Проволочное соединение

Краткий обзор

В этой статье рассматривается проволочный монтаж в Altium Designer и объясняется, как эта функция помогает проектировать платы с бескорпусными кристаллами (chip-on-board) и гибридные платы, соединяя контактные площадки кристаллов с контактными площадками корпуса, другими кристаллами или медными элементами печатной платы с помощью проволочных перемычек. В статье описаны основы создания посадочных мест с контактными площадками кристаллов, площадками для присоединения проволочных выводов и проволочными перемычками. Также показано, как контактные площадки кристаллов связаны со специальными слоями кристаллов и 3D-телами, и рассмотрены размещение, отображение и настройка проволочных перемычек в 2D и 3D. Читайте дальше, чтобы узнать, как использовать эти возможности для организации проволочного монтажа в ваших проектах печатных плат.

- Узнайте, для чего используется проволочный монтаж и как он применяется в Altium Designer при проектировании плат с бескорпусными кристаллами и гибридных плат.
- Изучите основы настройки проволочного монтажа, включая контактные площадки кристаллов, площадки для присоединения проволочных выводов, тела кристаллов, специальные пары слоев и размещение проволочных перемычек.
- Узнайте, как свойства проволочных перемычек, выравнивание контактных площадок и дополнительные функции влияют на процесс проектирования.
Узнайте больше с ИИ:

Основная цель проволочного монтажа — обеспечить надежное электрическое соединение с низким сопротивлением между полупроводниковым кристаллом и его корпусом либо между различными кристаллами в многокристальном модуле. Этот процесс включает присоединение тонкой проволоки, обычно изготовленной из золота, алюминия или меди, к контактной площадке на кристалле и соответствующей площадке на подложке корпуса или другом кристалле.

Проволочный монтаж обеспечивает передачу питания и сигналов между подложками и кристаллами. Это базовая технология, при которой электрическое соединение между контактными поверхностями (площадками) кристалла и его носителем или подложкой создается путем микросварки микропроволок. Как правило, она считается наиболее экономичной и гибкой технологией межсоединений и используется при сборке большинства полупроводниковых корпусов.

Altium Designer поддерживает проектирование гибридных плат по технологии chip-on-board (CoB) с использованием проволочного монтажа. Эта функция позволяет создать компонент с заданными Die Pads и после его размещения на схеме и синхронизации с печатной платой (через ECO) соединить его с обычными контактными площадками (или любыми медными объектами) на основной плате с помощью Bond Wires. При подключении к обычной контактной площадке она приобретает свойства площадки Bond Finger.

Функциональность проволочного монтажа доступна, когда параметр PCB.Wirebonding включен в диалоговом окне Advanced Settings.

Создание посадочного места компонента Chip-on-Board

Вы можете задать полную простую конструкцию корпуса, включающую контактные площадки кристалла, периферийные контактные площадки и соединительные проволоки, в составе посадочного места компонента.

Если этого требует ваш проект, посадочное место может включать только контактные площадки кристалла, то есть периферийные контактные площадки и соединительные проволоки можно не включать в посадочное место. После размещения посадочного места на печатной плате компонент можно соединить проволоками с другими кристаллами, контактными площадками и/или медными областями непосредственно на плате.

Контактные площадки и 3D-тела кристалла размещаются на слое специальной пары слоев компонента типа Die. Пару слоев компонента этого типа можно добавить с помощью панели View Configurations.

Подробнее о добавлении пар слоев компонента.

Контактные площадки кристалла размещаются на 3D-теле произвольной формы (форматы моделей STEP, SOLIDWORKS Part и Parasolid) или на выдавленном 3D-теле на слое Die (далее — Die Body).

  • При размещении на выдавленном 3D-теле контактные площадки кристалла автоматически располагаются на Overall Height тела кристалла и привязываются к нему по высоте.

  • При размещении на 3D-теле произвольной формы контактные площадки кристалла автоматически располагаются на высоте тела под центром площадки.

Контактные площадки кристалла — это объекты контактных площадок, размещенные на слое типа Die.

Выдавленное 3D-тело общей высотой 10 мил также размещено на слое типа Die и здесь представляет собой кристалл. Контактные площадки кристалла размещены на этом 3D-теле.

В 3D контактные площадки кристалла отображаются на высоте 3D-тела, на котором они размещены.

В качестве тела кристалла также можно использовать 3D-тело произвольной формы. В этом примере используется модель в формате Parasolid.

 
  • Привязка контактной площадки кристалла к телу кристалла позволяет площадкам оставаться на поверхности нужного 3D-тела, когда в одном месте находится несколько 3D-тел (например, когда печатная плата закрыта корпусом).

