如何提高PCB设计的布线效率?

布线是非常重要的一部分 PCB 设计,这将直接影响PCB板的性能。 在PCB设计过程中,不同的layout工程师对layout有自己的理解,但是所有layout工程师在如何提高布线效率上都是一致的,这样既可以为客户节省项目的开发周期,又可以保证质量和成本最大化。 以下是一般的设计过程和步骤。

印刷电路板

如何提高PCB设计的布线效率

1.确定PCB层数

电路板的尺寸和布线层数需要在设计之初就确定。 如果设计需要使用高密度球栅阵列 (BGA) 组件,则必须考虑这些器件布线所需的最少布线层数。 布线层数和堆叠方式将直接影响印刷线路的布线和阻抗。 印版的大小有助于确定分层图案和印刷线的宽度,以达到理想的设计效果。

2. 设计规则和限制

自动路由工具本身不知道要做什么。 为了完成接线任务,接线工具需要在正确的规则和约束下工作。 不同的信号电缆有不同的接线要求。 有特殊要求的信号电缆必须按设计分类。 每个信号类都应该有一个优先级,优先级越高,规则越严格。 与印刷线宽、最大孔数、平行度、信号线之间的交互和层限制相关的规则对布线工具的性能有很大影响。 仔细考虑设计要求是成功布线的重要一步。

3. 组件布局

为了优化装配过程,可制造性设计 (DFM) 规则对组件的布局施加了限制。 如果装配部门允许元件移动,则可以优化电路以方便自动布线。 定义的规则和约束会影响布局设计。

4. 扇出设计

在扇出设计阶段,为了使自动布线工具能够连接元件引脚,表面贴装器件的每个引脚都应至少有一个通孔,以便板子可以用于内部键合、在线测试(ICT ),以及需要额外连接时的电路再处理。

为了最大限度地提高自动布线工具的效率,重要的是尽可能使用最大的孔尺寸和印制线,间隔为 50mil 是理想的。 使用使布线路径数量最大化的通孔类型。 设计扇出时应考虑电路的在线测试。 测试夹具可能很昂贵,并且通常在接近满负荷生产时订购,此时再考虑添加节点以实现 100% 的可测试性为时已晚。

5. 手动接线及按键信号处理

尽管本文重点介绍自动布线,但手动布线是并将是 PCB 设计中的一个重要过程。 手动布线对于自动布线工具很有帮助。 无论关键信号有多少,先对这些信号进行接线,手动接线或结合自动接线工具。 关键信号通常必须经过精心设计才能实现所需的性能。 接线完成后,由相关工程人员对信号接线进行检查,这是一个容易得多的过程。 检查通过后,接线固定,剩余信号开始自动接线。

6.自动接线

关键信号的布线需要在布线时考虑控制一些电气参数,比如降低分布电感和EMC,其他信号的布线类似。 所有 EDA 供应商都提供了一种控制这些参数的方法。 通过了解自动布线工具有哪些输入参数以及它们如何影响布线,可以在一定程度上保证自动布线的质量。

7、电路板外观

以前的设计往往侧重于电路板的视觉效果,但现在已经不是这样了。 自动设计的电路板虽然没有手工设计那么美观,但能满足电子特性的要求,保证了设计的完整性。

对于版图工程师来说,技术强不强,不应只从层数和速度来判断,只能在元件数量、信号速度等条件相近的情况下,才能完成更小面积的设计,层数越少,PCB板的成本越低,而且要保证良好的性能和美观,这才是高手。