布線是
PCB設計中極為重要的一環,它將直接影響著PCB板的性能。在PCB設計過程中,不同到layout工程師對layout都有著自己的理解,但是所有的layout工程師在如何提高布線的效率上卻是一致,這樣不僅能夠為客戶節省項目的開發周期,還能夠最大限度保證質量和成本。下面是一般的設計過程和步驟。
1、確定PCB的層數
電路板尺寸和布線層數需要在設計初期確定。如果設計要求使用高密度球柵數組(BGA)組件,就必須考慮這些器件布線所需要的最少布線層數。布線層的數量以及層疊(stack-up)方式會直接影響到印制線的布線和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線寬度,實現期望的設計效果。
2、設計規則和限制
自動布線工具本身并不知道應該做些什幺。為完成布線任務,布線工具需要在正確的規則和限制條件下工作。不同的信號線有不同的布線要求,要對所有特殊要求的信號線進行分類,不同的設計分類也不一樣。每個信號類都應該有優先級,優先級越高,規則也越嚴格。規則涉及印制線寬度、過孔的最大數量、平行度、信號線之間的相互影響以及層的限制,這些規則對布線工具的性能有很大影響。認真考慮設計要求是成功布線的重要一步。
3、組件的布局
為最優化裝配過程,可制造性設計(DFM)規則會對組件布局產生限制。如果裝配部門允許組件移動,可以對電路適當優化,更便于自動布線。所定義的規則和約束條件會影響布局設計。
4、扇出設計
在扇出設計階段,要使自動布線工具能對組件引腳進行連接,表面貼裝器件的每一個引腳至少應有一個過孔,以便在需要更多的連接時,電路板能夠進行內層連接、在線測試(ICT)和電路再處理。
為了使自動布線工具效率最高,一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線,間隔設置為50mil較為理想。要采用使布線路徑數最大的過孔類型。進行扇出設計時,要考慮到電路在線測試問題。測試夾具可能很昂貴,而且通常是在即將投入全面生產時才會訂購,如果這時候才考慮添加節點以實現100%可測試性就太晚了。
5、手動布線以及關鍵信號的處理
盡管本文主要論述自動布線問題,但手動布線在現在和將來都是印刷電路板設計的一個重要過程。采用手動布線有助于自動布線工具完成布線工作。無論關鍵信號的數量有多少,首先對這些信號進行布線,手動布線或結合自動布線工具均可。關鍵信號通常必須通過精心的電路設計才能達到期望的性能。布線完成后,再由有關的工程人員來對這些信號布線進行檢查,這個過程相對容易得多。檢查通過后,將這些線固定,然后開始對其余信號進行自動布線。
6、自動布線
對關鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數,比如減小分布電感和EMC等,對于其它信號的布線也類似。所有的EDA廠商都會提供一種方法來控制這些參數。在了解自動布線工具有哪些輸入參數以及輸入參數對布線的影響后,自動布線的質量在一定程度上可以得到保證。
7、電路板的外觀
以前的設計常常注意電路板的視覺效果,現在不一樣了。自動設計的電路板不比手動設計的美觀,但在電子特性上能滿足規定的要求,而且設計的完整性能得到保證。
對于layout工程師來說,技術厲害與否,不應該只從層數和速度來判斷,只有在器件數量、信號速度等條件相當的情況下,能夠以面積越小,層數越少,成本越低的
PCB板完成設計,并且能夠保證良好的性能和美觀,這才是高手。