Wie integrierte Werkzeuge das Design von Mehrschicht-PCB-Systemen erleichtern

Erstellt: Januar 18, 2019
Aktualisiert am: September 25, 2020

Flexible connection on a green PCB

Wenn Sie jemals einen Computer auseinandergenommen haben, dann wissen Sie, dass das gesamte System nicht auf einer einzigen PCB Platz finden kann. Die kompliziertesten Geräte, die in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, sind Mehrfach-Platinensysteme, und das Design dieser Systeme erfordert Vorstellungskraft, Planung und die richtige Designsoftware.

Starr-flexible PCBs sind nur eine weitere Art von Mehrfach-Schaltkreissystem, und die gleichen Designkonzepte gelten beim Entwerfen jedes Teils der Platine sowie des Flexbandes, das sie verbindet. Nicht alle Mehrfach-Platinensysteme müssen starr-flexible Systeme sein, aber Sie müssen Verbindungen zwischen Ihren Platinen innerhalb Ihrer Designsoftware entwerfen. Das Designen jedes Typs von Mehrfach-Platinensystem ist einfach, wenn Sie mit den besten Designwerkzeugen in einer einheitlichen Designumgebung arbeiten.

 

Funktionale Blöcke in Ihrem Mehrfach-Platinen-Design

Wenn Sie anfänglich ein Mehrfach-PCB-Design erstellen, ist es am besten, von einer 30.000-Fuß-Ansicht Ihres Systems auszugehen, bevor Sie mit dem Erstellen Ihrer Schaltpläne beginnen. Mehrfach-Platinensysteme integrieren eine Vielzahl von Funktionen in einem einzigen System. Wenn Sie ein Blockdiagramm für Ihr System erstellen, ist es einfacher zu sehen, wie verschiedene Funktionen in Ihrem System in funktionale Blöcke aufgeteilt werden können.

Genau wie funktionale Blöcke in Ihrem Blockdiagramm getrennt sind, können Sie verschiedene funktionale Blöcke auf unterschiedlichen Platinen in Ihrem Mehrfach-Leiterplatten-System trennen. Wenn Sie darüber nachdenken, wie ein Computer funktioniert, haben Sie verschiedene Karten für Anzeige, Speicher, Netzwerkverbindungen und andere Funktionen, je nach Bedarf.

Die Trennung der Funktionalität auf verschiedene Platinen basierend auf funktionalen Blöcken hilft Ihnen auch, die angemessene Lagenanzahl in jeder Platine zu bestimmen. Wenn Sie alles auf einer Platine integrieren würden, müssten Sie standardmäßig die maximale Lagenanzahl im gesamten System verwenden. Stattdessen können Sie, wenn die Platinen getrennt sind, in verschiedenen Blöcken weniger Lagen verwenden, was Ihre gesamten Fertigungskosten senken kann. Einige Platinen im System benötigen möglicherweise HDI-Design auf Mehrlagenplatinen mit hoher Lagenanzahl, während andere Platinen mit einer einfachen 4-Lagen-Platine einwandfrei funktionieren.

Ihre Verpackungsspezifikationen begrenzen die Größe und Form jeder Platine in einem Mehrfach-Platinen-Systemdesign. Wenn Ihr Paket sich in irgendeiner Weise biegen muss, müssen Sie ein Flexband verwenden, um mehrere Platinen zu verbinden. Andernfalls können Sie standardmäßige Steckverbinder und Kabel mit Kupferdraht verwenden, um Platinen in Ihrem System zu verbinden.

3D view of a multi-board system in Altium

3D-Designwerkzeuge helfen Ihnen, ein großartiges Mehrfach-Platinen-System zu bauen

 

Erkennen, wo der Schmerz herkommt

Wenn Ihre PCB-Designsoftware tatsächlich auf Multiboard-PCB-Design fokussiert ist und nicht auf einen anderen Bereich wie IC-Design, wird sie Werkzeuge enthalten, die spezialisiert sind auf das Entwerfen von Mehrfachschaltungsplatinen und rigid-flex Systemen. Dies erfordert einen Stack-Up-Manager, der es Ihnen ermöglicht, die Struktur jeder Platine in Ihrem System innerhalb eines einzigen Projekts anzupassen. Die meisten Designprogramme zwingen Sie dazu, zwischen mehreren Designprojekten hin und her zu wechseln, was Ihre kritischen Simulations-, Analyse- und Verifizierungsfunktionen im Grunde nutzlos macht.

