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PCBボードの効率的自動配線実現のための設計技術と重要点
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PCBボードの効率的自動配線実現のための設計技術と重要点

PCBボードの効率的自動配線実現のための設計技術と重要点

2022-08-01
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Author:pcb

EDAツールは現在強力です, 小さくて小さい PCBボード サイズ要件と高いデバイス密度, 困難 PCBボード デザインは小さい. デザインの難しさを解決し、製品のリストをスピードアップするために, 多くのメーカーは、現在のデザインを実現するための特別なEDAツールを使用する傾向がある PCBボードs. しかし、専用のEDAツールは、望ましい結果を生じません, 100 %ルーティングを達成しない, 気が多い, そして、しばしば残りを行うために多くの時間がかかる. 現在市販されている多くの人気のEDAツール・ソフトウェアがあります, しかし、使用される用語とファンクションキーの位置を除いて、それらはすべて同じです. どのようにより良いデザインを実現するためにこれらのツールを使用します PCBボード? ルーティングを始める前のツールの設計と慎重なセットアップの慎重な分析は、デザインをより柔軟にします. 以下は、一般的な設計プロセスとステップです.

PCBボード

1. 層の数を決定する 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。設計が高密度ボールグリッドアレイ(BGA)コンポーネントの使用を要求する場合、これらのデバイスをルーティングするために必要とされるルーティング層の数が少なくなければならない。配線層と積層方法の数は配線の配線や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できます。長年にわたって、より少ない層が安価であると仮定されてきたが、回路基板の製造コストに影響する多くの他の要因が存在する。近年、多層基板間のコスト差が大幅に低減されている。より多くの回路層で設計を開始して、デザインの終わりまで、定義された規則とスペース要件を満たさないとき、信号の少数の数が新しい層を加えるのを強制されるのを避けるために、均一に銅を配布してください。デザインの前の慎重な計画は、配線で多くの面倒を減らします。


2 .設計規則と制限

自動ルーティングツール自体は何をすべきかわからない。ルーティング・タスクを達成するために、ルーティング・ツールは正しい規則と制約の範囲内で働く必要があります。異なる信号線は、異なる配線要件を有する。すべての信号線を特殊な要件で分類する必要があり,異なる設計分類も異なっている。それぞれのシグナルクラスは優先度を持ち、優先度が高いほどルールが厳しくなる。トレース幅、バイアの数、並列性、信号線間の相互作用、および層の制限に関する規則は、ルーティングツールの性能に大きな影響を与える。設計要件の慎重な考慮は、成功したルーティングにおける重要なステップです。


コンポーネントのレイアウト

アセンブリプロセスを合理化するために、製造可能性(DFM)規則の設計は、コンポーネント配置に制約を課す。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ば、回路はより簡単な自動ルーティングのために適切に最適化されることができます。定義する規則と制約はレイアウト設計に影響します。ルーティングチャネルとビアエリアはレイアウト中に考慮する必要があります。これらの経路と領域はデザイナーにとって明白です、しかし、自動ルーティングツールは1つの信号を考慮します、そして、ルーティング制約をセットして、どの信号線が発送されることができるかについて層を設定することによって、ルーティング・ツールはデザイナーがそれを想像するように振る舞われることができます。完全配線.


ファンアウトデザイン

ファンアウト設計フェーズでは、自動化されたルーティングツールがコンポーネントピンを接続するのを許容するために、より多くの接続が必要とされるとき、ボードが中間接続を作ることができるように、表面実装装置はピンにつき少なくとも一つのviaを持っていなければなりません。回路試験(ICT)と回路再処理における接続自動ルーティングツールを効率的にするためには、可能な限りバイアとトレースのサイズを使用してください、間隔は理想的に50ミルに設定されます。使用するビアの種類は、ルーティング経路の数を利用可能にします。ファンを設計するとき、回路内試験の問題を考慮する。テストフィクスチャは高価であり、しばしば100 %のテスト容易さのためにノードを追加することを検討するのが遅すぎるときに、完全な生産の近くでしばしば注文されます。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い,製造工程の後半段階で実現した。ビア・ファンアウトのタイプは、回路試験における配線経路及び回路によって決定される。電源と接地も配線とファンアウトデザインに影響します。フィルタコンデンサの接続ラインによって生成される誘導性リアクタンスを低減するために、ビアは、表面実装デバイスのピンに可能な限り近くなければならず、必要に応じて手動ルーティングを使用することができ、これは本来想定されるルーティングパスに影響を及ぼす可能性があり、使用するビアを再考慮することもできる。ビアとリードインダクタンスの関係を考慮しなければならない。


