PCB布局的巧妙技巧及工藝缺陷處理

　　PCB(PrintedCircuitBoard)，中文名稱(chēng)為印制電路板，又稱(chēng)印刷電路板、印刷線(xiàn)路板，是重要的電子部件，是電子元器件的支撐體，是電子元器件電氣連接的提供者。由于它是采用電子印刷術(shù)制作的，故被稱(chēng)為“印刷”電路板。

　　隨著(zhù)PCB尺寸要求越來(lái)越小，器件密度要求越來(lái)越高，PCB設計的難度也越來(lái)越大。如何實(shí)現PCB高的布通率以及縮短設計時(shí)間，在這筆者談?wù)剬CB規劃、布局和布線(xiàn)的設計技巧。

　　在開(kāi)始布線(xiàn)之前應該對設計進(jìn)行認真的分析以及對工具軟件進(jìn)行認真的設置，這會(huì )使設計更加符合要求。

　　1確定PCB的層數

　　電路板尺寸和布線(xiàn)層數需要在設計初期確定。布線(xiàn)層的數量以及層疊(STack-up)方式會(huì )直接影響到印制線(xiàn)的布線(xiàn)和阻抗。板的大小有助于確定層疊方式和印制線(xiàn)寬度，實(shí)現期望的設計效果。目前多層板之間的成本差別很小，在開(kāi)始設計時(shí)最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布。

　　2設計規則和限制

　　要順利完成布線(xiàn)任務(wù)，布線(xiàn)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(xiàn)進(jìn)行分類(lèi)，每個(gè)信號類(lèi)都應該有優(yōu)先級，優(yōu)先級越高，規則也越嚴格。規則涉及印制線(xiàn)寬度、過(guò)孔的最大數量、平行度、信號線(xiàn)之間的相互影響以及層的限制，這些規則對布線(xiàn)工具的性能有很大影響。

　　認真考慮設計要求是成功布線(xiàn)的重要一步。

　　3組件的布局

　　在最優(yōu)化裝配過(guò)程中，可制造性設計(DFM)規則會(huì )對組件布局產(chǎn)生限制。如果裝配部門(mén)允許組件移動(dòng)，可以對電路適當優(yōu)化，更便于自動(dòng)布線(xiàn)。所定義的規則和約束條件會(huì )影響布局設計。自動(dòng)布線(xiàn)工具一次只會(huì )考慮一個(gè)信號，通過(guò)設置布線(xiàn)的約束條件以及設定可布信號線(xiàn)的層，可以使布線(xiàn)工具能像設計師所設想的那樣完成布線(xiàn)。

　　比如，對于電源線(xiàn)的布局：

　?、僭赑CB布局中應將電源退耦電路設計在各相關(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(xiàn)和地線(xiàn)上流過(guò)脈動(dòng)電流，造成竄擾;

　?、趯τ陔娐穬炔康碾娫醋呦?，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?，如在調試和檢測過(guò)程中要斷開(kāi)或測量電流，在布局時(shí)應在印制導線(xiàn)上安排電流缺口。

　　另外，要注意穩壓電源在布局時(shí)，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(shí)，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(xiàn)。

　　因為這種布線(xiàn)不僅容易產(chǎn)生干擾，同時(shí)在維修時(shí)無(wú)法將負載斷開(kāi)，到時(shí)只能切割部分印制導線(xiàn)，從而損傷印制板。

　　4扇出設計

　　在扇出設計階段，表面貼裝器件的每一個(gè)引腳至少應有一個(gè)過(guò)孔，以便在需要更多的連接時(shí)，電路板能夠進(jìn)行內層連接、在線(xiàn)測試和電路再處理。

　　為了使自動(dòng)布線(xiàn)工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過(guò)孔尺寸和印制線(xiàn)，間隔設置為50mil較為理想。要采用使布線(xiàn)路徑數最大的過(guò)孔類(lèi)型。經(jīng)過(guò)慎重考慮和預測，電路在線(xiàn)測試的設計可在設計初期進(jìn)行，在生產(chǎn)過(guò)程后期實(shí)現。

　　根據布線(xiàn)路徑和電路在線(xiàn)測試來(lái)確定過(guò)孔扇出類(lèi)型，電源和接地也會(huì )影響到布線(xiàn)和扇出設計。