Wire Bonding

W skrócie

Ten artykuł przedstawia technikę połączeń drutowych (wire bonding) w Altium Designer i wyjaśnia, jak funkcja ta wspiera projektowanie płytek typu chip-on-board oraz płytek hybrydowych, umożliwiając łączenie pól kontaktowych struktury półprzewodnikowej z wyprowadzeniami obudowy, innymi układami scalonymi lub miedzią na PCB za pomocą drutów łączeniowych. Omawia podstawy tworzenia footprintów z polami kontaktowymi struktury, polami do bondingu i drutami łączeniowymi, pokazuje powiązania pól kontaktowych struktury z dedykowanymi warstwami i bryłami 3D oraz opisuje umieszczanie, wyświetlanie i konfigurowanie drutów łączeniowych w widokach 2D i 3D. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak wykorzystać te możliwości do praktycznego projektowania połączeń drutowych na płytkach PCB.

- Dowiedz się, do czego służą połączenia drutowe i jak Altium Designer wykorzystuje je w projektowaniu płytek typu chip-on-board oraz płytek hybrydowych.
- Poznaj podstawy konfiguracji połączeń drutowych, w tym pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej, pola do bondingu, bryły struktur, dedykowane pary warstw oraz umieszczanie drutów łączeniowych.
- Zobacz, jak właściwości drutów łączeniowych, wyrównanie pól kontaktowych i dodatkowe funkcje wpływają na proces projektowania.
Zagłęb się w temat dzięki AI:

Głównym celem wykonywania połączeń drutowych jest utworzenie niezawodnego połączenia elektrycznego o niskiej rezystancji między strukturą półprzewodnikową a jej obudową lub między różnymi strukturami w module wieloukładowym. Proces ten polega na łączeniu cienkim drutem, zwykle wykonanym ze złota, aluminium lub miedzi, pola kontaktowego na strukturze z odpowiednim polem na podłożu obudowy lub na innej strukturze.

Połączenia drutowe służą do przesyłania zasilania i sygnałów między podłożami a strukturami półprzewodnikowymi. Jest to podstawowa technologia, w której połączenie elektryczne między powierzchniami kontaktowymi struktury (polami kontaktowymi) a jej nośnikiem lub podłożem powstaje przez mikrozgrzewanie mikrodrutów. Powszechnie uznaje się ją za najbardziej ekonomiczną i elastyczną technologię wykonywania połączeń; jest ona wykorzystywana do montażu większości obudów półprzewodnikowych.

Altium Designer obsługuje projektowanie płytek hybrydowych w technologii chip-on-board (CoB) z wykorzystaniem połączeń drutowych. Funkcja ta umożliwia utworzenie komponentu ze zdefiniowanymi Die Pads , który po umieszczeniu na schemacie i zsynchronizowaniu (za pośrednictwem ECO) z PCB można połączyć ze standardowymi polami lutowniczymi (lub dowolną miedzią) na płytce głównej za pomocą Bond Wires. Po połączeniu ze standardowym polem lutowniczym pole to nabiera cech pola Bond Finger.

Funkcja połączeń drutowych jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding w oknie dialogowym Advanced Settings.

Tworzenie footprintu komponentu Chip-on-Board

Można zdefiniować kompletną, prostą obudowę ze zdefiniowanymi polami kontaktowymi struktury, polami przyłączeniowymi i drutami połączeniowymi — wszystko w ramach footprintu komponentu.

Jeśli wymagają tego założenia projektu, footprint może zawierać wyłącznie pola kontaktowe struktury, bez pól przyłączeniowych i drutów połączeniowych. Po umieszczeniu footprintu na PCB komponent można połączyć drutowo z innymi strukturami, polami i/lub obszarami miedzi bezpośrednio na PCB.

Pola kontaktowe struktury i jej bryły 3D umieszcza się na warstwie dedykowanej pary warstw komponentu typu Die. Parę warstw komponentu tego typu można dodać za pomocą panelu View Configurations.

Dowiedz się więcej o dodawaniu par warstw komponentu.

Pola kontaktowe struktury umieszcza się na ogólnej bryle 3D (formaty modeli STEP, SOLIDWORKS Part i Parasolid) lub na wyciągniętej bryle 3D na warstwie Die (określanej jako Die Body).

