüsselsignalen muss die Steuerung einiger elektrischer Parameter während des Routings berücksichtigen, wie z.B. Verringerung der verteilten Induktivität und EMV usw. Das Routing anderer Signale ist ebenfalls ähnlich. Alle EDA-Anbieter bieten eine Möglichkeit, diese Parameter zu steuern. Nach dem Verständnis der Eingabeparameter des automatischen Routing-Tools und des Einflusses der Eingabeparameter auf das Routing kann die Qualität des automatischen Routings bis zu einem gewissen Grad gewährleistet werden. Für die automatische Weiterleitung von Signalen sollten allgemeine Regeln verwendet werden. Durch Festlegen von Einschränkungen und No-Routing-Bereichen, um die für ein bestimmtes Signal verwendeten Schichten und die Anzahl der verwendeten Durchkontaktierungen zu begrenzen, kann das Routing-Tool automatisch nach dem Design-Denken des Ingenieurs routen. Wenn es keine Begrenzung für die Ebenen gibt, die vom Auto-Routing-Tool verwendet werden, und die Anzahl der Durchkontaktierungen, die geroutet werden, wird jede Ebene während des Auto-Routings verwendet und viele Durchkontaktierungen werden erstellt. Sobald die Einschränkungen festgelegt und die erstellten Regeln angewendet wurden, erzielt Auto-Routing ähnliche Ergebnisse wie erwartet, obwohl einige Aufräumarbeiten erforderlich sein können, sowie Platz für andere Signale und Netzwerk-Routing. Nachdem ein Teil des Designs abgeschlossen ist, wird er gesichert, um ihn vor nachfolgenden Routingprozessen zu schützen. Verwenden Sie die gleichen Schritte, um die verbleibenden Signale zu routen. Die Anzahl der Leiterbahnen hängt von der Komplexität der Schaltung ab und wie viele allgemeine Regeln Sie definiert haben. Nachdem jeder Signaltyp abgeschlossen ist, werden die Einschränkungen für das Routing der verbleibenden Netze reduziert. Aber damit einhergeht eine Menge Signalrouting, das manuelles Eingreifen erfordert. Heutige Auto-Routing-Tools sind sehr leistungsstark und leisten oft 100% des Routings. Wenn das automatische Routing-Tool jedoch das Routing aller Signale nicht abgeschlossen hat, müssen die verbleibenden Signale manuell geroutet werden.


7. Die Entwurfspunkte der automatischen Verdrahtung umfassen:

7.1 Ändern Sie leicht die Einstellungen und versuchen Sie eine Vielzahl von Pfadkabelungen;

7.2 Halten Sie die Grundregeln unverändert, versuchen Sie verschiedene Verdrahtungsschichten, verschiedene gedruckte Linien und Abstandsbreiten, verschiedene Linienbreiten, verschiedene Arten von Durchkontaktierungen wie blinde Durchkontaktierungen, vergrabene Durchkontaktierungen usw. und beobachten Sie, wie diese Faktoren die Entwurfsergebnisse beeinflussen;

7.3 Lassen Sie das Routing-Tool diese Standardnetze nach Bedarf verarbeiten;

7.4 Je weniger wichtig das Signal ist, desto mehr Freiheit hat das Auto-Routing-Tool, es zu routen.


8. Anordnung der Verkabelung

Wenn das EDA-Tool, das Sie verwenden, die Routinglängen der Signale auflisten kann, überprüfen Sie diese Daten und Sie können feststellen, dass einige Signale mit wenigen Einschränkungen sehr lange Routinglängen haben. Dieses Problem ist relativ einfach zu handhaben, und die manuelle Bearbeitung kann die Signalleitungslänge verkürzen und die Anzahl der Durchkontaktierungen reduzieren. Während des Sortierprozesses müssen Sie feststellen, welche Verkabelung sinnvoll ist und welche nicht. Wie manuell geroutete Designs können auch automatisch geroutete Designs während des Überprüfungsprozesses organisiert und bearbeitet werden.


9. Das Aussehen der Leiterplatte

Das vorherige Design hat oft auf die visuelle Wirkung der Leiterplatte geachtet, Und jetzt ist es nicht dasselbe. Ein automatisch entworfener Leiterplatte ist nicht so ästhetisch ansprechend wie ein manuelles Design, sondern erfüllt die spezifizierten Anforderungen an elektronische Eigenschaften, und die vollständige Leistung des Entwurfs ist garantiert.