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板也變得越來越復(fù)雜,更多的部件被放置在較小的區(qū)域。
據(jù)來自Mentor Graphics圖形,層數(shù)保持不變,在過去的五年中,但面積下降了近第三,密度上升了25分。
有更多的功能集成在硅片上,信號和電源完整性更多的電阻和電容是必需的,導(dǎo)致更大的板堵塞。
那么什么是好的PCB設(shè)計(jì)呢?
“這完全取決于當(dāng)事者的角度。通常,PCB設(shè)計(jì)師,或躺外,和管理團(tuán)隊(duì)將采取反對立場,”David Wiens建議,業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理,Mentor Graphics”。傳統(tǒng)上,PCB設(shè)計(jì)人員往往更關(guān)注“藝術(shù)品”比其可制造性或性能。相比之下,管理層將重點(diǎn)放在設(shè)計(jì)是否達(dá)到了預(yù)期的成本,和如何快速地進(jìn)入生產(chǎn)。他們的重點(diǎn)是完全的表現(xiàn)。”
PCB設(shè)計(jì)師今天最大的挑戰(zhàn)是他們現(xiàn)在要考慮多個(gè)變量的性能問題:信號或功率信號完整性;可制造性;成本。
“所有這些問題都將限制沖突和設(shè)計(jì)師。今天,他們不得不接受的設(shè)計(jì)權(quán)衡的存在和必須解決的。它也需要驅(qū)動(dòng)更多的驗(yàn)證到設(shè)計(jì)過程中,這意味著更多的虛擬–而不是物理–原型評估選項(xiàng),”威恩斯建議。
有一點(diǎn)是肯定的:PCB設(shè)計(jì)會(huì)越來越簡單,任何時(shí)間很快。
“隨著設(shè)計(jì)變得越來越復(fù)雜,所以那些做布局必須改變,“相信威恩斯”。這并不是說,經(jīng)典的布局設(shè)計(jì),不具備應(yīng)對挑戰(zhàn),但他們一定要能“加緊向板和評估不同的變量需要在現(xiàn)代板設(shè)計(jì)方面考慮合適的技能。”
Wien說,功率和熱管理是至關(guān)重要的,,都被發(fā)展硅驅(qū)動(dòng)。
“從ICS獲得低功耗,設(shè)計(jì)師創(chuàng)建和使用更多的分化電壓軌。PCB十到十五年前,IC可能最多有4個(gè)電壓軌。設(shè)計(jì)師將短在一起的PCB,因此運(yùn)行一個(gè)或兩個(gè)電壓軌在什么本質(zhì)上是一個(gè)干凈的PCB層。這樣的設(shè)計(jì)可以支持目前的收益和有效的權(quán)力分配一個(gè)清晰的路徑。
“今天,你必須與在硅這意味著像25電壓軌的PCB達(dá)50電壓軌的設(shè)計(jì)工作。在頂層BGA可導(dǎo)致,反過來,我們所稱的“瑞士奶酪”的創(chuàng)造效應(yīng)–扇風(fēng),導(dǎo)致破碎的PCB和分配權(quán)力妥協(xié)的結(jié)果的能力。這是一個(gè)大問題?!?/trans>
最佳實(shí)踐是存在的,但將取決于所使用的電壓,公差要求和板的幾何。
“八年前,沒有人對PCB板的動(dòng)力分析。今天,超過85%的設(shè)計(jì)不僅解決了電源完整性、信號完整性和可制造性的同時(shí),“威恩斯說?!弊詈唵蔚慕鉀Q方式是通過分析?!?/trans>
展望未來,PCB設(shè)計(jì)者將不僅推動(dòng)公差,而且?guī)缀螒?yīng)用。
“在過去,不同的配置采用不同板;今天,大多數(shù)的布局看起來一樣。設(shè)計(jì)師是混合動(dòng)力和信號分配–板布局是交織在一起的。從制造的角度來看,這不是一個(gè)問題。你把一塊銅和簡單的黑客入侵了信號和電源。
“隨著現(xiàn)代PCB設(shè)計(jì)的大問題是熱管理,”威恩斯說。
“設(shè)計(jì)采用多軌在高電流操作,所以他們越來越熱。你要看董事會(huì)和考慮什么技術(shù)來更好的進(jìn)行熱。你需要考慮的“陰影”;多芯片旁邊另一個(gè)板上的相互影響。熱條件會(huì)在電源和信號完整性設(shè)計(jì)的影響方面扮演著至關(guān)重要的角色。”
根據(jù)威恩斯的說法,模擬提供了機(jī)會(huì),以更好地考慮這些問題。
“那你想想所有這些事情的同時(shí)并沒有在隔離是很重要的。
“這就是被稱為“連續(xù)推左',這是驅(qū)動(dòng)的決策過程進(jìn)一步進(jìn)入設(shè)計(jì)階段之前,你真的有一個(gè)物理設(shè)計(jì),”威恩斯解釋說。
在設(shè)計(jì)過程中,虛擬樣機(jī)技術(shù)將使早期驗(yàn)證和支持改進(jìn)的權(quán)衡分析制造過程效率更高。
作為板布局變得更加復(fù)雜,所以分配變得更加重要和更明顯的好處,虛擬樣機(jī)。
“添加RF的傳統(tǒng)劃分問題和你面對重要的形式因素的問題,”威恩斯解釋說。”一切都擠到相同的板,你必須創(chuàng)建有效的屏蔽模式,不僅在相同的板,而且在板和墻之間的電路使用。虛擬樣機(jī)技術(shù)是解決在設(shè)計(jì)過程中早期的關(guān)鍵?!?/trans>
一系列的工具來解決用戶的需求,從企業(yè)層面,典型的信號完整性大的全球團(tuán)隊(duì),熱管理和機(jī)械專家,下至者社區(qū)。
“理論上,一支二十可以設(shè)計(jì)更快速地完成,”威恩斯說,“但有太多的人工作在一個(gè)設(shè)計(jì)會(huì)引起問題,所以工具的應(yīng)用將支持整個(gè)企業(yè)的協(xié)作改善,”威恩斯說。
Mentor Graphics開發(fā)Xpedition包積分器,一個(gè)單一的工具,匯聚了集成電路設(shè)計(jì)、包裝設(shè)計(jì)、PCB布局來滿足這一需求。
“我們的新工具,是建立在一個(gè)虛擬的模具模型的概念,是用來提供IC封裝的優(yōu)化設(shè)計(jì)來減少PCB層和優(yōu)化路徑,減少互連封裝基板和印刷電路板的成本,”威恩斯解釋道。
該工具提供了使用標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)交換格式設(shè)計(jì)全過程的自動(dòng)化控制,采用硬件描述語言,表格和圖形的原理提供跨域引腳映射和系統(tǒng)級的跨域邏輯驗(yàn)證。
設(shè)計(jì)集成工具提供了一種用于BGA球圖規(guī)劃和優(yōu)化基于一種“智能”概念正式銷流程,通過用戶定義的規(guī)則。
深圳市銘華航電SMT貼片加工認(rèn)為,先進(jìn)的包裝技術(shù)–如TSV,多芯片模塊和非常高的器件引腳數(shù)–創(chuàng)造了顛覆性的技術(shù),而設(shè)計(jì)的不同域之間的數(shù)據(jù)傳輸,傳統(tǒng)上一直使用微軟Excel電子表格,開始打破。
“今天,設(shè)計(jì)原型系統(tǒng)幾乎與信號/電源完整性分析,模擬和先進(jìn)的全板尺檢查,熱模擬減少昂貴的,費(fèi)時(shí)的物理樣機(jī)的周期,”威恩斯的結(jié)論。