Проволочное соединение
Краткий обзор
- 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.
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.
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.
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).
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.
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.
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).
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.
Управление видимостью проволочных соединений и контактных площадок кристалла
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
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.
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 диалоговом окне PCB Rules and Constraints Editor
Проверки электрических правил (Неразведенная цепь и Короткое замыкание) также распространяются на проволочные соединения.
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.

Пример обнаруженного пересечения проволочного соединения с 3D-телом.
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.
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.
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.
Дополнительные сведения о табличном отчете о проволочных соединениях см. на странице Подготовка данных для сборки.




).






).
).













