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DFM不应局限于芯片,PCB更需要它

  • 来源:鹰眼科技
  • 发布日期:2021-08-18 14:38:34
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尽管围绕着可制造性设计(DFM)的价值、定义、变化性和技术争执颇多,但所有的问题都是基于芯片。当然,当我们开始考虑45和32纳米设计时,芯片DFM是很关键的要求。然而,关注芯片DFM,却忽视了更重要的技术需要:面向印刷电路板的DFM。

我们都知道即使硅片百分之百完美,如果芯片到芯片通信链接的任何一个元件(比如封装,连接头或电路板)损坏,目标系统可能仍然不能正常工作。许多封装、连接器和PCB供应商也许被系统设计师追逼着控制他们的加工容差。

但是,除非所有供应商一致加强规范,例如一个有正负5%容差的连接器对PCB正负10%容差的系统可能收效不大。为了优化系统设计,设计师需要研究每个元件的因果关系。迄今为止,我们没有DFM工具来处理诸如此类的设计问题。

在预布局设计阶段,高速系统或信号完整性工程师通常只能进行有限的Spice仿真。为确保系统工作正常,需要对能覆盖所有加工容差的边界情形进行仿真。

例如,PCB内的金属线宽变化、介电堆叠高度、介电质常数和损耗正切值全部都能影响阻抗和衰减。然而,仅有较大规模公司的工程师才可能有资源来定制自有的脚本,来进行上千次仿真工作,然后再对结果进行处理。即便这样,对哪种变量进行扫描仍然没有定义完好的标准。

最明显缺乏的是封装和连接器的边界模型。对于高速设计,这些模型只能通过与频率相关的S参数来精确定义。然而,极少有供应商提供好的S参数模型,更不用说在宽范围频率内的边界模型了。

在后布局验证阶段,需要进行复杂PCB的精确提取和仿真,以计算详细的转角和弯曲。可是,几乎没有工具可用。

很明显,需要通用的PCB设计和验证方法。那么,我们需要些什么呢?

让我们关注两大领域。对预布局设计,举例来说,最好有GUI驱动的线路图输入编辑器,使设计师能容易地输入每个元件的变化,仿真并处理结果,报告每个变量的产生和影响。

对后布局验证,DFM工具需要能自动调整版图以覆盖边界情形,采用快速的全波提取器来提取寄生参数,在电路仿真中用I/O晶体管边界模型仿真。

只有当设计师在设计和验证内都考虑了工差,他们才能说做了可制造性设计。只有当工具供应商认识到芯片只是子系统——比如PCB的一部分,那么DFM最终才能与开发终端产品的客户真正相关起来。

DFM它主要是研究产品本身的物理特征与制造系统各部分之间的相互关系,并把它用于产品设计中,以便将整个制造系统融合在一起进行总体优化,使之更规范,以便降低成本,缩短生产时间,提高产品可制造性和工作效率。


文章来源:鹰眼科技

文章链接:http://www.xhypcb.com/news/587.html

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