Проектирование печатных плат

В предыдущей статье мы рассмотрели, какие материалы используются для изготовления односторонних, двусторонних и многослойных печатных плат, какие структуры МПП возможны и какие бывают конструктивные особенности.В данной публикации мы поговорим о том, как избежать искажений цифрового сигнала, связанных с его передачей по проводнику на печатной плате. Несмотря на то, что это в первую очередь задача для инженера-схемотехника, разработчик печатной платы тоже зачастую повинен в проблемах с передачей сигналов по плате, наводками и перекрестными искажениями.

В этой части статьи мы обсудим, какие бывают варианты согласования высокочастотных сигналов на печатной плате. Как мы уже говорили в предыдущей статье, согласование сигналов крайне необходимо практически в любой современной цифровой схеме. И решение этой проблемы возлагается не только на разработчика схемы, но и на конструктора печатной платы. Именно от него зависит, насколько грамотно будут решены все вопросы согласования линий передачи.

Рано или поздно любой инженер-разработчик многослойных печатных плат (МПП) сталкивается с необходимостью применения несквозных переходных отверстий. Это может быть связано с увеличением плотности монтажа, использованием BGA с маленьким шагом выводов, необходимостью иметь переходное отверстие в SMT-площадке, невозможностью организовать площадки для переходных отверстий на обратной стороне платы или с другими факторами.

В процессе изготовления печатных плат для защиты проводящего рисунка на плату наносится паяльный резист (или, иначе говоря, паяльная маска). Обычно она имеет зеленый цвет, хотя есть возможность выбрать красный, синий, черный, белый, а также указать глянцевый или матовый вариант. По методу нанесения маски делятся на сухие (пленочные) и жидкие (отверждаемые высокой температурой).

В статье приведено сравнение результатов СВЧ моделирования двух микрополосковых антенн, выполненных с помощью пяти предназначенных для этих целей широко распространенных коммерческих программных продуктов и одного научного пакета собственной разработки. Авторы приложили максимум усилий, чтобы гарантировать наиболее оптимальное использование настроек и возможностей каждой программы для выявления различий в полученных результатах. Данное исследование подчеркивает необходимость понимания принципов трехмерного моделирования электромагнитных (EM) полей и демонстрирует свойственные методам недостатки. Кроме того, предложены некоторые рекомендации, которые могут упростить начальный выбор EDA-продуктов для электромагнитного моделирования.

В статье рассматривается ряд общих проблем, возникающих при проектировании LTCC (технология низкотемпературной керамики) устройств. Большое внимание уделяется выбору правильной методики моделирования как отдельных элементов, так и законченных LTCC-модулей.

Всем компаниям необходимо расти год от года, чтобы удовлетворить интересы инвесторов и обеспечить себе перспективы на будущее. Необходимость приобретения специализированного СВЧ-измерительного оборудования, а также постоянная нехватка квалифицированных кадров создают дополнительные трудности для компаний, занятых в сфере проектирования средств связи. В результате для достижения поставленных целей инженеры таких быстро растущих компаний вынуждены испытывать на себе возрастающие нагрузки, сталкиваться с непривычной работой, а также необходимостью использовать незнакомые компоненты.

В предыдущей статье мы рассмотрели типовые варианты исполнения глухих и скрытых отверстий на многослойной печатной плате. Применение таких отверстий позволяет выполнить разводку довольно насыщенных печатных плат. Однако встречаются ситуации, когда этого недостаточно — например, для многослойных печатных плат малого размера с крайне высокой плотностью SMT-компонентов на обеих сторонах печатной платы или при использовании микросхем BGA c шагом 0,8, 0,65, 0,5 мм и менее.

Проектирование электронной аппаратуры с учетом физических моделей деградации позволяет предусмотреть выбор надежностно-ориентированных проектных решений. Долговременный опыт проектирования, испытаний аппаратуры, предназначенной для экстремальных условий эксплуатации, позволил выявить механизмы типичных отказов, на основе которых можно осуществлять осознанный выбор конструктивных и технологических решений, ориентированный на обеспечение требуемого уровня надежности с учетом дестабилизирующих факторов внешних воздействий.

Компания Hдusermann закончила разработку технологии HSMtec для реализации высоких токов на печатных платах. Данная технология готова для использования в серийном производстве. По сравнению с применяемыми до сих пор другими технологиями она обладает многими преимуществами относительно производственных затрат, экологичности производства и занимаемой площади печатной платы. Решения для отвода тепла могут быть также осуществлены на ограниченной площади.

