Unión por hilo en Altium Designer

Introducción

La tecnología de unión por alambre ha evolucionado significativamente a lo largo de los años, así como sus casos de uso y aplicaciones. A medida que los dispositivos se vuelven más compactos y potentes, los diseñadores necesitan herramientas precisas para manejar interconexiones complejas, y Altium Designer ha respondido con capacidades que simplifican la unión por alambre para diseños Chip-on-Board (COB), dados apilados en cavidad y otras aplicaciones de alto rendimiento. Este artículo explora las características avanzadas de unión por alambre en Altium Designer y cómo aseguran la fiabilidad.

Técnicas Avanzadas de Unión por Alambre en Altium Designer

La herramienta de unión por alambre de Altium Designer ofrece una gama de nuevas capacidades, facilitando la incorporación de técnicas avanzadas de unión en los diseños de PCB. Veamos algunas de las características más destacadas:

• Unión de Alambres para Dados Apilados en Cavidad: Los usuarios ahora pueden manejar fácilmente las interconexiones complejas requeridas para dados apilados dentro de una estructura de cavidad, también conocida como circuitos integrados 3D. Utilizando el Modo Avanzado Rígido y Flex en el Administrador de Pila de Capas, las estructuras de dados y las almohadillas de dado pueden ser fácilmente dibujadas y colocadas en diferentes apilamientos para crear una estructura 3D. La capacidad de Altium Designer para visualizar uniones de alambre en vista 3D permite a los diseñadores asegurarse de que las alturas, longitudes, diámetros y trayectorias de los bucles de unión de alambre estén optimizados para los requisitos eléctricos y mecánicos del diseño. Estas visualizaciones 3D son cruciales al manejar el paso fino y los altos conteos de pines típicos de las estructuras de dados apilados utilizados en computación avanzada y dispositivos móviles.

Unión de alambres para dados apilados en la cavidad (Circuito Integrado 3D)

• Unión de Alambre de Dado a Dado: La herramienta de Unión de Alambre de Altium Designer permite la unión de alambre de dado a dado, una técnica utilizada para minimizar la inductancia parásita y la interferencia de señal. Múltiples dados pueden ser conectados directamente con uniones de alambre sin requerir almohadillas intermedias o vertidos de cobre, reduciendo la longitud del bucle y optimizando el rendimiento para aplicaciones de alta frecuencia y alta potencia.

Unión de alambre de dado a dado

• Unión de Dados a Masa de Cobre: En muchas aplicaciones de electrónica de potencia y de alta corriente, conectar el dado directamente a una masa de cobre es esencial para un rendimiento térmico y eléctrico efectivo. La herramienta de Unión de Alambres de Altium Designer facilita esto al permitir una unión precisa de alambres entre el dado y un área de masa de cobre en el PCB. Este método es particularmente útil en diseños de alta potencia, como módulos de gestión de energía, donde la disipación de calor y las capacidades de manejo de corriente son críticas. Al permitir la conexión de alambres de unión directamente a grandes masas de cobre, los diseñadores pueden asegurarse de que el rendimiento eléctrico y térmico esté optimizado, reduciendo la necesidad de interconexiones y vías adicionales.

Múltiples uniones de alambres en masas de cobre

• Múltiples Uniones de Alambres para el Mismo Pad del Dado: La herramienta de Unión de Alambres de Altium Designer también admite múltiples uniones de alambres desde el mismo pad del dado para mejorar la capacidad de transporte de corriente y reducir la impedancia. Esta técnica es particularmente importante en la electrónica de potencia y aplicaciones de alto rendimiento, donde fluyen corrientes más altas a través del dado, lo que hace necesarias uniones de alambres adicionales para distribuir la carga eléctrica. Múltiples uniones de alambres también mejoran la fiabilidad mecánica al reducir el estrés en las uniones de alambres individuales, mejorando tanto el rendimiento térmico como eléctrico en entornos de alto estrés.
• Alineación y Orientación de Pads: La correcta alineación y orientación de los pads son cruciales para un proceso exitoso de unión por hilo. La herramienta de Unión por Hilo de Altium Designer puede alinear en lote los pads de conexión con la dirección de los hilos de unión, asegurando longitudes mínimas de lazo de unión y reduciendo el riesgo de estrés mecánico o desalineación durante la fabricación. Esta característica ayuda a optimizar la colocación de la unión por hilo, mejorando tanto el rendimiento eléctrico como la integridad de la unión, especialmente en diseños complejos y de alto conteo de pines.

