深圳宏力捷電子是一家專(zhuān)業(yè)從事電子產(chǎn)品電路板設(shè)計(jì)（layout布線設(shè)計(jì)）的PCB設(shè)計(jì)公司，主要承接多層、高密度的PCB設(shè)計(jì)畫(huà)板及電路板設(shè)計(jì)打樣業(yè)務(wù)。接下來(lái)為大家介紹PCB布線設(shè)計(jì)如何提高布通率。
在PCB布線設(shè)計(jì)中，有一套完整的方法可以提高PCB設(shè)計(jì)布通率。在這里，我們提供有效的技術(shù)來(lái)提高PCB設(shè)計(jì)布通率和設(shè)計(jì)效率，這不僅可以為客戶節(jié)省項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期，而且可以最大限度地提高成品設(shè)計(jì)的質(zhì)量。
在PCB設(shè)計(jì)之初就需要確定電路板的尺寸和布線層。如果設(shè)計(jì)要求使用高密度球柵陣列（BGA）組件，則必須考慮將這些組件布線所需的最少布線層數(shù)。布線層的數(shù)量和堆疊模式將直接影響印刷線路的布線和阻抗。板的尺寸有助于確定層壓和印刷線的寬度，以實(shí)現(xiàn)所需的設(shè)計(jì)效果。
多年來(lái)，人們一直認(rèn)為層數(shù)越少，成本越低，但是還有許多其他因素會(huì)影響電路板的制造成本。近年來(lái)，層壓板之間的成本差異已大大減小。在設(shè)計(jì)開(kāi)始時(shí)，最好使用更多的電路層并使銅涂層均勻分布，以免在設(shè)計(jì)結(jié)束時(shí)出現(xiàn)少量信號(hào)不符合定義的規(guī)則和空間要求，以便被迫添加新圖層。在設(shè)計(jì)之前進(jìn)行仔細(xì)的規(guī)劃將減少大量的布線麻煩。
自動(dòng)布線工具本身不知道該怎么辦。為了完成布線任務(wù)，布線工具需要在正確的規(guī)則和約束下工作。不同的信號(hào)線具有不同的布線要求。所有有特殊要求的信號(hào)線都應(yīng)分類(lèi)，不同的設(shè)計(jì)分類(lèi)也應(yīng)不同。每個(gè)信號(hào)類(lèi)別都應(yīng)具有優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)越高，規(guī)則越嚴(yán)格。有關(guān)印刷線寬，最大孔數(shù)，平行度，信號(hào)線之間的相互作用以及層數(shù)限制的規(guī)則對(duì)布線工具的性能有很大影響。認(rèn)真考慮設(shè)計(jì)要求是成功布線的重要一步。
為了優(yōu)化PCBA組裝過(guò)程，可制造性設(shè)計(jì)（DFM）規(guī)則對(duì)組件布局施加了限制。如果裝配部門(mén)允許零件移動(dòng)，則可以適當(dāng)優(yōu)化電路以利于自動(dòng)布線。定義的規(guī)則和約束會(huì)影響布局設(shè)計(jì)。
布線時(shí)應(yīng)考慮布線通道和通孔區(qū)域。這些路徑和區(qū)域?qū)τ谠O(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，但是自動(dòng)布線工具一次只考慮一個(gè)信號(hào)，并且通過(guò)設(shè)置布線約束并設(shè)置可部署信號(hào)線的層，布線工具能夠完全按照設(shè)計(jì)者的設(shè)想。
在扇出設(shè)計(jì)階段，為使自動(dòng)布線工具能夠連接組件引腳，堆焊設(shè)備的每個(gè)引腳應(yīng)至少具有一個(gè)通孔，以便電路板可以在內(nèi)部進(jìn)行連接，在線測(cè)試（ICT） ，并在需要其他連接的情況下重新處理電路。
為了最大程度地提高自動(dòng)布線工具的效率，請(qǐng)確保使用最大的孔尺寸和印刷線，且理想間隔為50mil。使用可使路由路徑數(shù)量最大化的通孔類(lèi)型。設(shè)計(jì)扇出時(shí)，應(yīng)考慮電路在線測(cè)試的問(wèn)題。測(cè)試夾具可能很昂貴，通常在正式投入生產(chǎn)之前就訂購(gòu)了測(cè)試夾具，現(xiàn)在考慮添加節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)100％可測(cè)試性為時(shí)已晚。
