多层电路板设计如何使交期缩短

time : 2022-04-08 11:05       编辑:凡亿pcb

条理性是设计效率的关键,缺乏条理性会降低大家PCB电路板设计的效率。
以设计规则为例:在开始新项目时,许多PCB设计工程师倾向于按照自己的设计规则来重新打造设计,而不是依靠一个适当的、有条理的、系统的规则方法。
当时间因素至关重要时,这种做法会大大降低项目进展,本文将讨论可以提高多层电路板设计效率的规则方法。 
电路板设计
一致性与库管理
 
为每个正在进行的新项目重新创建PCB设计规则是一种平常做法。这可能是因为设计部门尚无适当的制程来复用规则,或者只是因为PCB设计工程师不想重复使用这些规则。
无论出于何种原因,这都表明需要更新设计工作流,以提高设计效率和一致性。如果不进行改进和提升,当前的工作流可能需要花费大量额外的时间和精力,且不一致性会导致继承问题。
每种多层电路板的设计规则都不相同。通常,大家希望PCB设计工程师充分了解规则,并能够在每个设计中输入相同的值。然而,即使他们的记忆正确,也总有输入错误值的可能性。 
缺乏一致性可能会最终导致整个系统中的多层电路板元件受到不同规则的控制。如果在同一制造面板上使用不同的电路板,这可能会是一个更大的问题。如果在不同设计之间的 一层结构不同,则可能会导致制造延期、结构不良或重新设计。 
为了简化创建多层电路板设计规则的程序,最好保存和管理这些规则,以备将来再次使用。用于保存和管理规则的地方大家称之为“库”,其中包括原理图符号、仿真模型、设计约束、PCB footprints和STEP模型。库可以像存储数据的中央文件目录一样简单,也可以是由多个目录位置和链接组成的复杂系统。 
无论如何设置CAD库,设计规则集都可以同样的方式保存。为了成功管理设计规则的“库” ,系统中应该有三种基本实践: 
1.位置:在服务器上建立一个所有用户都可以访问的中心位置。在个人电脑上保存频繁使用的设计规则和其他类型的数据,以备日后使用。这种做法可以限制其他人访问,且保存文件更容易被更改或删除。
2.命名约定:使用其他人更容易识别的方式来为保存的文件命名。日期、描述和工作编号都是很好的文件名选择。“Joes_really_cool_design_rules.txt ”这种命名方式并不推荐。
3.限制编辑权限:最好能够让设计团队成员在将自己的文件保存到该位置后便不能在此位置中进行编辑。通常,在上一次使用之后突然发现六层电路板的设计规则发生了变化将十分令人崩溃。设计团队成员可以随时将这些规则复制到新文件、进行更改,然后用新名称命名并保存。
当设计数据存储系统就位后,便利用其来保存文件。 
 
多层电路板约束、测试和系统级完整性
 
即使只有一块电路板可用,信号完整性和电源完整性仍然是设计中需要谨慎考虑的关键因素。与当今的多层电路板系统相比,单一电路板的考量因素则较为简单:电源更简单、干扰元件更少、信号传输距离更短。 
1.系统级信号完整性和电磁干扰(EMI)
确保适当的多层电路板信号完整性(SI)的最佳方式是拥有一个可靠和准确的信号完整性分析及仿真工具,以便在每一步流程中与设计协同工作。
相互作用的高速和低速信号肯定会引发信号完整性问题,此外,与所有有源元件的串扰可能性更大。因此由于高速信号间的相互作用,多层电路板设计几乎总是面临更大的电磁干扰风险。 
通过有效工具,或者借助大家的常识增强其功能,来分离模拟和数字信号、采用智能走线(意味着电路中没有直角走线)并保持信号和返回电流紧密耦合,可以显著降低电磁干扰问题。 
2.分区设计和多层电路板成本分析
基于目的和功能对元件进行物理分组,可使许多因素达到更高的安全性。这一过程称为PCB分区,可在多层电路板板设计中将子系统视为一组元件。 
适当的PCB分区可简化操作,提高成本效益,例如:
模块化,或者将标准化组件整合至更大的多种产品设计
电路板间距和外壳电路实际安装
制造更便宜、更小型的连接主板的电路板,而不是昂贵的多层电路板叠层结构中的配件 
在多层电路板设计中,分离模拟和数字电路,减少电磁干扰
3.PCB约束管理器和多层电路板辅助设备 
虽然许多约束管理器已配备完成工作所需的阻抗、叠层结构、网络和平面选择,但一个优秀的约束管理器还会考虑元件列表和参数,这将使多层电路板设计更易于管理,尤其是处理每块电路板上的数千个独立元件时。 
多层电路板约束管理器可管理高级网络类、设置散热需求、在约束条件下快速调整散热规范并处理信号条件。 
 
多层电路板系统架构和设计工具
 
对于系统的整体完整性来说,管理多层电路板系统中的连接器至关重要。
尽管大家可能已经对一切做了适当的规划,但确定适合设计的连接器时,确定连接器在外壳环境中的处理方式、是否设计电路板垂直叠层或水平分层以及潜在的腐蚀(环境、电流、电解等),所有这些都至关重要。 
在整个layout阶段,都应该对连接器进行谨慎管理,如果尚未充分考虑,则可能需要更加关注设计规则和约束管理器。在大家经过长时间的重新走线而没有足够的精力进行最后检查(比如检查过孔阻抗值)时,设计规则检查(DRC)可以使大家清楚地看到违规行为并迅速解决问题,而不是一味烦恼焦虑。 
当设计规则最开始应用于PCB设计工具中时,其操作并不简单。用户经常必须浏览多个菜单并填写多个不同的表格。通常,这些系统保存信息的方法也并不可靠,或者即使保存了,也仅仅是保存在了一个非格式化的文本文件中。但是,时代在发展。 
当今的PCB设计系统通常具备先进的设计规则和约束,可通过电子表格类型的实用程序进行访问。此外,这些规则和约束通常与设计系统中的其他功能相关联。例如,阻抗计算器可以将值直接输入规则和约束中,而无需手动输入数据。 
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