FlowCAD EDA Software für PCB, FPGA, Package und ASIC Design News FlowCAD

Allegro PCB Miniaturization Option Datenblatt

Allegro PCB Miniaturization Option
Struktury HDI w widoku 3D

High Dense Interconnect (HDI)

Postępująca miniaturyzacja jest wynikiem codziennie obserwowanego trendu, który wymusza dostarczanie na rynek coraz mniejszych urządzeń, oferujących jednocześnie coraz więcej funkcji. Smartfony oraz inne urządzenia przenośne doskonale ilustrują ten trend. Sama miniaturyzacja nie jest jednak procesem oderwanym od innych istotnych zagadnień takich jak integralność sygnałów czy wydajność zasilania. Moduł Allegro PCB Miniaturization Option wprowadza unikalną technologię zarządzania miniaturowymi przelotkami typu zagrzebane i ślepe. O ile sam typ tych przelotek nie jest niczym nowym to zarządzanie relacjami pomiędzy tymi przelotkami regulującymi odstępy oraz możliwe struktury jest czymś zdecydowanie innowacyjnym.

HDI micro via
Struktury HDI w Allegro Editor

Miniaturyzacja poprzez komponenty wbudowane

Embedded Components
Komponenty wbudowane
Wymiary obwodu drukowanego w sposób oczywisty zależą od sumy powierzchni elementów, które mają zostać użyte. Zatem jedyną drogą redukcji finalnego rozmiaru obwodu drukowanego jest zwiększenie ilości dostępnych warstw. Producenci telefonów komórkowych oraz innych mobilnych urządzeń bardzo często radzą sobie z tym problemem poprzez zastosowanie obwodów drukowanych montowanych kaskadowo jeden nad drugim. Typowe problemy takich konstrukcji to potrzeba zastosowania dodatkowych złączy oraz zwiększenie długości elektrycznej połączeń co może negatywnie wpływać na integralność sygnałów. Dodatkowo, taka konstrukcja znacząco zwiększa swoje wymiary w trójwymiarowym ujęciu ponieważ na znaczeniu zyskuje wymiar „z”, czyli wysokość. Bardzo często złącza stosowane do połączeń elektrycznych między pytkami ułożonymi kaskadowo spełniają również funkcję montażową, co może źle wpływać na niezawodność połączenia elektrycznego. Alternatywą może być projektowanie obwodów PCB w formie płytek sztywno giętkich. Rozwiązanie takie zapewnia wysoce niezawodne połączenie elektryczne lecz pozostaje problem wzajemnego, mechanicznego połączenia obwodów PCB, które, jak już wcześniej wspomniano, w technologii obwodów sztywnych jest realizowane poprzez złącza.
Elementy wbudowane, znane również jako zagrzebane, pozwalają na tworzenie konstrukcji pozbawionych wyżej wymienionych wad. Coraz więcej firm sięga do technologii wykorzystującej elementy wbudowane. Od wielu lat znane są metody wbudowywania elementów pasywnych do wnętrza obwodów drukowanych. Kondensatory grzebieniowe, cewki spiralne oraz rezystory z pasty oporowej kalibrowanej nacięciami lasera nie są niczym nowym. Jednak nową jakość konstrukcji wyznacza dopiero możliwość stosowania klasycznych elementów dyskretnych stosowanych dotychczas na warstwach zewnętrznych. Oczywiście, takie konstrukcje wymagają zmodyfikowanego procesu wytwarzania obwodów drukowanych oraz zastosowania odpowiednich narzędzi projektowych.
Obwody drukowane zwierające elementy wbudowane charakteryzują się znacznie lepszymi parametrami dotyczącymi integralności sygnałów oraz dystrybucji zasilania. Jest to oczywiście spowodowane mniejszymi długościami elektrycznymi połączeń oraz łatwiejszą dostępnością kondensatorów blokujących. Brak złączeń oraz konstrukcji mocujących wymaganych w przypadku obwodów kaskadowych powoduje zmniejszenie całkowitej wagi urządzenia.


Embedded Comonents
Cavity

DRC dla elementów wbudowanych

Produkcja obwodów drukowanych zawierających elementy wbudowane jest bardzo skomplikowana i wpływa znacząco na specyfikę projektowania. Bardzo ważna jest świadomość używanej technologii produkcji PCB podczas projektowania. Program musi posiadać możliwość zawarcia informacji o technologii w celu ułatwienia projektowania i zapewnienia, że obwód drukowany będzie mógł być prawidłowo wykonany. Zintegrowany z programem Allegro zarządca reguł projektowych (Constraints Manager) pozwala na bardzo precyzyjna kontrolę całego procesu projektowania. Poza typowymi regułami określającymi szerokości ścieżek, ich odległości od innych elementów oraz ich właściwości elektryczne takie jak impedancja czy czas propagacji, możemy również definiować reguły dotyczące sposobu umieszczania elementów wbudowanych na warstwach wewnętrznych. Reguły projektowe dotyczące umieszczania elementów wbudowanych określają dostępność warstw oraz sposób w jaki element ma zostać przylutowany. Mamy do wyboru dwie opcje: body up i body down. Reguły również rozstrzygają, czy element, który jest za wysoki aby mógł zostać umieszczony wprost pomiędzy warstwami miedzi, może być użyty po usunięcie kolidującego fragmentu warstwy miedzianej. Określa to parametr Protruding Allowed. Rysunek ilustruje parametry dostępne w zarządcy reguł projektowych.

Embedded Comonents
Ustawienie reguł projektowych dla elementów wbudowanych


OrCAD PCB Designer Lite OrCAD PCB Designer Standard OrCAD PCB Designer Professional Alegro PCB Designer Allegro PCB Global Route Environment Option Allegro PCB Design Planning Option Allegro PCB Analog RF Option Allegro PCB Miniaturization Option Allegro PCB High Speed Option Allegro PCB Team Design Option