經(jīng)過(guò)仔細(xì)的考慮和預(yù)測(cè)，可以在設(shè)計(jì)的早期階段進(jìn)行電路在線測(cè)試的設(shè)計(jì)，并在生產(chǎn)過(guò)程的后期實(shí)現(xiàn)。根據(jù)布線路徑和電路在線測(cè)試，可以確定通孔扇出的類(lèi)型。電源和接地也會(huì)影響布線和扇出設(shè)計(jì)。為降低電纜的濾波電容阻抗，過(guò)孔應(yīng)盡可能靠近表面貼裝設(shè)備的引腳，必要時(shí)可以使用手動(dòng)布線，這可能會(huì)影響最初設(shè)想的布線路徑，甚至可能導(dǎo)致您重新考慮使用哪種類(lèi)型的布線。因此，必須考慮通過(guò)優(yōu)先級(jí)規(guī)格設(shè)置的阻抗與孔和引腳之間的關(guān)系。
盡管本文主要是自動(dòng)布線問(wèn)題，但手動(dòng)布線在現(xiàn)在和將來(lái)都是印刷電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)重要過(guò)程。采用手動(dòng)布線并自動(dòng)布線工具完成布線工作。無(wú)論關(guān)鍵信號(hào)的數(shù)量有多少，首先對(duì)這些信號(hào)通常必須通過(guò)精心設(shè)計(jì)的電路設(shè)計(jì)才能達(dá)到期望的性能。布線完成后，再由有關(guān)的工程人員來(lái)對(duì)這些信號(hào)布線進(jìn)行檢查，這個(gè)過(guò)程相對(duì)容易檢查。檢查通過(guò)后，將這些線固定，然后開(kāi)始對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線。
對(duì)關(guān)鍵信號(hào)的布線需要考慮在布線時(shí)控制一些電參數(shù)，交替分布電感和EMC等，對(duì)于其他信號(hào)的布線也類(lèi)似。所有的EDA廠商都會(huì)提供一種方法來(lái)控制這些參數(shù)。在了解自動(dòng)布線工具有什么輸入?yún)?shù)以及輸入?yún)?shù)對(duì)布線的影響后，自動(dòng)布線的質(zhì)量在一定程度上可以得到保證。
如果采用通用規(guī)則來(lái)對(duì)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線。通過(guò)設(shè)置限制條件和禁止布線區(qū)來(lái)給給定信號(hào)所使用的層以及所用到的過(guò)孔數(shù)量，布線工具可以按照工程師的設(shè)計(jì)思想來(lái)自動(dòng)布線。對(duì)自動(dòng)布線工具所用的層和所布過(guò)孔的數(shù)量不加限制，自動(dòng)布線時(shí)將會(huì)使用到每一層，而且將會(huì)產(chǎn)生很多過(guò)孔。
在設(shè)置好約束條件和應(yīng)用所創(chuàng)造的規(guī)則后，自動(dòng)布線將會(huì)達(dá)到與預(yù)期相近的結(jié)果，當(dāng)然可能還需要進(jìn)行一些整理工作，同時(shí)又需要確保其他信號(hào)和網(wǎng)絡(luò)布線的空間。在某些設(shè)計(jì)完成以后，將其固定下來(lái)，以防止受到后邊布線過(guò)程的影響。
采用相同的步驟對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行布線。布線次數(shù)交替電路的復(fù)雜性和你所定義的通用規(guī)則的多少。每完成一類(lèi)信號(hào)后，其余網(wǎng)絡(luò)布線的約束條件就會(huì)減少。但隨之而來(lái)現(xiàn)在的自動(dòng)布線工具功能非常強(qiáng)大，通常可完成100％的布線。但是當(dāng)自動(dòng)布線工具未完成全部信號(hào)布線時(shí)，就需對(duì)余下的信號(hào)進(jìn)行手動(dòng)布線。
如果您所使用的EDA工具軟件能夠列出信號(hào)的布線長(zhǎng)度，檢查這些數(shù)據(jù)，您可能會(huì)發(fā)現(xiàn)一些約束條件很少的信號(hào)布線的長(zhǎng)度很長(zhǎng)。這個(gè)問(wèn)題比較容易處理，通過(guò)手動(dòng)編輯可以改變信號(hào)布線長(zhǎng)度和減少過(guò)孔數(shù)量。在整理過(guò)程中，你需要判斷出什么布線合理，某些布線不合理。同手動(dòng)布線設(shè)計(jì)一樣，自動(dòng)布線設(shè)計(jì)也能在檢查過(guò)程中進(jìn)行整理和編輯。
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