  • Po umieszczeniu na wyciągniętej bryle 3D pola kontaktowe struktury zostaną automatycznie umieszczone na Overall Height bryły struktury i powiązane z nią pod względem wysokości.

  • Po umieszczeniu na ogólnej bryle 3D pola kontaktowe struktury zostaną automatycznie umieszczone na wysokości bryły pod środkiem pola.

Pola kontaktowe struktury to obiekty pól umieszczone na warstwie typu Die.

Wyciągnięta bryła 3D o całkowitej wysokości 10 milsów również jest umieszczona na warstwie typu Die i pełni tutaj funkcję struktury półprzewodnikowej. Pola kontaktowe struktury są umieszczone na tej bryle 3D.

W widoku 3D pola kontaktowe struktury są wyświetlane na wysokości bryły 3D, na której zostały umieszczone.

Jako bryłę struktury można również wykorzystać ogólną bryłę 3D. W tym przykładzie użyto modelu w formacie Parasolid.

 
  • Powiązanie pola kontaktowego struktury z jej bryłą pozwala zachować pola kontaktowe na powierzchni właściwej bryły 3D, gdy w tym samym miejscu znajduje się wiele brył 3D (na przykład gdy PCB jest zakryta obudową).

  • Wszelkie zmiany geometryczne pola kontaktowego lub bryły struktury (położenie, rozmiar itp.) spowodują aktualizację powiązania, dzięki czemu wysokość pola kontaktowego pozostanie zsynchronizowana z powiązaną bryłą struktury.

  • Jeśli pod polem kontaktowym struktury znajduje się wiele nakładających się brył struktur, pole zostanie powiązane z bryłą należącą do tego samego komponentu co ono. Jeśli w tym samym komponencie znajduje się wiele brył struktur (lub pole kontaktowe nakłada się na wiele swobodnych brył struktur), pole zostanie powiązane z bryłą o największej wysokości.

  • Należy pamiętać, że jeśli w Altium Designer 25.1 lub wcześniejszej wersji pole kontaktowe struktury było powiązane z bryłą 3D na warstwach innych niż Die, powiązanie to nie będzie obsługiwane po otwarciu dokumentu w nowszej wersji. Aby powiązać pole kontaktowe struktury z bryłą 3D, należy wybrać dla niej właściwą warstwę Die.

  •  
     
     
     
     

    Możliwość umieszczania pól kontaktowych struktur na ogólnych bryłach 3D jest w fazie Open Beta i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Umieść standardowe obiekty pól lutowniczych na warstwie miedzi (np. Top Layer). Po podłączeniu do nich drutów połączeniowych pola te będą traktowane jako pola przyłączeniowe.

W tym przykładzie pola umieszczone na warstwie Top Layer wokół struktury będą pełnić funkcję pól przyłączeniowych.
W tym przykładzie pola umieszczone na warstwie Top Layer wokół struktury będą pełnić funkcję pól przyłączeniowych.

  • Aby uniknąć naruszeń związanych z powielonymi oznaczeniami pól we footprincie komponentu, oznaczenia przypisane do pól przyłączeniowych muszą różnić się od oznaczeń pól kontaktowych struktury. Na przykład jeśli pola kontaktowe struktury mają oznaczenia 1, 2, 3 itd., odpowiednim polom przyłączeniowym nadaj oznaczenia 1BF, 2BF, 3BF itd.

  • Podczas tworzenia komponentu z obudową PCB wykorzystującą połączenia drutowe zaleca się przypisanie odpowiedniego pinu symbolu schematowego komponentu zarówno do pola kontaktowego struktury półprzewodnikowej, jak i do pola kontaktowego na podłożu w obudowie PCB (). Więcej informacji na temat mapowania pinów można znaleźć na stronie Edycja pojedynczego komponentu.

Druty połączeniowe są umieszczane na warstwie należącej do dedykowanej pary warstw komponentu Wire Bonding , którą można również dodać za pomocą panelu View Configurations.

Aby umieścić drut połączeniowy, użyj polecenia Place » Bond Wire lub ikony  na Active Bar. Po wybraniu polecenia kliknij kolejno dwa punkty, które chcesz połączyć drutem (np. środek pola kontaktowego struktury półprzewodnikowej i środek pola kontaktowego na podłożu). W widoku 2D zostanie wyświetlona linia prosta będąca rzutem drutu połączeniowego na płaszczyznę XY. W widoku 3D drut połączeniowy jest renderowany na podstawie położenia jego punktu początkowego i końcowego oraz pozostałych właściwości.

