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可制造性設計對于PCB設計的重要性

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-10-30 16:55 ? 次閱讀
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盡管圍繞著可制造性設計DFM)的價值、定義、變化性和技術爭執(zhí)頗多,但所有的問題都是基于芯片。當然,當我們開始考慮 45 和 32 納米設計時,芯片 DFM 是很關鍵的要求。然而,關注芯片 DFM,卻忽視了更重要的技術需要:面向印刷電路板的 DFM。


我們都知道即使硅片百分之百完美,如果芯片到芯片通信鏈接的任何一個元件(比如封裝,連接頭或電路板)損壞,目標系統(tǒng)可能仍然不能正常工作。許多封裝、連接器PCB 供應商也許被系統(tǒng)設計師追逼著控制他們的加工容差。

但是,除非所有供應商一致加強規(guī)范,例如一個有正負 5%容差的連接器對 PCB 正負 10%容差的系統(tǒng)可能收效不大。為了優(yōu)化系統(tǒng)設計,設計師需要研究每個元件的因果關系。迄今為止,我們沒有 DFM 工具來處理諸如此類的設計問題。

在預布局設計階段,高速系統(tǒng)或信號完整性工程師通常只能進行有限的 Spice 仿真。為確保系統(tǒng)工作正常,需要對能覆蓋所有加工容差的邊界情形進行仿真。

例如,PCB 內的金屬線寬變化、介電堆疊高度、介電質常數和損耗正切值全部都能影響阻抗和衰減。然而,僅有較大規(guī)模公司的工程師才可能有資源來定制自有的腳本,來進行上千次仿真工作,然后再對結果進行處理。即便這樣,對哪種變量進行掃描仍然沒有定義完好的標準。

最明顯缺乏的是封裝和連接器的邊界模型。對于高速設計,這些模型只能通過與頻率相關的 S 參數來精確定義。然而,極少有供應商提供好的 S 參數模型,更不用說在寬范圍頻率內的邊界模型了。

在后布局驗證階段,需要進行復雜 PCB 的精確提取和仿真,以計算詳細的轉角和彎曲??墒?,幾乎沒有工具可用。

很明顯,需要通用的 PCB 設計和驗證方法。那么,我們需要些什么呢?

讓我們關注兩大領域。對預布局設計,舉例來說,最好有 GUI 驅動的線路圖輸入編輯器,使設計師能容易地輸入每個元件的變化,仿真并處理結果,報告每個變量的產生和影響。

對后布局驗證,DFM 工具需要能自動調整版圖以覆蓋邊界情形,采用快速的全波提取器來提取寄生參數,在電路仿真中用 I/O 晶體管邊界模型仿真。

只有當設計師在設計和驗證內都考慮了工差,他們才能說做了可制造性設計。只有當工具供應商認識到芯片只是子系統(tǒng)——比如 PCB——的一部分,那么 DFM 最終才能與開發(fā)終端產品的客戶真正相關起來。

審核編輯 黃昊宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
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