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縮短PCB設(shè)計(jì)時(shí)間,要掌握技巧

  • 發(fā)布時(shí)間:2021-02-02 08:38:40
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當(dāng)前,隨著PCB尺寸要求越來越小,器件密度要求越來越高,PCB設(shè)計(jì)的難度也就逐漸增大。

如何在保證質(zhì)量的同時(shí)縮短設(shè)計(jì)時(shí)間?需要工程師們有過硬的技術(shù)知識(shí),以及掌握一些設(shè)計(jì)技巧。

pcb設(shè)計(jì)

 

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。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。目前多層板之間的成本差別很小,在開始設(shè)計(jì)時(shí)采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

 

設(shè)計(jì)規(guī)則和限制

要順利完成布線任務(wù),布線工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。要對(duì)所有特殊要求的信號(hào)線進(jìn)行分類,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、過孔的數(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。

 

組件的布局

在化裝配過程中,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。

比如,對(duì)于電源線的布局:

①在PCB布局中應(yīng)將電源退耦電路設(shè)計(jì)在各相關(guān)電路附近,而不要放置在電源部分,否則既影響旁路效果,又會(huì)在電源線和地線上流過脈動(dòng)電流,造成竄擾;

②對(duì)于電路內(nèi)部的電源走向,應(yīng)采取從末級(jí)向前級(jí)供電,并將該部分的電源濾波電容安排在末級(jí)附近;

③對(duì)于一些主要的電流通道,如在調(diào)試和檢測(cè)過程中要斷開或測(cè)量電流,在布局時(shí)應(yīng)在印制導(dǎo)線上安排電流缺口。

另外,要注意穩(wěn)壓電源在布局時(shí),盡可能安排在單獨(dú)的印制板上。當(dāng)電源與電路合用印制板時(shí),在布局中,應(yīng)該避免穩(wěn)壓電源與電路元件混合布設(shè)或是使電源和電路合用地線。

因?yàn)檫@種布線不僅容易產(chǎn)生干擾,同時(shí)在維修時(shí)無法將負(fù)載斷開,到時(shí)只能切割部分印制導(dǎo)線,從而損傷印制板。

 

扇出設(shè)計(jì)

在扇出設(shè)計(jì)階段,表面貼裝器件的每一個(gè)引腳至少應(yīng)有一個(gè)過孔,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)試和電路再處理。

pcb布局

 

手動(dòng)布線以及關(guān)鍵信號(hào)的處理

手動(dòng)布線在現(xiàn)在和將來都是印刷電路板設(shè)計(jì)的一個(gè)重要過程,采用手動(dòng)布線有助于自動(dòng)布線工具完成布線工作。

通過對(duì)挑選出的網(wǎng)絡(luò)(net)進(jìn)行手動(dòng)布線并加以固定,可以形成自動(dòng)布線時(shí)可依據(jù)的路徑。

首先對(duì)關(guān)鍵信號(hào)進(jìn)行布線,手動(dòng)布線或結(jié)合自動(dòng)布線工具均可。

布線完成后,再由有關(guān)的工程技術(shù)人員對(duì)這些信號(hào)布線進(jìn)行檢查,檢查通過后,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。由于地線中阻抗的存在,會(huì)給電路帶來共阻抗干擾。

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),比如減小分布電感等,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。在對(duì)信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)布線時(shí)應(yīng)該采用通用規(guī)則。

通過設(shè)置限制條件和禁止布線區(qū)來限定給定信號(hào)所使用的層以及所用到的過孔數(shù)量,布線工具就能按照工程師的設(shè)計(jì)思想來自動(dòng)布線。

在設(shè)置好約束條件和應(yīng)用所創(chuàng)建的規(guī)則后,自動(dòng)布線將會(huì)達(dá)到與預(yù)期相近的結(jié)果,在一部分設(shè)計(jì)完成以后,將其固定下來,以防止受到后邊布線過程的影響。

布線次數(shù)取決于電路的復(fù)雜性和所定義的通用規(guī)則的多少?,F(xiàn)在的自動(dòng)布線工具功能非常強(qiáng)大,通??赏瓿?00%的布線。但是,當(dāng)自動(dòng)布線工具未完成全部信號(hào)布線時(shí),就需對(duì)余下的信號(hào)進(jìn)行手動(dòng)布線。

布線的整理

一些約束條件很少的信號(hào),布線的長度很長,這時(shí)可以先判斷出哪些布線合理,哪些布線不合理,再通過手動(dòng)編輯來縮短信號(hào)布線長度和減少過孔數(shù)量。

 

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THE END

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