PCB新聞 - 實現PCB設計高效自動佈線的設計技巧和要點

雖然當前的EDA工具非常强大, 隨著PCB尺寸要求越來越小，設備密度越來越高, 的困難 PCB設計 不小. 如何實現高PCB佈局率和縮短設計時間? 本文介紹了PCB規劃的設計技巧和要點, 佈局和接線.

現在 PCB設計 時間越來越短, 越來越小 電路板 空間, 越來越高的設備密度, 極其苛刻的佈局規則和大型組件使設計師的工作更加困難. 為了解决設計難題，加快產品的推出, 許多製造商現在傾向於使用專用的EDA工具來實現 PCB設計. 然而, 專用EDA工具無法產生理想的結果, 他們也無法實現1.00%的部署率, 而且非常淩亂. 完成剩下的工作通常需要很多時間.

市場上有許多流行的EDA工具軟體, 但除了使用的術語和功能鍵的位置不同外，它們都是相同的. 如何使用這些工具更好地實現 PCB設計? 在開始接線之前，仔細分析工具軟體的設計和設定，將使設計更符合要求. 以下是一般設計過程和步驟.

1, determine 這個 number of layers of the PCB

The size of the 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, 必須考慮這些設備所需的佈線層更少. 佈線層數和堆疊方法將直接影響印刷線路的佈線和阻抗. 電路板的大小有助於確定堆疊方法和列印線的寬度，以達到預期的設計效果.

多年來, 人們一直認為，網絡的層數越低 電路板, 成本越低, 但還有許多其他因素會影響 PCB製造 成本 電路板. 近年來, 之間的成本差异 多層板 已經大大减少了. 設計之初, 最好使用更多的電路層並均勻分佈銅, 以避免在設計結束時發現少量訊號不符合定義的規則和空間要求, 囙此被迫添加新層. 設計前仔細規劃將减少佈線中的許多麻煩.

2, design rules and restrictions

The automatic routing tool itself does not know what to do. 為了完成接線任務, 接線工具需要在正確的規則和限制下工作. 不同的訊號線有不同的接線要求. 所有有特殊要求的訊號線必須分類, 不同的設計分類也不同. 每個訊號類別都應具有優先順序, 優先順序越高, 規則越嚴格. 規則涉及列印行的寬度, 大量過孔, 平行性, 訊號線之間的相互影響, 以及層次的局限性. 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., the layout of components

In order to optimize the assembly process, design for manufacturability (DFM) rules impose restrictions on component layout. 如果裝配部門允許部件移動, 可以適當優化電路, 自動接線更方便. 定義的規則和約束將影響佈局設計.

佈局時需要考慮佈線通道和過孔區域, 如圖1所示. 這些路徑和區域對設計師來說是顯而易見的, 但是自動路由工具一次只考慮一個訊號. 通過設定路由約束和設定訊號線的層, 佈線工具可以像設計者想像的那樣完成佈線.

4 Fan-out design

In the fan-out design stage, 啟用自動佈線工具以連接元件接點的步驟, 表面安裝設備的每個引脚應至少有一個通孔, 囙此，當需要更多連接時, the 電路板 可以內部分層連接, online testing (ICT) and circuit reprocessing.

為了使自動佈線工具更高效, 有必要使用盡可能大的通孔尺寸和印刷線路, 理想情况下，間隔設定為5.0mil. 使用使路由路徑數量更大的過孔類型. 進行扇出設計時, 有必要考慮電路線上測試問題. 測試夾具可能很昂貴, 它們通常是在即將全面生產時訂購的. 只有這樣，才能考慮添加節點以實現100%的可測試性, 那太晚了.

經過仔細考慮和預測, 電路線上測試的設計可以在設計的早期進行，並在生產過程的後期實現. 通孔扇出的類型根據接線路徑和電路線上測試確定. 電源和接地也會影響接線和扇出設計. . 為了减少濾波電容器連接線產生的感應電抗, 通孔應盡可能靠近表面安裝設備的引脚, 如有必要，可以使用手動接線. 這可能會影響最初設想的佈線路徑, 甚至可能導致您重新考慮使用哪種類型的過孔, 囙此，必須考慮過孔和引脚電感之間的關係，並且必須設定過孔規格的優先順序.
5. Manual wiring and processing of key signals

Although this article mainly discusses automatic wiring problems, 手工佈線是印刷的一個重要過程 電路板 現在和未來的設計. 使用手動接線有助於自動接線工具完成接線工作. By manually routing and fixing the selected network (net), 可以形成可用於自動佈線的路徑.

不考慮關鍵訊號的數量, 這些訊號應首先路由, 手動或與自動佈線工具結合使用. 關鍵訊號通常必須經過仔細的電路設計才能達到預期的效能. 接線完成後, 相關工程人員將檢查訊號接線. 這個過程相對容易. 檢驗合格後, 固定這些線, 然後開始自動路由剩餘的訊號.

6., automatic wiring

The wiring of key signals needs to consider controlling some electrical parameters during wiring, 例如降低分佈電感和EMC, 等. 其他訊號的接線類似. 所有EDA供應商都將提供控制這些參數的方法. 瞭解自動佈線工具的輸入參數以及輸入參數對佈線的影響後, 自動接線的質量可以在一定程度上得到保證.

應使用一般規則自動路由訊號. 通過設定限制和禁止佈線區域來限制給定訊號使用的層和使用的過孔數量, 佈線工具可以根據工程師的設計思想自動佈線. 如果自動佈線工具使用的層數和過孔的數量不受限制, 自動佈線期間將使用每一層, 將產生許多過孔.

設定約束並應用創建的規則後, 自動路由將獲得與預期類似的結果. 當然, 可能需要一些分揀工作, 需要確保其他訊號和網路佈線的空間. 部分設計完成後, 將其固定，以防止其受到後續接線過程的影響.

使用相同的步驟發送其餘訊號. 佈線的數量取決於電路的複雜性和您定義的一般規則的數量. 每種訊號完成後, 剩餘網路佈線的約束將减少. 但是隨之而來的是許多需要人工干預的訊號線路. 今天的自動佈線工具功能强大，通常可以100%完成佈線. 然而, 當自動佈線工具未完成所有訊號佈線時, 其餘訊號需要手動接線.

自動接線的設計要點包括：1. 稍微更改設定並嘗試各種路由； 2 保持基本規則不變, 嘗試不同的佈線層, 不同的列印線條和間隔寬度, 不同的線寬, 以及不同類型的接線. 2. 用於盲孔等孔, 埋孔, 等., 觀察這些因素如何影響設計結果； 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, 自動佈線工具的佈線自由度越大.

7. Wiring arrangement

If the EDA tool software you are using can list the signal wiring length, 檢查這些數據, 您可能會發現，一些約束很少的訊號佈線長度非常長. 這個問題相對容易處理, 通過手動編輯，可以縮短訊號佈線長度，减少過孔數量. 在精加工過程中, 您需要確定哪些接線合理，哪些接線不合理. 如手動接線設計, 自動佈線設計也可以在檢查過程中進行排序和編輯.

8. 的外觀 電路板

以往的設計往往注重畫面的視覺效果 電路板, 但現在不同了. 自動設計的 電路板 沒有手工設計那麼漂亮, 但電子特性可以滿足規定的要求, 保證了設計的完整效能.