  • При любых геометрических изменениях контактной площадки или тела кристалла (положения, размеров и т. д.) привязка обновляется, сохраняя высоту контактной площадки согласованной с высотой связанного с ней тела кристалла.

  • Если под контактной площадкой кристалла находится несколько перекрывающихся тел кристаллов, площадка будет привязана к телу кристалла из того же компонента, что и сама площадка. Если в одном компоненте имеется несколько тел кристаллов (или контактная площадка перекрывает несколько свободных тел кристаллов), площадка будет привязана к телу кристалла с наибольшей высотой.

  • Обратите внимание: если в Altium Designer 25.1 или более ранней версии контактная площадка кристалла была привязана к 3D-телу на слоях, отличных от слоя Die, эта привязка не будет поддерживаться при открытии документа в более поздней версии. Чтобы привязать контактную площадку кристалла к 3D-телу, для него необходимо выбрать соответствующий слой Die.

  •  
     
     
     
     

    Возможность размещения контактных площадок кристалла на 3D-телах произвольной формы находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна, когда параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements включен в диалоговом окне Advanced Settings.

Разместите обычные объекты контактных площадок на медном слое (например, Top Layer). После подключения к ним соединительных проволок эти площадки будут считаться периферийными контактными площадками.

В этом примере контактные площадки, размещенные на слое Top Layer вокруг кристалла, будут выполнять роль периферийных контактных площадок.
В этом примере контактные площадки, размещенные на слое Top Layer вокруг кристалла, будут выполнять роль периферийных контактных площадок.

  • Чтобы избежать нарушений, связанных с повторяющимися обозначениями контактных площадок, в посадочном месте компонента, обозначения периферийных контактных площадок должны отличаться от обозначений контактных площадок кристалла. Например, если контактные площадки кристалла обозначены 1, 2, 3 и т. д., обозначьте соответствующие периферийные контактные площадки 1BF, 2BF, 3BF и т. д.

  • При создании компонента с посадочным местом, предусматривающим проволочное соединение, рекомендуется сопоставить соответствующий вывод схемного символа компонента как с контактной площадкой кристалла, так и с контактной площадкой для приварки проволоки на посадочном месте печатной платы (). Подробнее о сопоставлении выводов см. на странице Редактирование отдельного компонента.

Соединительные проволоки размещаются на слое специальной пары слоев компонента Wire Bonding, которую также можно добавить с помощью панели View Configurations.

Для размещения соединительной проволоки используйте команду Place » Bond Wire или значок  на Active Bar. После выбора команды последовательно щелкните две точки, которые нужно соединить проволокой (например, центр контактной площадки кристалла и центр контактной площадки для приварки проволоки). В 2D будет показана прямая линия — проекция соединительной проволоки на плоскость XY. В 3D соединительная проволока отображается с учетом положения ее начальной и конечной точек, а также других свойств.

В 2D размещенная соединительная проволока отображается в виде прямой линии. Здесь показана проволока, соединяющая контактную площадку кристалла с контактной площадкой для приварки проволоки.

Та же соединительная проволока в 3D.

 

Используйте поля в области Profile панели Properties, чтобы задать нужные значения Loop Height и Diameter соединительной проволоки, ее начальный Angle (α) и конечный Angle (β), а также Type, определяющий форму проволоки в начальной точке (Ball - Wedge или Wedge - Wedge).

 
  • В области Properties панели Properties для выбранной соединительной проволоки отображается ее длина в 2D (то есть длина дорожки, представляющей проволоку в 2D), а также доступное только для чтения значение ее длины в 3D.

  • Для соединительной проволоки также можно включить и задать Override Color. Это позволяет различать «ярусы» соединительных проволок, соответствующие разным циклам работы установки проволочного монтажа, при создании сборочной схемы проволочных соединений (подробнее).

  • Обратите внимание: если для Angle (α) задано значение 90, значение Angle (β) определяется автоматически и не может быть изменено.

 
 
 
 
 

Возможность задавать Angle (α), Angle (β) и Override Color для соединительной проволоки находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна при включении параметра PCB.Wirebonding.3DImprovements в диалоговом окне Advanced Settings.

Если контактные площадки для приварки проволоки необходимо сориентировать так, чтобы их длинная сторона была параллельна подключенной соединительной проволоке, выберите соединительные проволоки и подключенные к ним площадки, щелкните выделение правой кнопкой мыши и выберите в контекстном меню команду Pad Actions » Align Bond Finger with Bond Wire.

