如何提高PCB設計的佈線效率?

佈線是非常重要的一部分 PCB 設計,這將直接影響PCB板的性能。 在PCB設計的過程中,不同的版圖工程師對版圖有自己的理解,但是所有版圖工程師在如何提高佈線效率上都是一致的,這樣既可以為客戶節省項目的開發週期,又可以保證質量和成本最大化。 以下是一般的設計過程和步驟。

印刷電路板

如何提高PCB設計的佈線效率

1.確定PCB層數

電路板的尺寸和佈線層數需要在設計之初就確定。 如果設計需要使用高密度球柵陣列 (BGA) 組件,則必須考慮這些器件佈線所需的最少佈線層數。 佈線層數和堆疊方式將直接影響印刷線路的佈線和阻抗。 印版的大小有助於確定分層圖案和印刷線的寬度,以達到理想的設計效果。

2. 設計規則和限制

自動路由工具本身不知道要做什麼。 為了完成接線任務,接線工具需要在正確的規則和約束下工作。 不同的信號電纜有不同的接線要求。 有特殊要求的信號電纜必須按設計分類。 每個信號類都應該有一個優先級,優先級越高,規則越嚴格。 與印刷線寬、最大孔數、平行度、信號線之間的交互和層限制相關的規則對佈線工具的性能有很大影響。 仔細考慮設計要求是成功佈線的重要一步。

3. 組件佈局

為了優化裝配過程,可製造性設計 (DFM) 規則對組件的佈局施加了限制。 如果裝配部門允許元件移動,則可以優化電路以方便自動佈線。 定義的規則和約束會影響佈局設計。

4. 扇出設計

在扇出設計階段,為了使自動佈線工具能夠連接元件引腳,表面貼裝器件的每個引腳都應至少有一個通孔,以便板子可以用於內部鍵合、在線測試(ICT ),以及需要額外連接時的電路再處理。

為了最大限度地提高自動佈線工具的效率,重要的是盡可能使用最大的孔尺寸和印製線,間隔為 50mil 是理想的。 使用使佈線路徑數量最大化的通孔類型。 設計扇出時應考慮電路的在線測試。 測試夾具可能很昂貴,並且通常在接近滿負荷生產時訂購,此時再考慮添加節點以實現 100% 的可測試性為時已晚。

5. 手動接線及按鍵信號處理

儘管本文重點介紹自動佈線,但手動佈線是並將是 PCB 設計中的一個重要過程。 手動佈線對於自動佈線工具很有幫助。 不管關鍵信號有多少,先對這些信號進行接線,手動接線或結合自動接線工具。 關鍵信號通常必須經過精心設計才能實現所需的性能。 接線完成後,由相關工程人員對信號接線進行檢查,這是一個容易得多的過程。 檢查通過後,接線固定,剩餘信號開始自動接線。

6.自動接線

關鍵信號的佈線需要在佈線時考慮控制一些電氣參數,比如降低分佈電感和EMC,其他信號的佈線類似。 所有 EDA 供應商都提供了一種控制這些參數的方法。 通過了解自動佈線工具有哪些輸入參數以及它們如何影響佈線,可以在一定程度上保證自動佈線的質量。

7、電路板外觀

以前的設計往往側重於電路板的視覺效果,但現在已不再如此。 自動設計的電路板雖然沒有手工設計那麼美觀,但能滿足電子特性的要求,保證了設計的完整性。

對於版圖工程師來說,技術強不強,不應只從層數和速度來判斷,只能在元件數量、信號速度等條件相近的情況下,才能完成更小面積的設計,層數越少,PCB板的成本越低,而且要保證良好的性能和美觀,這才是高手。