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PCB基板レイアウトの巧妙な技術とプロセス欠陥の処理
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PCB基板レイアウトの巧妙な技術とプロセス欠陥の処理

2022-02-15
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Author:pcb

AS PCBボード サイズ要件は小さくなっている, デバイスの密度要件が高くなっている, と PCBボード デザインはますます難しくなってきている. 高ルーティングレートを達成する方法 PCBボード 設計時間を短縮する, のデザインスキルについて話しましょう PCBボード 計画, レイアウトと配線. ツールのソフトウェアの慎重な分析と慎重なセットアップは、ルーティングを始める前にされなければなりません, どちらがデザインをより柔軟にするでしょう.

PCBボード

1. レイヤーの数を決定します PCBボード
ボードサイズとルーティング層は、デザインの初期に決定される必要があります. 配線層の数と積層方法は、配線の配線とインピーダンスに直接影響する. ボードのサイズは、スタックを決定し、目的の設計効果を達成するために幅をトレースするのに役立ちます. 多層基板間のコスト差は現在小さい, そして、デザインはより多くの回路層と銅の均一な配布から始めます.

2. Design Rules and Limitations
To successfully complete routing tasks, ルーティングツールは、正しい規則と制約の中で働く必要があります. すべての信号線を特別な要件で分類する, 各信号クラスは優先度を持たなければならない, 優先度が高いほど, 規則はより厳しい. トレース幅に関する規則, バイア数, 並列性, 信号線間相互作用, と層の制限は、ルーティングツールのパフォーマンスに大きな影響を与える. 設計要件の慎重な考慮は成功ルーティングの重要なステップである.

3. Layout of components
During the assembly process, design for manufacturability (DFM) rules impose constraints on component placement. アセンブリ部門がコンポーネントを動かすことができるなら, 回路は、容易に自動ルーティングのために適切に最適化され得る. あなたが定義する規則と制約はレイアウト設計に影響します. 自動ルーティングツールは、1つの信号. ルーティングの制約を設定し、信号線をルーティングできる層を設定することで, ルーティングツールは、設計者が想定したルーティングを完了することができます.
例えば, for the レイアウト of the power lines:
1) In the PCBボード layout, 電源分離回路は、関連する回路の近くに設計されるべきである, 電源部に配置するのではなく, そうでなければ、それはバイパス効果に影響しません, しかし、電源線と接地線上の流れ脈動電流, causing harassment;
2) For the power supply direction inside the circuit, 電源は、前段から前段まで採用すべきである, and the power supply filter capacitor of this part should be arranged near the last stage;
3) For some main current channels, デバッグやテスト中の電流の切断や測定など, 現在のギャップはレイアウト中に印刷導体に配置されるべきである. 加えて, 調整された電源のレイアウトには、できるだけ多くの別のプリントボードに注意を払う. 電源および回路がプリント板を共有するとき, レイアウト内, 調整された電源及び回路部品の混合配置又は電源及び回路の接地は避けるべきである. このような配線は干渉を起こしやすいからである, しかし、メンテナンス中に負荷を切断することはできません, そして、印刷されたワイヤーの一部だけが切られることができます, これによって プリント回路基板.

4. Fan-Out Design
During the fan-out design phase, 表面実装デバイスは、基板が層間接続を行うことを可能にするためにピンにつき少なくとも1つのビアを有するべきである, 回路試験, そして、より多くの接続が必要であるとき、回路再処理. 自動ルーティングツールを効率的にするために, できるだけ多くのビアとトレースのサイズを使用してください, そして、間隔は理想的に50ミル. 利用するビアのタイプは、利用可能なルーティング経路の数を作ります. 慎重な考慮と予測の後, 回路試験における回路の設計は設計の初期段階で行うことができ,製造工程の後期に実現した. ビア・ファンアウトのタイプは、回路試験において経路及び回路に基づいて決定される. 電源と接地もルーティングとファンアウト設計に影響する.

5. Manual wiring and processing of critical signals
Manual routing is an important process in printed circuit board design now and in the future, 手動ルーティングはルーティング作業を完了するための自動ルーティングツールを支援する. 選択されたネットを手動でルーティングして固定することによって, 自動ルーティングのために続くことができる経路を形成できる. 最初のクリティカル信号, 手動または自動ルーティングツールと組み合わせて. 配線完了後, 関連するエンジニアリングと技術者はこれらの信号の配線をチェックする. 検査合格後, ワイヤーが固定される, そして、残りの信号の自動配線を開始する. 接地線におけるインピーダンスの存在, それは回路に共通のインピーダンス干渉をもたらす. したがって, 配線, 任意のポイントを地面のシンボルと接続しないでください, これは、有害な結合を引き起こし、回路の動作に影響を及ぼす可能性がある. 高い周波数で, ワイヤの誘導性リアクタンスは、ワイヤ自体の抵抗より大きい大きさのオーダーである. この時に, 小さな高周波電流しか電流を流しても, ある高周波電圧降下が発生する. したがって, 高周波回路, the PCBボード レイアウトは、できるだけコンパクトに配置されるべきです, そして、印刷された導体は、できるだけ短くなければなりません.
また、プリント配線間には相互インダクタンスおよびキャパシタンスがある. 動作周波数が大きい場合, 他の部分に干渉を起こす, 寄生結合干渉という. Possible suppression methods are:
1) Try to shorten the signal wiring between all levels;
2) Arrange the circuits at all levels in the order of the signals to avoid the signal lines at all levels crossing each other;
3) The wires of the two adjacent panels should be vertical or cross, not parallel;
4) When the signal wires are to be arranged in parallel in the board, これらの電線は、できるだけ多くの距離で分離されるべきである, またはシールドの目的を達成するために接地線と電源線によって分離される.

6. Auto-routing
For the wiring of key signals, 配線中の電気的パラメータの制御を検討する必要がある, 分布インダクタンスの減少, etc. 自動配線ツールの入力パラメータの理解と配線への入力パラメータの影響, 自動配線の品質はある程度まで得られる. 保証. 一般的なルールは、オートトレッキング信号. 与えられたシグナルと使用されるビアの数に使用される層を制限するために、制約と無ルーティング領域を設定することによって, ルーティングツールは、エンジニアの設計思考に従って自動的に経路指定できます. 制約の設定と作成規則の適用, オートルーティングは予想通りの結果を達成する, そして、デザインの一部が完了した後, これは、その後のルーティングプロセスの影響を受けることを防ぐために修正されて. トレースの数は、回路の複雑さに依存し、どのように多くの一般的なルールが定義されます. 今日の自動ルーティングツールは非常に強力であり、通常ルーティングの. しかし, 自動ルーティングツールがすべての信号のルーティングを完了しないとき, 残りのシグナルは手動でルーティングする必要がある.

7. Wiring arrangement
For some signals with few constraints, 配線の長さは非常に長い. この時に, まず、どの配線が妥当かを判断することができます, そして、信号配線長を短くして、マニュアル編集によって、ビアの数を減らす PCBボード.