PCB新聞 - 如何實現高效的PCB自動佈線

1、確定PCB層數

的大小 印刷電路板 佈線層數需要在設計開始時確定. If the design requires the use of high-density ball grid array (BGA) components, 必須考慮這些設備佈線所需的少量佈線層. 佈線層數和堆疊管道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列印線的寬度，以達到所需的設計效果.

多年來，人們一直認為層數越少意味著成本越低，但還有許多其他因素會影響製作電路板的成本。 近年來，多層板之間的成本差异已大大縮小。 在設計開始時，使用了更多的電路層，銅塗層均勻分佈，以避免在設計結束時，當少數訊號不符合規定的規則和空間要求時，只需添加新的層。 在設計之前仔細規劃將减少佈線中的許多麻煩。

2、設計規則和限制

自動佈線工具本身不知道該做什麼。 要完成佈線任務，佈線工具需要在正確的規則和約束下工作。 不同的訊號電纜有不同的佈線要求。 有特殊要求的訊號電纜必須按設計進行分類。 每個訊號類別都應該有一個優先順序，優先順序越高，規則越嚴格。 與列印線寬、孔數、平行度、訊號線之間的相互作用和層限制相關的規則，這些規則對佈線工具的效能有很大影響。 仔細考慮設計要求是成功佈線的重要步驟。

3、構件佈置

對於裝配過程，可製造性設計（DFM）規則對部件佈局施加限制。 如果裝配部門允許部件移動，則可以優化電路以便於自動佈線。 定義的規則和約束會影響佈局設計。

佈置時應考慮佈線通道和通孔區域。 這些路徑和區域對於設計者來說是顯而易見的，但自動佈線工具只考慮一個訊號。 通過設定佈線約束和設定訊號線的鋪設層，佈線工具可以按照設計者的意圖完成佈線。

如何實現高效的PCB自動佈線

4、扇出設計

在扇出設計階段，為了使自動佈線工具能够連接元件引脚，表面安裝設備的每個引脚應至少有一個通孔，以便在需要額外連接時，可以將電路板用於內部鍵合、線上測試（ICT）和電路再處理。

為了使自動佈線工具高效，必須使用與po一樣多的孔尺寸和列印線

可能，理想的間隔為50mil。 使用一種提供佈線路徑數量的通孔。 在設計扇形輸出時，應考慮電路的線上測試。 測試夾具可能很昂貴，並且通常在接近滿負荷生產時訂購，此時考慮添加節點以實現100%可測試性為時已晚。

經過仔細考慮和預測，電路線上測試的設計可以在設計初期和生產後期進行。 通孔扇出的類型可根據佈線路徑和電路線上測試確定。 電源和接地也會影響佈線和扇出設計。 為了降低電纜的濾波電容器阻抗，過孔應盡可能靠近表面安裝設備引脚，必要時可使用手動佈線，這可能會影響最初設想的佈線路徑，甚至可能會導致您重新考慮使用哪種孔，囙此必須考慮阻抗與孔和引脚之間的關係，通過規範設定優先。

5、手動接線及關鍵信號處理

雖然本文主要討論自動佈線，但手動佈線是並且將是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。 如圖2A和2b所示，所選網絡（NET）可以手動路由和固定，以形成可用於自動路由的路徑。

無論關鍵訊號的數量如何，都應先對這些訊號進行佈線，手動佈線或與自動佈線工具相結合。 通常必須仔細設計關鍵訊號，以達到預期的效能。 接線完成後，由相關工程人員檢查訊號接線，這是一個容易得多的過程。 檢查後

通過後，導線固定，其餘訊號開始自動接線。

6、自動接線

關鍵訊號的佈線需要考慮在佈線過程中控制一些電力參數，如降低分佈電感和EMC，其他訊號的佈線類似。 所有EDA供應商都提供了控制這些參數的方法。 通過瞭解自動佈線工具的輸入參數及其對佈線的影響，可以在一定程度上保證自動佈線的質量。

訊號自動路由應採用通用規則。 通過設定限制和無佈線區域來限制用於給定訊號的層和要使用的孔數，佈線工具可以按照工程師的設計自動佈線。 如果自動佈線工具使用的層數和鋪設的孔數沒有限制，則每個層將用於自動佈線，並將創建許多孔。

設定約束並應用所創建的規則後，自動佈線將獲得與預期類似的結果，儘管可能需要進行一些清理，以及為其他訊號和網路佈線確保空間。 部分設計完成後，將其固定，以防止後續佈線過程。

使用相同的步驟路由其餘訊號。 路由的數量取決於電路的複雜性以及您定義的一般規則的數量。 在完成每一類訊號後，對其餘網絡路由的約束將减少。 但隨之而來的是大量需要手動干預的訊號佈線。 今天的自動佈線工具非常强大，通常可以100%完成佈線。 但是，當自動佈線工具尚未完成所有訊號佈線時，需要手動佈線剩餘的訊號。

7、自動接線的設計要點包括：

1）稍微更改設定並嘗試多個路由路徑；

2）保持基本規則不變，嘗試不同的佈線層、不同的列印線和間距寬度、不同的線寬、不同類型的孔，如盲孔、埋孔等，觀察這些因素對設計結果的影響；

3）讓佈線工具根據需要處理這些默認網絡；

4）訊號越不重要，自動佈線工具佈線的自由度就越高。

8、接線佈置

如果您使用的EDA工具軟體可以列出訊號路由長度，請檢查這些數據，您可能會發現一些訊號路由長度非常長，幾乎沒有限制。 此問題相對容易處理，手動編輯可以縮短訊號佈線長度並减少孔數。 在清潔過程中，您需要確定哪些接線正確，哪些接線不正確。 與手動佈線設計一樣，也可以在檢查期間組織和編輯自動佈線設計。

9、電路板外觀

以前的設計通常側重於電路板的視覺效果，但現在情况已不再如此。 自動設計的電路板雖然不如手工設計美觀，但可以滿足電子特性的要求，保證了設計的完整性。