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如何在較短的時間日益復雜的電路板設計

來源:本站     時間:2020/03/19

板也變得越來越復雜,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,導致更大的板堵塞。

那么什么是好的PCB設計呢?

“這完全取決于當事者的角度。通常,PCB設計師,或躺外,和管理團隊將采取反對立場,”David Wiens建議,業(yè)務發(fā)展經(jīng)理,Mentor Graphics”。傳統(tǒng)上,PCB設計人員往往更關(guān)注“藝術(shù)品”比其可制造性或性能。相比之下,管理層將重點放在設計是否達到了預期的成本,和如何快速地進入生產(chǎn)。他們的重點是完全的表現(xiàn)?!?/trans>

PCB設計師今天最大的挑戰(zhàn)是他們現(xiàn)在要考慮多個變量的性能問題: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計師。今天,他們不得不接受的設計權(quán)衡的存在和必須解決的。它也需要驅(qū)動更多的驗證到設計過程中,這意味著更多的虛擬–而不是物理–原型評估選項,”威恩斯建議。

有一點是肯定的:PCB設計會越來越簡單,任何時間很快。

“隨著設計變得越來越復雜,所以那些做布局必須改變,“相信威恩斯”。這并不是說,經(jīng)典的布局設計,不具備應對挑戰(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)代板設計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。

“從ICS獲得低功耗,設計師創(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個電壓軌。設計師將短在一起的PCB,因此運行一個或兩個電壓軌在什么本質(zhì)上是一個干凈的PCB層。這樣的設計可以支持目前的收益和有效的權(quán)力分配一個清晰的路徑。

“今天,你必須與在硅這意味著像25電壓軌的PCB達50電壓軌的設計工作。在頂層BGA可導致,反過來,我們所稱的“瑞士奶酪”的創(chuàng)造效應–扇風,導致破碎的PCB和分配權(quán)力妥協(xié)的結(jié)果的能力。這是一個大問題。”

 

多個目標平臺(PCB形式因素)可以考慮在芯片/封裝的規(guī)劃和優(yōu)化

 

最佳實踐是存在的,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板的動力分析。今天,超過85%的設計不僅解決了電源完整性、信號完整性和可制造性的同時,“威恩斯說?!弊詈唵蔚慕鉀Q方式是通過分析?!?/trans>

展望未來,PCB設計者將不僅推動公差,而且?guī)缀螒谩?/trans>

“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。設計師是混合動力和信號分配–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設計的大問題是熱管理,”威恩斯說。

“設計采用多軌在高電流操作,所以他們越來越熱。你要看董事會和考慮什么技術(shù)來更好的進行熱。你需要考慮的“陰影”;多芯片旁邊另一個板上的相互影響。熱條件會在電源和信號完整性設計的影響方面扮演著至關(guān)重要的角色?!?/trans>

根據(jù)威恩斯的說法,模擬提供了機會,以更好地考慮這些問題。

“那你想想所有這些事情的同時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)動的決策過程進一步進入設計階段之前,你真的有一個物理設計,”威恩斯解釋說。

在設計過程中,虛擬樣機技術(shù)將使早期驗證和支持改進的權(quán)衡分析制造過程效率更高。

作為板布局變得更加復雜,所以分配變得更加重要和更明顯的好處,虛擬樣機。

“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。虛擬樣機技術(shù)是解決在設計過程中早期的關(guān)鍵。”

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隊,熱管理和機械專家,下至者社區(qū)。

“理論上,一支二十可以設計更快速地完成,”威恩斯說,“但有太多的人工作在一個設計會引起問題,所以工具的應用將支持整個企業(yè)的協(xié)作改善,”威恩斯說。

Mentor Graphics開發(fā)Xpedition包積分器,一個單一的工具,匯聚了集成電路設計、包裝設計、PCB布局來滿足這一需求。

“我們的新工具,是建立在一個虛擬的模具模型的概念,是用來提供IC封裝的優(yōu)化設計來減少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準的數(shù)據(jù)交換格式設計全過程的自動化控制,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)級的跨域邏輯驗證。

設計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貼片加工認為,先進的包裝技術(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),而設計的不同域之間的數(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,設計原型系統(tǒng)幾乎與信號/電源完整性分析,模擬和先進的全板尺檢查,熱模擬減少昂貴的,費時的物理樣機的周期,”威恩斯的結(jié)論。


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