CAD, Leiterplatten- und Baugruppentechnik, Folge 13 Entflechtungsstrategien für das CAD-Layout

Autor / Redakteur: Jennifer Vincenz * / Gerd Kucera

Eine optimale Entflechtung ist immer von mehreren Faktoren abhängig. Die Erarbeitung einer geeigneten Strategie bleibt die Kernaufgabe des Designers und kann nicht an ein Softwareprogramm delegiert werden.

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Bild 2: verschiedene Fan-Out-Varianten
Bild 2: verschiedene Fan-Out-Varianten
(Bild: tecnotron elektronik)

Es ist noch gar nicht so lange her, da wurde dem geplagten Designer eine rosige Zukunft versprochen. Der Autorouter sollte alles richten: ein Knopfdruck, noch einen Kaffee geholt, und ab ins Wochenende.

Wie so oft im Leben hat uns die Wirklichkeit schnell eingeholt. Wir haben gelernt, dass der Autorouter nicht alles kann oder aber das Füttern desselben mit allen nötigen Vorgaben und Restriktionen im Grunde genau soviel Zeit braucht, wie das manuelle Verlegen der Leitungen. Das hat inzwischen auch die EDA-Industrie erkannt. Die Autorouter werden als das angeboten, was sie sind – als ein ein Hilfsmittel, aber kein Allheilmittel.

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Nun will ich den Autorouter nicht völlig verdammen, es gibt eine Vielzahl von Aufgabenstellungen, die von einem gut eingestellten Autorouter gelöst werden können. Aber: Was immer bleibt ist die Überarbeitung des Designs und dafür braucht es unverändert den Designer mit seiner Erfahrung und Kenntnis.

Rastergestütztes Entflechten des Designs

Was ist, wenn nun aber gar kein Autorouter eingesetzt werden soll oder kann? Tja, dann wird „zu Fuß“ entflochten. In ein manuelles Layout fließt die ganze Kompetenz des Designers und seine Erfahrung ein. Letztere ist üblicherweise aus unzähligen Layoutsituationen und Anforderungen gewachsen und kann sicherlich nicht in ein paar Sätzen vermittelt werden. Aber ein paar grundlegende Betrachtungen wollen wir hier veranschaulichen. Dazu gehören Fan-Outs ebenso wie die grundsätzliche Entscheidung, mit oder ohne Raster zu arbeiten.

Vorweg sei die Bemerkung erlaubt, die Einstellung „rasterlos“ heißt für ein CAD-System eigentlich auch nur, dass lediglich ein Raster in Größe der maximalen Auflösung des Systems verwendet wird. Dies ist üblicherweise so fein, dass wir uns täuschen lassen und meinen, wir würden rasterlos arbeiten.

Ein Nachteil der rasterlosen Entflechtung ist in jedem Fall die Tatsache, dass die Einhaltung gleichmäßiger Abstände ausgesprochen schwierig wird, es sei denn, es wird konsequent auf „Minimal-Spacing“ geroutet. Dies kann jedoch die statistische Fehlerwahrscheinlichkeit erhöhen. Kritisch aus fertigungstechnischer Sicht wird es, wenn zusätzlich noch freie Winkel zugelassen werden.

Wird hingegen ein Routingraster verwendet, dann ist die Einhaltung gleichmäßiger Abstände quasi naturgegeben. Nun ist aber eine möglichst gleichmäßige Verteilung der Leitungen nicht nur optisch ansprechender, sie hat auch fertigungstechnische Vorteile. Wichtig ist dabei die Wahl des richtigen Rasters, um einerseits möglichst viele Leitungen unterzubringen, andererseits aber auch gleichmäßige und größtmögliche Abstände zu den Bauteilpins zu erzielen.

In einem CAD-System können heutzutage die verschiedensten Raster eingestellt werden: für Leiterbahnen, für Bauteile, für Vias, für Testpunkte. Sie alle haben durchaus eine Berechtigung.

Nehmen wir das Beispiel eines Testpunktrasters. Dies sollte sinnvoller Weise auf das Adapterraster eingestellt sein. Auf diese Weise wird verhindert, dass es bei der Adaptierung zu unerreichbaren Testpunkten oder zur Berührung der Testnadeln kommt.

Wenn wir das eigentliche Routingraster betrachten, also das Raster für das Verlegen der Leiterbahnen, so werden wir feststellen, dass es DAS optimale Entflechtungsraster nicht gibt. Dazu gibt es heute einfach zu viele unterschiedliche Anschlussraster bei den Bauteilen.

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