В ходе квалификации бессвинцовой технологии были проведены многочисленные эксперименты с паяльными пастами SnAgCu с различными вариантами состава элементов. В основном были использованы стандартные методы тестирования качеств обработки паяльных паст и аспектов надежности паяных соединений для различных применений. В данной статье представлены результаты этих обширных исследований относительно качеств и параметров обработки при нанесении и оплавлении паяльных паст. С помощью статистического плана испытаний стало возможным определить оптимальные параметры и их границы при нанесении пасты и процессе пайки печатных плат. Также было проведено сравнение различных паст и анализ характерных признаков дефектов.

В этой статье мы расскажем о крайне интересной возможности реализации конструкторских решений — о гибко-жестких печатных платах. В целом для российского рынка этот продукт является новым и незнакомым. Крайне мало предприятий освоили или только начинают осваивать эту технологию. При этом за рубежом гибко-жесткие печатные платы применяются повсеместно — от бытовой электроники и мобильных телефонов до систем коммуникации корабля, самолета или космического аппарата.

Компанией Hдusermann закончена разработка технологии HSMtec для реализации высоких токов на печатных платах. Данная технология готова для использования в серийном производстве. По сравнению с применяемыми до сих пор другими технологиями она обладает многими преимуществами относительно производственных затрат, экологичности производства и занимаемой площади печатной платы. Решения для отвода тепла могут быть также осуществлены на ограниченной площади.

В статье описана новая вычислительная технология, позволяющая автоматизировать процесс анализа паразитных связей в топологиях высокочастотных кристаллов и печатных плат.

В предыдущем номере EDA Expert мы уже коснулись вопроса проектирования LTCC-устройств. Рассмотренный ранее пакет Microwave Office фирмы AWR более ориентирован на проектирование СВЧ-модулей, так как предлагает уникальный набор функций электродинамического моделирования многослойных структур. В этой статье будет рассмотрен специализированный продукт HYDE немецкой компании Durst CAD/Consulting GmbH, предназначенный для проектирования топологий гибридных и LTCC-устройств.

Осенью 2008 года один из ведущих производителей программного обеспечения для электротехнического проектирования, датская компания PC|SCHEMATIC отпраздновала свое тридцатилетие. Одновременно отметил свой 60-летний юбилей бессменный руководитель и основатель компании Ове Ларсен (Ove Larsen).

Компания Zuken является ведущим производителем программного обеспечения для проектирования печатных плат. Нельзя сказать, что прошедший 2008 год был для нее легким, но можно с уверенностью утверждать, что компания не только не потеряла лидирующих позиций, но и сделала ряд очень важных шагов в направлении совершенствования своих продуктов.

В 2008 году компания Mician совместно с корпорацией MDA (MacDonald, Dettwiler and Associates Corp.) по заказу Европейского космического центра исследований и технологий (ESA/ESTEC) выполнила разработку специального программного обеспечения, предназначенного для синтеза рупорных антенн различного типа. Несмотря на то, что коммерческая версия этого продукта в настоящий момент недоступна, информация о нем может быть интересна широкому кругу специалистов.

В предыдущей статье мы рассказали о преимуществах, которые дает разработчику применение гибких и гибко-жестких печатных плат, и описали основные варианты их применения. Теперь давайте разберемся, из каких материалов такие печатные платы выполнены, каковы наиболее типовые конструкции, а также какие моменты следует учитывать разработчику при их проектировании.

Один из основных принципов успешности бизнеса — это минимальное время, которое затрачено от момента возникновения идеи до создания готового продукта. То, что принято называть временем выхода на рынок, или “Time-to-market”. Во многом оно зависит от эффективности отдела разработки, от того, насколько полноценно загружен каждый сотрудник, насколько четко осуществляется взаимодействие между ними.

Мы продолжаем разговор об этапах проектирования печатной платы. Ранее было рассказано, как именовать электронные компоненты и на что обращать внимание при создании библиотеки посадочных мест, или символов. В этот раз мы рассмотрим следующий этап — так называемую «механику», то есть механическую часть проектирования печатной платы.

В предыдущих главах мы рассмотрели общие положения проектирования, взаимосвязь между инженером-схемотехником и разработчиком печатной платы. Автор рассказал о принципах построения библиотеки компонентов и определении механических параметров печатной платы при помощи САПР Allegro фирмы Cadence. В этот раз мы поговорим о размещении компонентов на печатной платы (то есть о так называемой «компоновке»).