在PCB設(shè)計(jì)中如何提高布線效率

      布線是PCB設(shè)計(jì)中極為重要的一環(huán)，它將直接影響著PCB板的性能。在PCB設(shè)計(jì)過(guò)程中，不同到layout工程師對(duì)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?yàn)榭蛻艄?jié)省項(xiàng)目的開發(fā)周期，還能夠最大限度保證質(zhì)量和成本。下面是一般的設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟。

　　1、確定PCB的層數(shù)
　　電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計(jì)初期確定。如果設(shè)計(jì)要求使用高密度球柵數(shù)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(shù)。布線層的數(shù)量以及層疊(stack-up)方式會(huì)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(shí)現(xiàn)期望的設(shè)計(jì)效果。
　　2、設(shè)計(jì)規(guī)則和限制
　　自動(dòng)布線工具本身并不知道應(yīng)該做些什幺。為完成布線任務(wù)，布線工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。不同的信號(hào)線有不同的布線要求，要對(duì)所有特殊要求的信號(hào)線進(jìn)行分類，不同的設(shè)計(jì)分類也不一樣。每個(gè)信號(hào)類都應(yīng)該有優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先級(jí)越高，規(guī)則也越嚴(yán)格。規(guī)則涉及印制線寬度、過(guò)孔的最大數(shù)量、平行度、信號(hào)線之間的相互影響以及層的限制，這些規(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。
　　3、組件的布局
　　為最優(yōu)化裝配過(guò)程，可制造性設(shè)計(jì)(DFM)規(guī)則會(huì)對(duì)組件布局產(chǎn)生限制。如果裝配部門允許組件移動(dòng)，可以對(duì)電路適當(dāng)優(yōu)化，更便于自動(dòng)布線。所定義的規(guī)則和約束條件會(huì)影響布局設(shè)計(jì)。
　　4、扇出設(shè)計(jì)
　　在扇出設(shè)計(jì)階段，要使自動(dòng)布線工具能對(duì)組件引腳進(jìn)行連接，表面貼裝器件的每一個(gè)引腳至少應(yīng)有一個(gè)過(guò)孔，以便在需要更多的連接時(shí)，電路板能夠進(jìn)行內(nèi)層連接、在線測(cè)試(ICT)和電路再處理。
　　為了使自動(dòng)布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過(guò)孔尺寸和印制線，間隔設(shè)置為50mil較為理想。要采用使布線路徑數(shù)最大的過(guò)孔類型。進(jìn)行扇出設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到電路在線測(cè)試問(wèn)題。測(cè)試夾具可能很昂貴，而且通常是在即將投入全面生產(chǎn)時(shí)才會(huì)訂購(gòu)，如果這時(shí)候才考慮添加節(jié)點(diǎn)以實(shí)現(xiàn)100%可測(cè)試性就太晚了。
　　5、手動(dòng)布線以及關(guān)鍵信號(hào)的處理
　　盡管本文主要論述自動(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)布線有助于自動(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)進(jìn)行布線，手動(dòng)布線或結(jié)合自動(dòng)布線工具均可。關(guān)鍵信號(hào)通常必須通過(guò)精心的電路設(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)容易得多。檢查通過(guò)后，將這些線固定，然后開始對(duì)其余信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線。
　　6、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)，比如減小分布電感和EMC等，對(duì)于其它信號(hào)的布線也類似。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)布線工具有哪些輸入?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。
　　7、電路板的外觀
　　以前的設(shè)計(jì)常常注意電路板的視覺效果，現(xiàn)在不一樣了。自動(dòng)設(shè)計(jì)的電路板不比手動(dòng)設(shè)計(jì)的美觀，但在電子特性上能滿足規(guī)定的要求，而且設(shè)計(jì)的完整性能得到保證。
　　對(duì)于layout工程師來(lái)說(shuō)，技術(shù)厲害與否，不應(yīng)該只從層數(shù)和速度來(lái)判斷，只有在器件數(shù)量、信號(hào)速度等條件相當(dāng)?shù)那闆r下，能夠以面積越小，層數(shù)越少，成本越低的PCB板完成設(shè)計(jì)，并且能夠保證良好的性能和美觀，這才是高手。