PCB設計如何在保證質(zhì)量的同時縮短設計時間

當前，隨著PCB尺寸要求越來越小，器件密度要求越來越高，PCB設計的難度也就逐漸增大。如何在保證質(zhì)量的同時縮短設計時間？這需要工程師們有過硬的技術知識，以及掌握一些設計技巧。

01 、確定PCB的層數(shù)

電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設計初期確定。布線層的數(shù)量以及層疊(STack-up)方式會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，實現(xiàn)期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開始設計時最好采用較多的電路層并使附銅均勻分布。

02 、設計規(guī)則和限制

要順利完成布線任務，布線工具需要在正確的規(guī)則和限制條件下工作。要對所有特殊要求的信號線進行分類，每個信號類都應該有優(yōu)先級，優(yōu)先級越高，規(guī)則也越嚴格。 規(guī)則涉及印制線寬度、過孔的最大數(shù)量、平行度、信號線之間的相互影響以及層的限制，這些規(guī)則對布線工具的性能有很大影響。認真考慮設計要求是成功布線的重要一步。

03、 組件的布局

在最優(yōu)化裝配過程中，可制造性設計(DFM)規(guī)則會對組件布局產(chǎn)生限制。如果裝配部門允許組件移動，可以對電路適當優(yōu)化，更便于自動布線。 比如，對于電源線的布局： ①在PCB布局中應將電源退耦電路設計在各相關電路附近，而不要放置在電源部分，否則既影響旁路效果，又會在電源線和地線上流過脈動電流，造成竄擾； ②對于電路內(nèi)部的電源走向，應采取從末級向前級供電，并將該部分的電源濾波電容安排在末級附近； ③對于一些主要的電流通道，如在調(diào)試和檢測過程中要斷開或測量電流，在布局時應在印制導線上安排電流缺口。 另外，要注意穩(wěn)壓電源在布局時，盡可能安排在單獨的印制板上。當電源與電路合用印制板時，在布局中，應該避免穩(wěn)壓電源與電路元件混合布設或是使電源和電路合用地線。因為這種布線不僅容易產(chǎn)生干擾，同時在維修時無法將負載斷開，到時只能切割部分印制導線，從而損傷印制板。

04、 扇出設計

在扇出設計階段，表面貼裝器件的每一個引腳至少應有一個過孔，以便在需要更多的連接時，電路板能夠進行內(nèi)層連接、在線測試和電路再處理。

05、 手動布線以及關鍵信號的處理

手動布線在現(xiàn)在和將來都是印刷電路板設計的一個重要過程，采用手動布線有助于自動布線工具完成布線工作。通過對挑選出的網(wǎng)絡(net)進行手動布線并加以固定，可以形成自動布線時可依據(jù)的路徑。 首先對關鍵信號進行布線，手動布線或結(jié)合自動布線工具均可。布線完成后，再由有關的工程技術人員對這些信號布線進行檢查，檢查通過后，將這些線固定，然后開始對其余信號進行自動布線。由于地線中阻抗的存在，會給電路帶來共阻抗干擾。

06、 自動布線

對關鍵信號的布線需要考慮在布線時控制一些電參數(shù)，比如減小分布電感等，在了解自動布線工具有哪些輸入?yún)?shù)以及輸入?yún)?shù)對布線的影響后，自動布線的質(zhì)量在一定程度上可以得到保證。在對信號進行自動布線時應該采用通用規(guī)則。 通過設置限制條件和禁止布線區(qū)來限定給定信號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計思想來自動布線。在設置好約束條件和應用所創(chuàng)建的規(guī)則后，自動布線將會達到與預期相近的結(jié)果，在一部分設計完成以后，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)取決于電路的復雜性和所定義的通用規(guī)則的多少?，F(xiàn)在的自動布線工具功能非常強大，通常可完成100%的布線。但是，當自動布線工具未完成全部信號布線時，就需對余下的信號進行手動布線。

07 、布線的整理

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

審核編輯：郭婷