手動配線とキー信号処理

この記事は自動ルーティング問題に焦点を当てますが、手動ルーティングはプリント回路基板設計における重要なプロセスであるでしょう。手動ルーティングを使用すると、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に役立ちます。図2 aおよび2 bに示されるように、選択されたネットを手動にルーティングして、固定することによって、自動ルーティングの間、続くことができるパスは、形づくられることが可能である。重要な信号の数にかかわらず、それらの信号を最初に、手動で、または、自動化されたルーティングツールを使用してルート。臨界信号は、所望の性能を達成するために、しばしば慎重な回路設計を必要とする。配線が完成した後、関連する技術者は信号配線をチェックする。検査が通過すると、ワイヤが確保され、残りの信号の自動ルーティングが開始される。


自動配線

キー信号のルーティングは、分散インダクタンスやEMCなどの削減のようなルーティング中にいくつかの電気パラメータを制御することを考慮する必要がある。他の信号のルーティングも同様である。すべてのEDAベンダーはこれらのパラメータを制御する方法を提供します。自動ルーティングツールの入力パラメータとルーティングパラメータに対する入力パラメータの影響を理解した後、自動ルーティングの品質をある程度保証することができる。一般的な規則は、信号の自動ルーティングに使用されるべきです。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ルート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ルーティングできます。オートルーティングツールで使用される層と、ルーティングされたビアの数に制限がない場合、各レイヤは自動ルーティング中に使用され、多くのビアが作成されます。一旦制約がセットされて、規則がつくられるならば、自動ルーティングは予想されるように類似した結果を成し遂げるでしょう。一部のデザインが完了したあと、それは後続のルーティング・プロセスからそれを保護するために確保されます。残りのシグナルのルートに同じ手順を使用します。トレースの数は、回路の複雑さとどのように多くの一般的なルールが定義されているに依存します。シグナルの各々の型が完了したあと、残っているネットのルーティングの制約は減らされる。しかし、それによって、マニュアル干渉を必要とする多くの信号ルーティングが来ます。今日の自動ルーティングツールは非常に強力であり、しばしばルーティングの100 %を行います。しかしながら、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場合、残りの信号は手動でルーティングする必要がある。


7 .自動配線の設計上の点は

7.1わずかに設定を変えて、いろいろな経路配線をためしてください;

7.2基本的な規則を変えないでください、異なる配線層、異なった印刷ラインと間隔幅、異なる線幅、ブラインド・ビア、埋もれたビアのようなビアの異なるタイプをためしてください、そして、これらの要因がデザイン結果に影響する方法を観察してください

7.3ルーティングツールが必要に応じてデフォルトのネットを処理させる

7.4重要な信号、より多くの自由は、自動ルーティングツールがそれをルートにしなければなりません。


配線の配置

あなたが使用しているEDAツールが信号のルーティング長をリストすることができるならば、このデータをチェックしてください、そして、あなたはいくつかの制約のあるいくつかの信号が非常に長いルーティング長を持っているのを見つけるかもしれません。この問題は比較的容易であり,マニュアル編集は信号経路長を短くし,ビア数を減らすことができる。ソーティングプロセス中に、どの配線が妥当かどうかを判断する必要があります。手動で設計されたデザインのように、オートルーティングされたデザインも構成することができますし、レビュープロセス中に編集します。


回路基板の外観

以前の設計はしばしば回路基板の視覚的影響に注目した, そして今それは同じではない. 自動的に設計された PCBボード 手動設計として審美的に喜ばせるのではなく、電子的特性に関して特定の要件を満たす, そして、デザインの完全なパフォーマンスは保証されます.