همانطور که الزامات اندازه PCB کوچکتر و کوچکتر می شود، نیازهای چگالی دستگاه بیشتر و بیشتر می شود و طراحی PCB دشوارتر می شود. چگونه می توان به نرخ چیدمان PCB بالا دست یافت و زمان طراحی را کوتاه کرد، سپس در مورد مهارت های طراحی برنامه ریزی، چیدمان و سیم کشی PCB صحبت خواهیم کرد.

قبل از شروع سیم کشی باید طرح را به دقت مورد تجزیه و تحلیل قرار داد و نرم افزار ابزار را با دقت تنظیم کرد که باعث می شود طرح با الزامات مطابقت بیشتری داشته باشد.

1. تعداد لایه های PCB را تعیین کنید

اندازه برد مدار و تعداد لایه های سیم کشی باید در ابتدای طراحی مشخص شود. تعداد لایه های سیم کشی و روش STack-up مستقیماً بر سیم کشی و امپدانس خطوط چاپ شده تأثیر می گذارد.

اندازه تخته به تعیین روش انباشتگی و عرض خط چاپی کمک می کند تا جلوه طراحی مورد نظر را بدست آورید. در حال حاضر تفاوت هزینه بین بردهای چند لایه بسیار کم است و بهتر است در هنگام طراحی از لایه های مدار بیشتری استفاده شود و مس به طور مساوی توزیع شود.
2. قوانین و محدودیت های طراحی

برای تکمیل موفقیت آمیز کار سیم کشی، ابزارهای سیم کشی باید تحت قوانین و محدودیت های صحیح کار کنند. برای طبقه بندی تمام خطوط سیگنال با الزامات خاص، هر کلاس سیگنال باید دارای اولویت باشد. هرچه اولویت بالاتر باشد، قوانین سخت گیرانه تر است.

این قوانین شامل عرض خطوط چاپ شده، حداکثر تعداد vias، موازی سازی، تأثیر متقابل بین خطوط سیگنال و محدودیت های لایه است. این قوانین تأثیر زیادی بر عملکرد ابزار سیم کشی دارد. توجه دقیق به الزامات طراحی گام مهمی برای سیم کشی موفق است.

3. چیدمان اجزا

در فرآیند مونتاژ بهینه، قوانین طراحی برای تولید (DFM) چینش اجزا را محدود می کند. اگر بخش مونتاژ اجازه حرکت قطعات را بدهد، مدار را می توان به طور مناسب بهینه کرد تا سیم کشی خودکار آسان تر شود.

قوانین و محدودیت های تعریف شده بر طراحی چیدمان تاثیر می گذارد. ابزار سیم کشی خودکار فقط یک سیگنال را در یک زمان در نظر می گیرد. با تنظیم محدودیت های سیم کشی و تنظیم لایه خط سیگنال، ابزار سیم کشی می تواند سیم کشی را همانطور که طراح تصور می کرد تکمیل کند.

به عنوان مثال، برای چیدمان سیم برق:

①در طرح PCB، مدار جداسازی منبع تغذیه باید نزدیک مدارهای مربوطه طراحی شود، نه اینکه در قسمت منبع تغذیه قرار گیرد، در غیر این صورت بر اثر بای پس تأثیر می گذارد و جریان ضربانی روی خط برق و خط زمین جریان می یابد و باعث تداخل می شود. ;

②برای جهت منبع تغذیه در داخل مدار، برق باید از مرحله آخر تا مرحله قبل تامین شود و خازن فیلتر قدرت این قسمت باید نزدیک مرحله نهایی چیده شود.

③برای برخی از کانال‌های اصلی جریان، مانند قطع یا اندازه‌گیری جریان در حین اشکال‌زدایی و آزمایش، شکاف‌های جریان باید در طول طرح‌بندی روی سیم‌های چاپ شده مرتب شوند.

علاوه بر این، لازم به ذکر است که منبع تغذیه تنظیم شده باید در طول چیدمان تا حد امکان بر روی یک برد مدار چاپی جداگانه چیده شود. هنگامی که منبع تغذیه و مدار یک برد مدار چاپی مشترک دارند، در طرح بندی، لازم است از طرح ترکیبی منبع تغذیه تثبیت شده و اجزای مدار اجتناب شود یا منبع تغذیه و مدار سیم زمین را به اشتراک بگذارند. از آنجایی که این نوع سیم کشی نه تنها به راحتی ایجاد تداخل می کند، بلکه نمی تواند بار را در حین تعمیر و نگهداری جدا کند، تنها بخشی از سیم های چاپ شده را می توان در آن زمان قطع کرد و در نتیجه به برد چاپی آسیب می رساند.
4. طراحی فن بیرون

در مرحله طراحی فن‌آوت، هر پایه دستگاه نصب سطحی باید حداقل یک وای داشته باشد تا در صورت نیاز به اتصالات بیشتر، برد مدار بتواند اتصال داخلی، آزمایش آنلاین و پردازش مجدد مدار را انجام دهد.

