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布线是PCB设计中极为重要的一环，它将直接影响着PCB板的性能。在PCB设计过程中，不同到layout工程师对layout都有着自己的理解，但是所有的layout工程师在如何提高布线的效率上却是一致，这样不仅能够为客户节省项目的开发周期，还能够最大限度保证质量和成本。下面是一般的设计过程和步骤。 R$ ?) p4 e3 t" @0 ?! G9 `
1、确定PCB的层数
4 T+ t& O1 k, ? 电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅数组(BGA)组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。' c% v3 R, J' s0 e1 V0 K
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2、设计规则和限制
$ }! |& |; X) Y( s! n, X2 h# N8 a. w/ Y, i 自动布线工具本身并不知道应该做些什幺。为完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求，要对所有特殊要求的信号线进行分类，不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级，优先级越高，规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制，这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。' O+ y$ A& ~! ~' E- C) T
3、组件的布局
9 e2 d5 L1 } \3 I8 K- S 为最优化装配过程，可制造性设计(DFM)规则会对组件布局产生限制。如果装配部门允许组件移动，可以对电路适当优化，更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。
3 }3 q" Q" P" b/ a' q- G j a. B 4、扇出设计
7 c9 V" `; G& \) v; @ 在扇出设计阶段，要使自动布线工具能对组件引脚进行连接，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处理。
* r6 {; I+ n4 V: `( c" I. I 为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。进行扇出设计时，要考虑到电路在线测试问题。测试夹具可能很昂贵，而且通常是在即将投入全面生产时才会订购，如果这时候才考虑添加节点以实现100%可测试性就太晚了。' A- C4 N3 y8 r6 B
5、手动布线以及关键信号的处理: i% q3 j7 d6 _$ m
尽管本文主要论述自动布线问题，但手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程。采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。无论关键信号的数量有多少，首先对这些信号进行布线，手动布线或结合自动布线工具均可。关键信号通常必须通过精心的电路设计才能达到期望的性能。布线完成后，再由有关的工程人员来对这些信号布线进行检查，这个过程相对容易得多。检查通过后，将这些线固定，然后开始对其余信号进行自动布线。& H+ q7 p9 s8 O7 g+ V8 Y! K7 {
6、自动布线
$ a! D; [7 w7 m$ }; ? 对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感和EMC等，对于其它信号的布线也类似。所有的EDA厂商都会提供一种方法来控制这些参数。在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。) H0 V( F, h1 _' Z0 v* s& V
7、电路板的外观3 t3 Y$ |) R3 ^
以前的设计常常注意电路板的视觉效果，现在不一样了。自动设计的电路板不比手动设计的美观，但在电子特性上能满足规定的要求，而且设计的完整性能得到保证。: l4 S1 _0 o! V, r3 n
对于layout工程师来说，技术厉害与否，不应该只从层数和速度来判断，只有在器件数量、信号速度等条件相当的情况下，能够以面积越小，层数越少，成本越低的PCB板完成设计，并且能够保证良好的性能和美观，这才是高手。$ E6 ^5 g9 o$ e3 ~% i2 j( h
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发表于 2022-5-12 14:18
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