česky english Vítejte, dnes je čtvrtek 29. únor 2024

Speedstack je stále výkonnější

DPS 3/2021 | Články
Autor: Ing. Milan Klauz

Firma Polar Instruments představila novou verzi svého programu Speedstack 2021. Ten představuje kompletní prostředí pro návrh skladby vrstev desky plošných spojů tak, aby vyhovovala požadavkům na návrh desky, zejména v případech, kdy je potřeba zajistit požadovanou impedanci spojů či brát v úvahu ztrátu signálu vloženým obvodem (insertion loss). To by ovšem nebylo úplné řešení, pokud by v programu nebylo možné vybírat materiál desky od jednotlivých dodavatelů, ani kdyby navrženou skladbu vrstev (layer stackup) nešlo převést do návrhu desky nebo dokumentovat pro potřeby výroby holé desky.

Už z tohoto popisu je zřejmé, že hlavními uživateli programu Speedstack bývají návrháři komplexních vícevrstvých desek s velmi rychlými obvody, kde je impedance spojů či „insertion loss“ kritická. Jednoduše popsáno zavedenými výrazy, nachází uplatnění zejména při návrhu HDI hi-speed desek, rychlých rigid-flex desek a desek s mikrovlnnými obvody. Protože takové desky nebývají levné, pomáhá Speedstack řešit i obchodní stránku věci tím, že umožňuje vybrat takový materiál, který je při splnění technických parametrů také dostupný a cenově přijatelný.

OO Speedstack a simulace Si8000m a Si9000e

Program Speedstack je určen především pro dokumentování navrženého složení vrstev desky. Samotné modelování impedance je možné až v add-on programu Polar Si8000m, který si čte navržené rozložení jednotlivých vrstev desky i s jejich materiálovými vlastnostmi. Tento simulační program umožňuje precizně modelovat až sto různých struktur desky, takže pokrývá snad všechny možné situace. Pro modelování přenosové linky desky je určen navazující simulátor Polar Si9000e – ten umožňuje extrahovat insertion loss, RLGC a S-parametry navržené skladby vrstev. Oba simulační programy zapisují získaná data zpět do programu Speedstack, který potom celý návrh skladby vrstev desky dokumentuje.

Speedstack umožňuje navrhnout skladbu vrstev dvojím způsobem – ručně vrstvu po vrstvě s vlastnostmi použitého materiálu vybraného ze zabudované knihovny nebo metodou VMM (Virtual Material Mode) bez odvolávky na skutečný materiál. Tato druhá metoda potom nabízí možnost dodatečného prozkoumání vlivu různého typu materiálu na zamýšlenou skladbu vrstev.

Materiál zahrnuje kompletní strukturu desky, to znamená core, prepreg, nepájivou masku, případně i další vrstvy, které se na desce při její výrobě objeví (stínicí vrstva atd.). Právě zde je vidět, jakou důležitou úlohu hraje knihovna materiálů s potřebnými informacemi o jejich vlastnostech.

 

Obr.č. 1 Speedstack (jpg)

Příklad použití programu Speedstack

Praktické použití programu lze v běžných situacích jednoduše popsat například takto: Uživatel zadá výslednou tloušťku desky a počet vrstev, případně požadavky na řízenou impedanci. Materiál jednotlivých vrstev se potom doladí v programu tak, aby vyhovoval zadaným kritériím. Tím, jak se mění materiál pro jednotlivé vrstvy desky, může se rychle ohodnotit dopad na výslednou sestavu. Praktické použití programu v případě řízené impedance či insertion loss vyžaduje použití navazujících simulačních programů Si8000m nebo Si9000e – ty lze pořídit jako automatickou součást programu Speedstack již při pořízení programu.

Výsledný návrh složení vrstev umožňuje jejich snadnou vizualizaci včetně otvorů a různých typů prokovů a dokládá detailní informace o vybraném materiálu desky. Tyto informace mohou být předány dále v podobě výkresů a výpisů v různých formátech, stejně jako načteny do vybraných návrhových programů desek (Allegro, Xpedition, CR9000) nebo CAM programu firmy Ucamco. Výrobce programu odhaduje, že Speedstack je až 10× rychlejší než manuální návrh skladby vrstev.

Pochopitelně, že Speedstack není jediným programem určeným pro tento účel. Dalšími programy tohoto typu jsou např. ICD Stackup Planner [5] nebo Z-Planner [6].

Význam návrhu skladby vrstev byl na stránkách tohoto časopisu detailně popsán v článku „Řešíme skladbu vrstev desky: Stackup“ [7].

Odkazy:

[1] www.polarinstruments.com/products/stackup/Speedstack.html

[2] www.polarinstruments.com/products/cits/Si8000.html

[3] www.polarinstruments.com/products/si/Si9000.html

[4] www.polarinstruments.com/support/si/AP8196.html

[5] www.dps-az.cz/cad-cam-cae/id:11985/icd-stackup-plannernezbytna-pomucka-pro-navrh-dps

[6] www.dps-az.cz/cad-cam-cae/id:54217/z-planner-a-sandboxdalsi-software-pro-navrh-rozlozeni-vrstev-dps

[7] www.dps-az.cz/vyvoj/id:12032/resime-skladbu-vrstev-deskystackup