PCB布线的技巧及注意事项

PCB布线的技巧及注意事项对于硬件电子产品设计者，面临的PCB设计越来越复杂。管脚越来越密的高级封装器件被使用，单位面积的网络密度不断提高，给布线带来更大的压力。同时，更多的工程师已经不满足自动布线器100%布通率的要求，希望能够进行电气规则约束布线，满足信号完整性要求。
　　
70%以上的工程师关心的与信号完整性有关，包括了传输线分析、信号回流路径、匹配、串扰、拓朴和EMI/EMC等问题。此外，还问到可制造性、软件使用方面的问题。看来工程师门对高速还是非常关注的，相反，对于高密度布线好像并不是很关注。
　　

这个好像和当前国内设计状况类似。很多高速设计还处在方案讨论阶段，或原型样机阶段。工程师预见或者已经观察到一些问题，如过冲、欠冲、振荡、串扰等问题。但是对整个高速问题的起因，对高速分析仿真方法不太了解，往往把高速数字电路设计和射频设计当做同样问题对待。我感觉实际高速分析中，时序分析也是数字电路设计中的一个关键却往往被忽略。除了分析外，为了减小传输线效应，缩小PCB面积，高密度设计实现也是一个问题。但在国内，由于担心串扰，开发周期或者调测方面的问题，往往采用多个单板，将设计密度降低。
　　

作高速PCB设计，前仿真分析很关键，这些包括器件选择、模型编辑、信号分配、匹配策略和层叠设计等。前仿真分析不能仅仅在原理图阶段，使用拓朴结构编辑，还必须使用PCB LAYOUT工具进行布局探测和预布线分析，估计实现难度和布线方法。同时对于分配好的平面层先作电源分割，安排好布线层的优先级，最大限度避免关键信号的跨分割。
　　

完成原理图，一般工程师就迫不及待的开始PCB设计。我建议可以花一天或两天的时间检查一下原理图。因为到了后期，如果发现原理图设计有误，更改的代价就太大了。开始PCB设计，不要忙着布线，先好好布局。根据经验，PCB设计时间一般按照三三制分配，布局占1/3时间，布线占1/3，检查1/3。布局相当关键，有经验的工程师在布局同时，已经有了关键布线的规划。布局一般本着先大后小，先关键后次要，先放置有定位要求的器件，布局时，除了考虑布线质量，对测试，加工等问题也要考虑，权衡各方面因素。
   

手工布线现在还是大部分工程师的选择，因为很多人对自动布线的结果不是很满意。其实现在一些高级EDA工具，自动布线已经相当智能化。自动布线，并不意味着全部交给工具去做，还有很多需要人干预的地方。我个人经验认为，网络分类(class)，布线优先级设置，布线规则是影响布通率和布线效果的主要因素。
　　

有人也称PCB设计是从抽象概念到实际产品的转化。PCB设计实际是一项混合技术。要求设计者对电路原理、电磁场、布线算法、生产加工、测试等各方面知识都要有所了解，所以一名优秀的PCB工程师应当注意学习这些知识。