به منظور به حداکثر رساندن کارایی ابزار مسیریابی خودکار، باید تا حد امکان از بزرگترین اندازه و خط چاپی استفاده شود و فاصله آن روی 50 میل تنظیم شده است. لازم است از نوع via استفاده شود که تعداد مسیرهای سیم کشی را به حداکثر می رساند. پس از بررسی و پیش‌بینی دقیق، طراحی آزمایش آنلاین مدار می‌تواند در مراحل اولیه طراحی انجام شود و در مرحله بعدی فرآیند تولید محقق شود. نوع via fan-out را با توجه به مسیر سیم کشی و آزمایش آنلاین مدار تعیین کنید. برق و زمین نیز بر سیم کشی و طراحی فن بیرون تأثیر می گذارد.

5. سیم کشی دستی و پردازش سیگنال های کلیدی

سیم کشی دستی یک فرآیند مهم در طراحی برد مدار چاپی در حال حاضر و در آینده است. استفاده از سیم کشی دستی به ابزارهای سیم کشی خودکار کمک می کند تا کار سیم کشی را کامل کنند. با مسیریابی دستی و تثبیت شبکه انتخابی (net) می توان مسیری را تشکیل داد که بتوان از آن برای مسیریابی خودکار استفاده کرد.

سیگنال های کلیدی ابتدا سیم کشی می شوند، یا به صورت دستی یا ترکیبی با ابزارهای سیم کشی خودکار. پس از اتمام سیم کشی، نیروهای مهندسی و فنی مربوطه سیم کشی سیگنال را بررسی می کنند. پس از گذراندن بازرسی، سیم ها ثابت می شوند و سپس سیگنال های باقی مانده به طور خودکار سیم کشی می شوند. به دلیل وجود امپدانس در سیم زمین، تداخل امپدانس مشترک را به مدار خواهد آورد.

بنابراین، در طول سیم کشی، هیچ نقطه ای را به طور تصادفی با نمادهای اتصال به زمین وصل نکنید، که ممکن است کوپلینگ مضر ایجاد کند و بر عملکرد مدار تأثیر بگذارد. در فرکانس های بالاتر، اندوکتانس سیم چندین مرتبه بزرگتر از مقاومت خود سیم خواهد بود. در این زمان، حتی اگر فقط یک جریان فرکانس بالا کوچک از سیم عبور کند، افت ولتاژ فرکانس بالا مشخصی رخ خواهد داد.

بنابراین، برای مدارهای فرکانس بالا، چیدمان PCB باید تا حد امکان فشرده باشد و سیم های چاپ شده باید تا حد امکان کوتاه باشند. بین سیم های چاپ شده اندوکتانس و ظرفیت خازنی متقابل وجود دارد. وقتی فرکانس کاری زیاد باشد باعث ایجاد تداخل در قسمت های دیگر می شود که به آن تداخل کوپلینگ انگلی می گویند.

روش های سرکوبی که می توان انجام داد عبارتند از:
① سعی کنید سیم کشی سیگنال را بین تمام سطوح کوتاه کنید.
②تمام سطوح مدارها را به ترتیب سیگنال ها مرتب کنید تا از عبور از هر سطح از خطوط سیگنال جلوگیری شود.
③سیم های دو پانل مجاور باید عمود یا متقاطع باشند نه موازی.
④ وقتی قرار است سیم های سیگنال به صورت موازی در تخته گذاشته شوند، این سیم ها باید تا حد امکان با فاصله معینی از هم جدا شوند یا برای رسیدن به هدف محافظ، توسط سیم های زمین و سیم های برق از هم جدا شوند.
6. سیم کشی اتوماتیک

برای سیم کشی سیگنال های کلیدی، باید برخی از پارامترهای الکتریکی را در طول سیم کشی کنترل کنید، مانند کاهش اندوکتانس توزیع شده و غیره. سیم کشی اتوماتیک را می توان تا حد مشخصی تضمین کرد. هنگام مسیریابی خودکار سیگنال ها باید از قوانین کلی استفاده شود.

با تنظیم شرایط محدودیت و ممنوع کردن مناطق سیم‌کشی برای محدود کردن لایه‌های استفاده شده توسط سیگنال معین و تعداد ویاس‌های مورد استفاده، ابزار سیم‌کشی می‌تواند به طور خودکار سیم‌ها را مطابق با ایده‌های طراحی مهندس مسیریابی کند. پس از تنظیم محدودیت ها و اعمال قوانین ایجاد شده، مسیریابی خودکار به نتایجی مشابه نتایج مورد انتظار دست خواهد یافت. پس از تکمیل بخشی از طراحی، برای جلوگیری از تحت تاثیر قرار گرفتن آن توسط فرآیند مسیریابی بعدی، آن را ثابت می‌کنند.

تعداد سیم کشی ها به پیچیدگی مدار و تعداد قوانین کلی تعریف شده بستگی دارد. ابزارهای سیم کشی اتوماتیک امروزی بسیار قدرتمند هستند و معمولاً می توانند 100٪ سیم کشی را تکمیل کنند. با این حال، هنگامی که ابزار سیم کشی خودکار تمام سیم کشی سیگنال را کامل نکرده است، لازم است سیگنال های باقی مانده را به صورت دستی مسیریابی کنید.
7. چیدمان سیم کشی

برای برخی از سیگنال ها با محدودیت های کم، طول سیم کشی بسیار طولانی است. در این زمان، ابتدا می توانید تعیین کنید که کدام سیم کشی معقول و کدام سیم کشی نامعقول است و سپس به صورت دستی ویرایش کنید تا طول سیم کشی سیگنال را کوتاه کنید و تعداد vias ها را کاهش دهید.