Alineación de pads de conexión con la dirección de unión por hilo

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Especificaciones de Unión por Hilo y Flexibilidad de Diseño en Altium Designer

La herramienta de Unión por Hilo de Altium Designer permite un alto grado de flexibilidad en la configuración de las especificaciones de unión por hilo para cumplir con los requisitos de diseño precisos. Estas capacidades ayudan a optimizar la unión tanto para el rendimiento eléctrico como para la eficiencia de fabricación. Algunos de los parámetros ajustables clave incluyen:

• Ajustes de Diámetro de Cable, Tipo de Unión y Altura de Bucle: Altium Designer permite a los diseñadores ajustar finamente el diámetro del cable, el tipo de unión y la altura del bucle para cada unión de cable. Ya sea que el diseño requiera cables más gruesos para aplicaciones de potencia o cables más finos para interconexiones de señales de alta densidad, estos parámetros pueden ajustarse fácilmente dentro de la interfaz del software. Esta flexibilidad es crucial para lograr el rendimiento eléctrico deseado y la estabilidad mecánica, especialmente en aplicaciones como la electrónica de potencia o sensores de imagen de alta resolución:

  • Diámetro del Cable: Los diseñadores pueden especificar el diámetro del cable de unión basándose en la capacidad de conducción de corriente y las restricciones de espacio.
  • Tipo de Unión: Se admiten tanto: la unión en cuña como la unión en bola, permitiendo a los diseñadores elegir el mejor método de unión dependiendo de los requisitos del diseño.
  • Altura del Bucle: El control preciso sobre la altura del bucle ayuda a optimizar la estabilidad mecánica del cable de unión mientras minimiza la interferencia de señal y la inductancia parásita, lo cual es crítico para diseños de alta velocidad.

Panel de propiedades de uniones de cable

• Generación de Informes de Salida y Dibujos de Draftsman: Altium Designer ahora puede generar informes de salida detallados y dibujos de Draftsman que incluyen todos los detalles de unión por alambre. Esto incluye la documentación de conexiones de unión por alambre, nombres de pads de die, longitudes de alambres de unión y tipos de unión. Estos informes pueden formatearse en CSV o incluirse como parte de los dibujos de fabricación, asegurando una comunicación clara con los fabricantes y proveedores de servicios de unión por alambre. La herramienta Draftsman dentro de Altium Designer también admite elementos de unión por alambre, como la colocación de alambres de unión y la disposición de die, permitiendo una documentación de ensamblaje completa. Estos informes son cruciales para asegurar que las especificaciones de unión por alambre se comuniquen y cumplan con precisión durante la fabricación, mejorando así los rendimientos de producción y reduciendo el riesgo de errores.

Asegurando la Fiabilidad y el Éxito del Diseño

La herramienta de Unión por Alambre de Altium Designer está diseñada para abordar los desafíos clave en asegurar la fiabilidad y el éxito de los diseños de unión por alambre, y minimizar y detectar cualquier error de diseño. Esto se logra de la siguiente manera:

• Nuevas Reglas de Comprobación de Diseño (DRC) para Unión por Hilo y Palabras Clave del Lenguaje de Consulta: Ahora está disponible un nuevo DRC específicamente para la unión por hilo. Los diseñadores pueden establecer reglas específicas para las holguras de unión por hilo, el espaciado entre hilos y las longitudes de unión. Además, dos nuevas palabras clave del lenguaje de consulta “IsBondFinger” y “IsBondWireConnected” pueden usarse en combinación con otras palabras clave para crear reglas de diseño avanzadas que cubran cualquier disposición y configuración de unión por hilo. Altium Designer marcará automáticamente cualquier violación, asegurando que los hilos de unión cumplan con estrictos estándares de fabricación y fiabilidad.

Violación marcada en vista 3D

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Ejemplo de una violación de la regla de holgura entre dos almohadillas de dedo

Ejemplo de una violación de holgura entre una almohadilla de dedo y un vertido de cobre

• Visualización y Validación en 3D: Las capacidades de visualización en 3D de Altium Designer ahora también incluyen cuerpos de dado, almohadillas de dado y uniones por hilo. Los diseñadores pueden ver las uniones por hilo en relación con el diseño completo del PCB, ajustando los caminos de los hilos, longitudes y alturas de bucle para evitar problemas mecánicos. Esta validación en tiempo real asegura que las conexiones de unión por hilo sean seguras y fiables a lo largo del proceso de diseño y fabricación.

Las uniones por hilo se pueden visualizar en 3D, las mediciones de longitud se pueden acceder en el panel de propiedades

Conclusión

Altium Designer ofrece una gama de características avanzadas que permiten un enlace de cables preciso y fiable en las aplicaciones más exigentes de hoy en día. Desde dados apilados en cavidad hasta el enlace de dado a dado y aplicaciones de alta potencia, las herramientas integrales de Altium Designer aseguran que el enlace de cables pueda satisfacer las crecientes necesidades de la electrónica moderna. Al habilitar técnicas avanzadas como múltiples enlaces de cables, alineación de pads y enlace de dado a cobre, Altium Designer permite a los ingenieros optimizar tanto el rendimiento como la fiabilidad en sus diseños.

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