W widoku 2D umieszczony drut połączeniowy jest przedstawiany jako linia prosta. Tutaj pokazano drut łączący pole kontaktowe struktury półprzewodnikowej z polem kontaktowym na podłożu.

Ten sam drut połączeniowy w widoku 3D.

 

Użyj pól w sekcji Profile panelu Properties, aby określić żądane wartości parametrów Loop Height i Diameter drutu połączeniowego, jego początkowego Angle (α) i końcowego Angle (β), a także parametru Type określającego kształt w punkcie początkowym drutu (Ball - Wedge lub Wedge - Wedge).

 
  • W sekcji Properties panelu Properties dla wybranego drutu połączeniowego dostępna jest długość drutu w 2D (tj. długość ścieżki reprezentującej drut w widoku 2D), a także przeznaczona tylko do odczytu wartość jego długości w 3D.

  • Można również włączyć i określić Override Color dla drutu połączeniowego. Ułatwia to rozróżnianie poszczególnych „poziomów” drutów, związanych z różnymi cyklami pracy bondera, podczas generowania rysunku montażowego połączeń drutowych (dowiedz się więcej).

  • Należy pamiętać, że gdy Angle (α) ma wartość 90, wartość Angle (β) jest określana automatycznie i nie można jej zmienić.

 
 
 
 
 

Możliwość definiowania parametrów Angle (α), Angle (β) i Override Color dla drutu połączeniowego jest w fazie Open Beta i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Jeśli pola kontaktowe na podłożu mają być zorientowane tak, aby dłuższy bok pola był równoległy do podłączonego drutu połączeniowego, zaznacz druty i połączone z nimi pola kontaktowe na podłożu, kliknij zaznaczenie prawym przyciskiem myszy, a następnie wybierz polecenie Pad Actions » Align Bond Finger with Bond Wire z menu kontekstowego.

 

Poniżej pokazano przykład kompletnej obudowy PCB z połączeniami drutowymi.

Umieszczanie połączeń drutowych na PCB

W przypadku technologii Chip-on-Board można również ręcznie umieszczać druty połączeniowe (w sposób opisany powyżej), aby połączyć pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej układu z dowolnym obszarem miedzi na płycie głównej. Drut połączeniowy dziedziczy sieć swojego źródłowego pola kontaktowego struktury półprzewodnikowej. Z jednego pola kontaktowego struktury może wychodzić wiele drutów połączeniowych i odwrotnie — wiele drutów może kończyć się na tym samym obszarze miedzi na płycie głównej.

Poniżej pokazano przykład płytki PCB z połączeniami drutowymi.

  • Druty połączeniowe i pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej są również wyświetlane podczas przeglądania dokumentu panelu PCB w widoku 3D (). Obsługiwane jest również generowanie raportu tabeli połączeń drutowych z dokumentu panelu PCB.

  • Druty połączeniowe zdefiniowane jako część obudowy PCB komponentu można również przenieść do narzędzia MCAD za pomocą funkcji MCAD CoDesigner. Należy pamiętać, że druty połączeniowe dodane ręcznie na PCB nie są przenoszone.

     
     
     
     
     

    Ta funkcja jest w fazie otwartej bety i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Sterowanie widocznością drutów połączeniowych i pól kontaktowych struktury półprzewodnikowej

 
 
 
 
 

Ta funkcja jest w fazie otwartej bety i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Podczas przeglądania płytki PCB lub obudowy montażowej w trybie 2D Layout można sterować widocznością drutów połączeniowych za pomocą pozycji Bond Wire (i powiązanych elementów sterujących) w sekcji Object Visibility na karcie View Options panelu View Configuration ().

Widoczność drutów połączeniowych w trybie 2D Layout można skonfigurować za pomocą nowej pozycji Bond Wire w panelu View Configuration.

Opcję Draft można włączyć dla drutów połączeniowych.

Opcję Transparency można dostosować dla drutów połączeniowych.

Przezroczystość drutów połączeniowych można również konfigurować osobno dla każdej warstwy za pomocą okna dialogowego Object Visibility. 