 

Ниже показан пример готового посадочного места с проволочными соединениями.

Размещение проволочных соединений на печатной плате

При использовании технологии Chip-on-Board соединительные проволоки также можно размещать вручную (как описано выше), чтобы соединить контактные площадки кристалла микросхемы с любыми медными элементами на основной плате. Соединительная проволока наследует цепь исходной контактной площадки кристалла. От одной контактной площадки кристалла может отходить несколько соединительных проволок, и, наоборот, несколько проволок могут оканчиваться на одном и том же медном элементе основной платы.

Ниже показан пример печатной платы с проволочными соединениями.

  • Соединительные проволоки и контактные площадки кристалла также отображаются при просмотре документа заготовки с мультиплицированными печатными платами в 3D (). Кроме того, поддерживается создание табличного отчета о проволочных соединениях на основе такого документа.

  • Соединительные проволоки, заданные в составе посадочного места компонента, также можно передавать в MCAD-систему с помощью функциональности MCAD CoDesigner. Обратите внимание: соединительные проволоки, добавленные на печатную плату вручную, не передаются.

     
     
     
     
     

    Эта функция находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна, если параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements включен в диалоговом окне Advanced Settings.

Управление видимостью проволочных соединений и контактных площадок кристалла

 
 
 
 
 

Эта функция находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна, если параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements включен в диалоговом окне Advanced Settings.

При просмотре печатной платы или посадочного места в режиме 2D можно управлять видимостью проволочных соединений с помощью пункта Bond Wire (и связанных с ним элементов управления) в области Object Visibility на вкладке View Options панели View Configuration ().

Видимость проволочных соединений в режиме 2D можно настроить с помощью нового пункта Bond Wire на панели View Configuration.

Для проволочных соединений можно включить параметр Draft.

Для проволочных соединений можно настроить параметр Transparency.

Прозрачность проволочных соединений также можно настроить отдельно для каждого слоя с помощью диалогового окна Object Visibility. 

 

При просмотре печатной платы или посадочного места в режиме 3D видимость проволочных соединений и контактных площадок кристалла регулируется параметром Show 3D Bodies в области General Settings на вкладке View Options панели View Configuration.

В режиме 3D проволочные соединения и контактные площадки кристалла отображаются, если для параметра Show 3D Bodies на панели View Configuration установлено значение On. 

Если для параметра Show 3D Bodies установлено значение Off, проволочные соединения и контактные площадки кристалла скрыты.

 

Проверки правил проектирования для проволочных соединений

Правило проектирования Wire Bonding (категория Routing) можно задать в представлении All Rules Constraint Manager при открытии из редактора печатных плат, а также в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor (при использовании прежнего подхода к определению правил проектирования и управлению ими). Это правило позволяет задать ограничения на допустимое расстояние между соседними проволочными соединениями (Wire To Wire), Min Wire Length и Max Wire Length, а также Bond Finger Margin — расстояние (отступ) между проволочным соединением и краем контактной площадки на плате, к которой оно подключено. Правило проектирования Wire Bonding поддерживается пакетной проверкой DRC.

Правило Wire Bonding, заданное в Constraint Manager
Правило Wire Bonding, заданное в Constraint Manager

Правило Wire Bonding, заданное в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor
Правило Wire Bonding, заданное в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor

Проверки электрических правил (Неразведенная цепь и Короткое замыкание) также распространяются на проволочные соединения.

Пример нарушения правила Wire Bonding (в 2D): два проволочных соединения расположены ближе друг к другу, чем допускается правилом

Пример нарушения правила Wire Bonding (в 3D): два проволочных соединения расположены ближе друг к другу, чем допускается правилом

Пример нарушения правила Un-Routed Net: отсутствует проволочное соединение между контактной площадкой кристалла и дорожкой той же цепи

Примеры нарушений правила Short Circuit: проволочные соединения подключены к дорожкам разных цепей

 

Объекты проволочных соединений также учитываются при проверке зазоров между компонентами для выявления нарушений зазоров между проволочными соединениями и другими объектами (не являющимися проволочными соединениями) в трехмерном пространстве.

Обратите внимание: ключевое слово запроса IsBondWire можно использовать в области действия правила проектирования Component Clearance, чтобы применять его к проволочным соединениям. Подробнее см. в разделе Ключевые слова запросов для проволочных соединений ниже.

Пример обнаруженного пересечения проволочного соединения с 3D-телом.
Пример обнаруженного пересечения проволочного соединения с 3D-телом.

