高速pcb設(shè)計指南之八(參考版)
2025-07-17 10:19本頁面
【正文】 。 現(xiàn)在，自動布線技術(shù)已極為普及。此過程也能告知：此板是否具備可制造性？ 將來，諸如在兩個不同層上采用陰影差分對的設(shè)計方法將會變得日益重要，布線工具也必須能處理這種設(shè)計，而且信號速率也將會繼續(xù)提高。 三 維布局 3D 工具針對目前應(yīng)用日益廣泛的異形和定形板進(jìn)行布局布線。 同順序算法技術(shù)相比，并行布局技術(shù)能實現(xiàn)更好的自動布局效果。盡管目前的布局工具對依次布局的元件數(shù)沒什么限制，但是某些工程師認(rèn)為布局工具用于依次布局時實際上是受到限制的，這個限制大約為 500 個元件。但是元件順序放置會產(chǎn)生這樣一個問題，即 每當(dāng)放置一個新元件后，板上每個元件的最佳位置都會發(fā)生改變。 元件密度的不斷增加也對布局設(shè)計產(chǎn)生了某些影響。采用等離子蝕刻法在路徑寬度內(nèi)添加一個新孔不會導(dǎo)致底板本身或制造成本的增加，因為對等離子蝕刻法而言，制作一千個孔的成本與制作一個孔的成本一樣低廉 (這與激光鉆孔法大不一樣 )。同時也意味著在成本不變的情況下，可以增加一些接地層和電源層來提高信號完整性和 EMC 性能?，F(xiàn)代的布線技術(shù)也要求能自動地應(yīng)用這些約束條件。目前有兩種方法可解決這個問題：一是通過球下面的孔將信號線從下層引出；二是采用極細(xì)布線和自由角度布線在球柵陣列中找出一條引線通道。 高密度器件 最新的高密度系統(tǒng)級芯片采用 BGA 或 COB 封裝，管腳間距日益減小。 盡管自由角度設(shè)計具有可制造性，并且性能良好，但是這種設(shè)計會導(dǎo)致主板看起來不如以前的設(shè)計美觀。的線段進(jìn)行完美的處理，但自由角度布線 工具具有更大的靈活性，并能最大程度提高布線密度。盡管 45176。 某些高密度元件管腳交錯，即使采用具 45176。同時產(chǎn)品尺寸的總體減小也意味著用于布局布線的空間也大大減小了。 自由角度布線 隨著單片器件上集成的功能越來越多，其輸出管腳數(shù)目也大大增加，但其封裝尺寸并沒隨之?dāng)U大。 盡管與幾年前相比，當(dāng)今設(shè)計中的節(jié)點 ()數(shù)目沒有大的改變，只是硅片復(fù)雜性有所增加，但是設(shè)計中重要節(jié)點的比例大大 增加了。例如，在幾年前，一般的電路板僅需 6 個差分對來進(jìn)行布線，而現(xiàn)在則需 600 對。因此，現(xiàn)在要求布局布線工具具有自動布線功能，以快速響應(yīng)市場對產(chǎn)品設(shè)計提出的要求 。 自動布局和自由角度布線等軟件技術(shù)已漸漸成為解決這類高度一體化問題的重要方法，利用此類軟件能在規(guī)定時間范圍內(nèi)設(shè)計出可制造的電路板。 在早期的電路 板設(shè)計工具中，布局有專門的布局軟件，布線也有專門的布線軟件，兩者之間沒什么聯(lián)系。 電路板的外觀 以前的設(shè)計常常注意電路板的視覺效果，現(xiàn)在不一樣了。在整理過程中，你需要判斷出哪些布線合理，哪些布線不合理。 布線的整理 如果你所使用的 EDA工具軟件能夠列出信號的布線長度，檢查這些數(shù)據(jù)，你可能會發(fā)現(xiàn)一些約束條件很少的信號布線的長度很長。但是當(dāng)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(jìn)行手動布線。但隨之而來的是很多信號布線需要手動干預(yù)。布線次數(shù)取決于電路的復(fù)雜性和你所定義的通用規(guī)則的多少。在一部分設(shè)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。如果對自動布線工具所用的層和所布過孔的數(shù)量不加限制，自動布線時將會使用到每一層，而且將會產(chǎn)生很多過孔。 應(yīng)該采用通用規(guī)則來對信號進(jìn)行自動布線。所有的 EDA廠商都會提供一種方法來控制這些參數(shù)。檢查通過后，將這些線固定，然后開始對其余信號進(jìn)行自動布線。關(guān)鍵信號通常必須通過精心的電路設(shè)計才能達(dá)到期望的性能。如圖 2a 和圖 2b 所示，通過對挑選出的網(wǎng)絡(luò) ()進(jìn)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。 手動布線以及關(guān)鍵信號的處理 盡管本文主要論述自動布線問題，但手動布線在現(xiàn)在和將來都是印刷電路板設(shè)計的一個重要過程。 經(jīng)過慎重考慮和預(yù)測，電路在線測試的設(shè)計可在設(shè)計初期進(jìn)行，在 生產(chǎn)過程后期實現(xiàn)，根據(jù)布線路徑和電路在線測試來確定過孔扇出類型，電源和接地也會影響到布線和扇出設(shè)計。進(jìn)行扇出設(shè)計時，要考慮到電路在線測試問題。 為了使自動布線工具效率最高，一定要盡可能使用最大的過孔尺寸和印制線，間隔設(shè)置為 50mil 較為理想。這些路徑和區(qū)域?qū)υO(shè)計人員而言是顯而易見的，但自動布線工具一次只會考慮一個信號，通過設(shè)置布線約束條件以及設(shè)定可布信號線的層，可以使布線工具能像設(shè)計師所設(shè)想的那樣完成布線。所定義的規(guī)則和約束條件會影響布局設(shè)計。 元件的布局 為最優(yōu)化裝配過程，可制造性設(shè)計 (DFM)規(guī)則會對元件布局產(chǎn)生限制。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。不同的信號線有不同的布線要求，要對所有特殊要求的信號線進(jìn)行分類，不同的設(shè)計分類也不一樣。 設(shè)計規(guī)則和限制 自動布線工具本身并不知道應(yīng)該做些什么。在開始設(shè)計時最好采用較多的電路層并使敷銅均勻分布，以避免在設(shè)計臨近結(jié)束時才發(fā)現(xiàn)有少量信號不符合已定義的規(guī)則以及空間要求，從而被迫添加新層。 多年來，人們總是認(rèn)為電路板層數(shù)越少成本就越低，但是影響電路板的制造成本還有許多其他因素。布線層的數(shù)量以及層疊 (stackup)方式會直接影響到印制線 的布線和阻抗。 確定 PCB 的層數(shù) 電路板尺寸和布線層數(shù)需要在設(shè)計初期確定。 現(xiàn)在市面上流行的 EDA 工具軟件很多，但除了使用的術(shù)語和功能鍵的位置不一樣外都大同小異，如何用這些工具更好地實現(xiàn)
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