 

Podczas przeglądania płytki PCB lub obudowy montażowej w trybie 3D Layout widocznością drutów połączeniowych i pól kontaktowych struktury półprzewodnikowej steruje opcja Show 3D Bodies w sekcji General Settings na karcie View Options panelu View Configuration .

W trybie 3D Layout druty połączeniowe i pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej są wyświetlane, gdy opcja Show 3D Bodies w panelu View Configuration jest ustawiona na On. 

Gdy opcja Show 3D Bodies jest ustawiona na Off, druty połączeniowe i pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej są ukryte.

 

Sprawdzanie reguł projektowych dla połączeń drutowych

Regułę projektową Wire Bonding (kategoria Routing) można zdefiniować w widoku All Rules narzędzia Constraint Manager otwartego z poziomu płytki PCB oraz w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor (w przypadku korzystania ze starszego sposobu definiowania reguł projektowych i zarządzania nimi). Reguła umożliwia zdefiniowanie ograniczeń dotyczących dopuszczalnej odległości między sąsiednimi drutami połączeniowymi (Wire To Wire), Min Wire Length i Max Wire Length oraz Bond Finger Margin, czyli odległości/odstępu między drutem połączeniowym a krawędzią pola połączeniowego typu bond finger, do którego jest on podłączony. Reguła projektowa Wire Bonding jest obsługiwana podczas wsadowego sprawdzania reguł projektowych (DRC).

Reguła Wire Bonding zdefiniowana w narzędziu Constraint Manager
Reguła Wire Bonding zdefiniowana w narzędziu Constraint Manager

Reguła Wire Bonding zdefiniowana w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor
Reguła Wire Bonding zdefiniowana w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor

Sprawdzanie reguł elektrycznych (Un-Routed Net i Short Circuit) obejmuje również połączenia drutowe.

Przykład naruszenia reguły Wire Bonding (w 2D), w którym dwa druty połączeniowe znajdują się bliżej siebie, niż dopuszcza reguła

Przykład naruszenia reguły Wire Bonding (w 3D), w którym dwa druty połączeniowe znajdują się bliżej siebie, niż dopuszcza reguła

Przykład naruszenia reguły Un-Routed Net, w którym brakuje drutu połączeniowego między polem kontaktowym struktury półprzewodnikowej a ścieżką tej samej sieci

Przykłady naruszeń reguły Short Circuit, w których druty połączeniowe są podłączone do ścieżek różnych sieci

 

Obiekty drutów połączeniowych są również uwzględniane podczas sprawdzania reguły Component Clearance, co pozwala wykrywać naruszenia odstępów między drutami połączeniowymi a innymi obiektami (niebędącymi drutami połączeniowymi) w przestrzeni 3D.

Należy pamiętać, że słowa kluczowego zapytań IsBondWire można użyć w zakresie reguły projektowej Component Clearance, aby objąć nią druty połączeniowe. Więcej informacji można znaleźć w poniższej sekcji Słowa kluczowe zapytań dotyczące połączeń drutowych.

Przykład wykrytej kolizji między drutem połączeniowym a bryłą 3D.
Przykład wykrytej kolizji między drutem połączeniowym a bryłą 3D.

 
 
 
 
 

Uwzględnianie obiektów drutów połączeniowych podczas sprawdzania reguły Component Clearance jest w fazie otwartej bety i jest dostępne po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Słowa kluczowe zapytań dotyczące połączeń drutowych

Poniższe słowa kluczowe języka zapytań są dostępne do użycia w logicznych wyrażeniach zapytań podczas definiowania zakresów reguł projektowych (zarówno w Constraint Manager, jak i w oknie dialogowym PCB Rules and Constraints Editor ), a także podczas tworzenia wyrażeń zapytań służących do filtrowania obiektów na PCB lub w bibliotece PCB:

  • IsBondFinger – zwraca obiekt podstawowy pola lutowniczego SMD na warstwie miedzi, do którego podłączony jest przewód bondujący.

  • IsBondWire – zwraca obiekt podstawowy przewodu bondującego.

  • IsBondWireConnected – zwraca dowolny obiekt podstawowy, do którego podłączony jest przewód bondujący.

Połączenia drutowe w dokumencie Draftsman

Draftsman obsługuje połączenia drutowe zarówno w standardowym widoku montażowym płytki (dla podstawowego podejścia Chip-on-Board), widoku produkcyjnym płytki, jak i w widoku komponentu (gdy „obudowa” z połączeniami drutowymi została w pełni zdefiniowana w obrębie footprintu).