Wenn Sie sich entscheiden, Ihre Multi-Board-Systemdesigns als Rigid-Flex-Platinen zu erstellen, sollte Ihr Layer-Stack-Up-Manager es Ihnen leicht machen, Strom, Masse und Signale über das Flexband zu verbinden, als ob es ein weiterer Abschnitt der PCB wäre, entweder als solide Kupferschicht oder als kreuzweise gehämmertes Kupfer. All dies muss innerhalb eines einzigen Projekts und in einem einzigen Programm stattfinden. Dies stellt sicher, dass Ihre Designfunktionen direkt mit Ihren Visualisierungs-, Analyse- und Regeln-Prüfungswerkzeugen integriert sind.

Die Validierung Ihres Designs bedeutet mehr, als nur Ihre Entwurfsregeln bei Bedarf zu überprüfen. Wenn Sie mit Mehrfach-Leiterplatten und starren-flexiblen Systemen arbeiten, benötigen Sie integrierte Simulationen, um potenzielle Signalprobleme zu diagnostizieren, und 3D-Visualisierungsfunktionen, um Ihren Formfaktor zu überprüfen. Andere PCB-Designplattformen erfordern, dass Sie diese Funktionen als Zusatz kaufen, und diese Zusätze integrieren sich nicht direkt in ein einzelnes Programm. Sie stecken immer noch fest, zwischen Designmodulen zu wechseln, was Ihre Produktivität zehrt und ein großes Risiko für Datenfehler darstellt.

 

Die besten Werkzeuge für Multi-Board-Designs

Die Arbeit mit Multi-Board- und starren-flexiblen Systemen erfordert 3D-Design- und Visualisierungswerkzeuge, die es Ihnen ermöglichen, eine Vorstellung davon zu bekommen, wie Ihre Boards zusammen in einem einzigen System synchronisieren werden. Mechanische und elektrische Designteams blieben aufgrund der Tatsache voneinander isoliert, dass Designprogramme in jedem Bereich nie integriert wurden. Wenn Ihre Software MCAD und ECAD-Fähigkeiten in einem einzigen Programm integriert, können Designer aus jedem Bereich zusammenarbeiten, um die beste Platinengröße, Anordnung und Funktionalität für das gesamte Gerät zu ermitteln, was den gesamten Designprozess strafft.

Eine echte MCAD/ECAD-Zusammenarbeit ermöglicht es PCB-Designern, mit mechanischen Designern und DFM-Ingenieuren zusammenzuarbeiten, um die Platine innerhalb eines 3D-Modells zu analysieren. Dies erleichtert es, Kollisionen zu verhindern, bevor die Platinen die Produktionslinie verlassen. Sie müssen keinen iterativen Designprozess verwenden, bei dem Dateien zwischen den Designteams hin und her geschickt werden. Stattdessen kann das 3D-Modell des Produkts in .STEP-Dateien innerhalb einer Organisation geteilt werden, und jeder, der am Designprozess beteiligt ist, kann in einem einzigen Programm am Design arbeiten.

Das Design von Mehrfachplatinen ist viel einfacher, wenn Ihre PCB-Designsoftware das Design mit hierarchischen Schaltplänen unterstützt. Wenn Sie Ihr Gerät in verschiedene funktionale Blöcke segmentieren, kann jedem Block sein eigener Schaltplan zugewiesen werden, und Sie können Schaltpläne einfach verbinden, wie Sie es in einem Blockdiagramm tun würden. Sie können dann jeden Teil Ihres Designs auf verschiedenen PCBs erfassen und zusehen, wie Ihr Mehrfachplatinen-Systemdesign zum Leben erwacht.

