什么是PCB布局和布線的七步法

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PCB布局和布線的七步法

導讀

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。

一、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。

二、設計規則和限制

要順利完成布線任務，布線工具需要在正確的規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先級，優先級越高，規則也越嚴格。

規則涉及印制線寬度、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。

三、組件的布局

在最優化裝配過程中，可制造性設計(DFM)規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；

③對于一些主要的電流通道，如在調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。

四、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。

五、手動布線以及關鍵信號的處理

手動布線在現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。

六、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則。

通過設置限制條件和禁止布線區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建的規則后，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則的多少。現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。

七、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。

到此，相信大家對“什么是PCB布局和布線的七步法”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！