  • Włącz warstwy pól kontaktowych struktury półprzewodnikowej i przewodów bondujących na karcie Layers panelu Properties wybranego widoku montażowego lub produkcyjnego płytki, aby wyświetlić te warstwy w tym widoku (oraz w pochodnych widokach szczegółowych płytki, jak pokazano poniżej).

     
  • Po włączeniu wyświetlania przewodów bondujących w widoku montażowym lub produkcyjnym płytki można wybrać kolor warstwy (zdefiniowany na karcie Layer panelu Properties) albo kolor zastępczy (jeśli został określony dla przewodów bondujących po stronie PCB), korzystając z opcji Show Bond Wires na karcie General panelu Properties danego widoku.

     
  • Jeśli komponent zawiera połączenia drutowe (tj. ma pola kontaktowe struktury półprzewodnikowej i podłączone do nich przewody bondujące), w panelu Properties dla wybranego widoku tego komponentu dostępne są dodatkowe opcje Show Bond Wires i Die Pads. Użyj opcji Show Bond Wires , aby włączyć graficzne przedstawienie przewodów bondujących i wybrać kolor warstwy (zdefiniowany za pomocą powiązanego przycisku koloru) lub kolor zastępczy (jeśli został określony dla przewodów bondujących po stronie PCB). Użyj opcji Die Pads, aby włączyć graficzne przedstawienie pól kontaktowych struktury półprzewodnikowej i określić ich kolor.

 
 
 
 
 

Możliwość używania koloru warstwy lub koloru zastępczego dla przewodów bondujących w widokach montażowych płytki, widokach produkcyjnych płytki i widokach komponentów w Draftsman jest w fazie Open Beta i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

Dane wyjściowe połączeń drutowych

Informacje o połączeniach drutowych są obsługiwane podczas generowania standardowych wydruków PCB. Konfigurując warstwy i oznaczenia przeznaczone do wydruku, można utworzyć schemat połączeń drutowych.

Przykład wydruku PCB skonfigurowanego jako schemat połączeń drutowych.
Przykład wydruku PCB skonfigurowanego jako schemat połączeń drutowych.

Można również wygenerować tabelaryczny raport połączeń drutowych (w formacie CSV), zawierający informacje o połączeniach przewodami bondującymi. Użyj Wire Bonding Table Report w sekcji Assembly Outputs pliku Output Job, aby dodać nowe dane wyjściowe tego typu. Możesz też wybrać polecenie File » Assembly Outputs » Wire Bonding Table Report z menu głównego edytora PCB, aby wygenerować raport bezpośrednio z edytora.

Dodaj nowe dane wyjściowe typu tabelaryczny raport połączeń drutowych do pliku Outjob.
Dodaj nowe dane wyjściowe typu tabelaryczny raport połączeń drutowych do pliku Outjob.

Więcej informacji o danych wyjściowych w postaci tabelarycznego raportu połączeń drutowych znajdziesz na stronie Przygotowywanie danych montażowych.

 
 
 
 
 

Obiekty przewodów bondujących są również uwzględniane podczas eksportowania PCB do formatów STEP i Parasolid. Ta funkcja jest w fazie Open Beta i jest dostępna po włączeniu opcji PCB.Wirebonding.3DImprovements w oknie dialogowym Advanced Settings.

AI-LocalizedTłumaczenie SI
Jeśli znajdziesz błąd, zaznacz tekst/obraz i naciśnij Ctrl + Enter aby wysłać nam wiadomość.
Nav
Contents
Dostępność funkcji

Dostępne funkcje zależą od tego, z którego rozwiązania Altium korzystasz – Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise lub Altium Designer (w ramach aktywnej subskrypcji terminowej).

Jeśli opisana funkcja nie jest widoczna w Twoim oprogramowaniu, skontaktuj się z działem sprzedaży Altium, aby dowiedzieć się więcej.

Starsza dokumentacja

Dokumentacja Altium Designer nie jest już wersjonowana. Jeśli potrzebujesz dostępu do dokumentacji dla starszych wersji Altium Designer, odwiedź sekcję Starsza dokumentacja na stronie Inne instalatory.

Contents