Wenn Sie sich entscheiden, Verbindungen zwischen Platinen mit Flexbändern herzustellen, benötigen Sie einen Layer-Stack-Up-Manager, der es Ihnen ermöglicht, starre und flexible Bereiche zu definieren, sowie festzulegen, wie das Flexband mit den internen Schichten in Ihren starren Abschnitten verbunden wird. Ihre CAD-Tools sollten es Ihnen leicht machen, Ihre Platinenanordnung in 2D und 3D zu visualisieren, und Ihre Routing-Tools sollten es extrem einfach machen, Verbindungen über Ihr Flexband zu routen.

Screenshot of the integrated design environment in Altium Designer

Alle Ihre kritischen Multi-PCB-Design-Tools in einem einzigen Programm

 

Multi-PCB-Design in Altiums einheitlicher Designumgebung

Altium Designer®’s einheitliche Umgebung integriert leistungsstarke CAD-Tools, Layer-Stack-Up-Management, Multi-Board-Konnektivität und Designregelprüfung in einer einzigen intuitiven Schnittstelle. Die hierarchischen Designfunktionen sind entscheidend für Multi-Board-Systemdesigns, da dies es leicht macht, Komponenten in verschiedenen funktionalen Blöcken Ihres Geräts zu verlinken. All diese Designfunktionen sind intuitiv, und die erforderlichen Befehle sind leicht innerhalb des Programms zu finden.

Die Arbeit mit den integrierten ECAD/MCAD-Designwerkzeugen in Altium Designer ermöglicht eine Echtzeit-Zusammenarbeit zwischen Entwicklungsteams innerhalb Ihrer Organisation. Andere PCB-Designsoftware-Plattformen bieten diese Art der Zusammenarbeit nicht. Sie werden in der Lage sein, genauere Modelle zu erstellen, Produktionsfehler zu vermeiden und Ihre Zeit bis zur Markteinführung zu verkürzen.

Altium Designer bietet Ihnen mehr Flexibilität als andere PCB-Designplattformen und bietet eine größere Integration mit anderen Designwerkzeugen. Sie werden in der Lage sein, zwischen 3D-Designprogrammen wie SolidWorks zu importieren und zu exportieren. Wenn Sie darüber nachdenken, den Wechsel zu Altium Designer zu machen, aber Ihre alten Design-Daten nicht verlieren möchten, haben Sie keine Angst: Die Migration von anderen Designprogrammen und die Konvertierung in das Datenformat von Altium ist einfach.

Wenn Sie nach dem besten Softwarepaket für Multi-Circuit-Boards und Rigid-Flex-Design suchen, sollten Sie Altium Designer ausprobieren. Die Funktionen für Mehrlagen-, Multi-PCB- und Rigid-Flex-Design sind mit Standard-Designwerkzeugen integriert, und die intuitive Benutzeroberfläche erleichtert das Layer-Stacking, die Anordnung der Platinen und das Falten von Bereichen. Die 3D-Viewer-Funktionen sind für die Zusammenarbeit zwischen elektrischen und mechanischen Designteams konzipiert. Andere Softwareprogramme bieten nicht dieses Niveau an Integration oder Zusammenarbeit.

Altium möchte, dass Sie ein erfolgreicher Designer werden, und stellt Ihnen dazu zahlreiche Ressourcen zur Verfügung. Altium wird Ihnen helfen, alle fortgeschrittenen Werkzeuge, die Altium Designer zu bieten hat, zu beherrschen. Sie können auch auf nützliche Designbeispiele, das AltiumLive Forum, ein Video mit Funktionstutorials und Webinare von Branchenexperten zugreifen. Altium ist voll und ganz dem Erfolg seiner Kunden gewidmet.

Jetzt können Sie eine kostenlose Testversion herunterladen und herausfinden, wie Altium Ihnen helfen kann. Sprechen Sie noch heute mit einem Altium-Experten, wenn Sie mehr über Altium und seine Funktionen für das Multi-Board-Design erfahren möchten.

 

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