 
 
 
 
 

Учет объектов проволочных соединений при проверке зазоров между компонентами находится на стадии открытого бета-тестирования и доступен, если параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements включен в диалоговом окне Advanced Settings.

Ключевые слова запросов для проволочных соединений

Следующие ключевые слова языка запросов можно использовать в логических выражениях запросов при задании областей действия правил проектирования (как в Constraint Manager, так и в диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor), а также при составлении выражений запросов для фильтрации объектов на печатной плате или в библиотеке посадочных мест:

  • IsBondFinger — возвращает примитив контактной площадки SMD на медном слое, к которому подключено проволочное соединение.

  • IsBondWire — возвращает примитив проволочного соединения.

  • IsBondWireConnected — возвращает любой примитив, к которому подключено проволочное соединение.

Проволочные соединения в документе Draftsman

Draftsman поддерживает проволочные соединения в стандартном сборочном виде платы (для основного подхода Chip-on-Board), виде изготовления платы, а также в виде компонента (для случаев, когда весь «корпус» с проволочными соединениями полностью определен в посадочном месте).

  • Включите слои контактных площадок кристалла и проволочных соединений на вкладке Layers панели Properties выбранного сборочного вида платы или вида изготовления платы, чтобы отобразить эти слои на виде (и на производных выносных видах платы, как показано ниже).

     
  • Если для сборочного вида платы или вида изготовления платы включено отображение проволочных соединений, с помощью параметра Show Bond Wires на вкладке General панели Properties этого вида можно выбрать цвет слоя (заданный на вкладке Layer панели Properties) или переопределенный цвет (если он задан для проволочных соединений на стороне печатной платы).

     
  • Если компонент содержит проволочные соединения (то есть имеет контактные площадки кристалла и подключенные к ним проволочные соединения), на панели Properties выбранного вида этого компонента доступны дополнительные параметры Show Bond Wires и Die Pads. Используйте параметр Show Bond Wires, чтобы включить отображение проволочных соединений и выбрать цвет слоя (задаваемый соответствующей кнопкой выбора цвета) или переопределенный цвет (если он задан для проволочных соединений на стороне печатной платы). Используйте параметр Die Pads, чтобы включить отображение контактных площадок кристалла и задать их цвет.

 
 
 
 
 

Возможность использования цвета слоя или переопределенного цвета для проволочных соединений в сборочных видах платы, видах изготовления платы и видах компонентов в Draftsman находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна, если включен параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements в диалоговом окне Advanced Settings.

Выходная документация по проволочным соединениям

Информация о проволочных соединениях поддерживается при формировании стандартных чертежей печатной платы. Настроив вывод слоев и позиционных обозначений на печать, можно сформировать схему проволочных соединений.

Пример чертежа печатной платы, настроенного как схема проволочных соединений.
Пример чертежа печатной платы, настроенного как схема проволочных соединений.

Также можно сформировать табличный отчет о проволочных соединениях, содержащий информацию об их подключении (в формате CSV). Чтобы добавить новый выходной документ этого типа, используйте Wire Bonding Table Report в области Assembly Outputs файла Output Job. Кроме того, можно выбрать команду File » Assembly Outputs » Wire Bonding Table Report в главном меню редактора печатных плат, чтобы сформировать отчет непосредственно из редактора.

Добавьте новый выходной документ — табличный отчет о проволочных соединениях — в файл Outjob.
Добавьте новый выходной документ — табличный отчет о проволочных соединениях — в файл Outjob.

Дополнительные сведения о табличном отчете о проволочных соединениях см. на странице Подготовка данных для сборки.

 
 
 
 
 

Объекты проволочных соединений также включаются при экспорте печатной платы в форматы STEP и Parasolid. Эта функция находится на стадии открытого бета-тестирования и доступна, если включен параметр PCB.Wirebonding.3DImprovements в диалоговом окне Advanced Settings.

AI-LocalizedЛокализовано с помощью ИИ
Если вы обнаружили проблему, выделите текст/изображение и нажмитеCtrl + Enter, чтобы отправить нам свой отзыв.
Меню
Contents
Доступность функций

Доступные вам функции зависят от того, какое решение Altium вы используете: Altium Develop, Altium Agile Teams, Altium Agile Enterprise или Altium Designer (при активной подписке).

Если вы не видите описанную функцию в используемом вами программном обеспечении, свяжитесь с отделом продаж Altium, чтобы узнать больше.

Устаревшая документация

Документация Altium Designer больше не разделена по версиям ПО. Если вам необходим доступ к документации по старым версиям Altium Designer, посетите раздел Устаревшая документация на странице Прочие установщики.

Contents