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PCB布局和布線的七步法

2022-11-18
來源:FPGA資源俠客 FPGA技術江湖
關鍵詞: pcb布局 布線

  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

  電路板尺寸和布線層數需要在設計初期確定。布線層的數量以及層疊(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;

 ?、蹖τ谝恍┲饕碾娏魍ǖ溃缭谡{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的路徑,。

  首先對關鍵信號進行布線,手動布線或結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,比如減小分布電感等,,在了解自動布線工具有哪些輸入參數以及輸入參數對布線的影響后,,自動布線的質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??赏瓿?00%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量,。


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