Man mano che i requisiti relativi alle dimensioni del PCB diventano sempre più piccoli, i requisiti di densità dei dispositivi diventano sempre più elevati e la progettazione del PCB diventa più difficile. Come ottenere un tasso elevato di layout PCB e ridurre i tempi di progettazione, parleremo delle capacità di progettazione della pianificazione, layout e cablaggio PCB.

Prima di iniziare il cablaggio, è necessario analizzare attentamente il progetto e impostare attentamente il software dello strumento, in modo da rendere il progetto più in linea con i requisiti.

1. Determinare il numero di strati del PCB

La dimensione del circuito stampato e il numero di strati di cablaggio devono essere determinati all'inizio della progettazione. Il numero di strati di cablaggio e il metodo STack-up influiranno direttamente sul cablaggio e sull'impedenza delle linee stampate.

La dimensione del pannello aiuta a determinare il metodo di impilamento e la larghezza della linea stampata per ottenere l'effetto di design desiderato. Al momento, la differenza di costo tra le schede multistrato è molto ridotta ed è meglio utilizzare più strati di circuiti e distribuire uniformemente il rame durante la progettazione.
2. Regole e restrizioni di progettazione

Per completare con successo l'attività di cablaggio, gli strumenti di cablaggio devono funzionare secondo le regole e le restrizioni corrette. Per classificare tutte le linee di segnale con requisiti speciali, ciascuna classe di segnale dovrebbe avere una priorità. Maggiore è la priorità, più severe saranno le regole.

Le regole riguardano la larghezza delle linee stampate, il numero massimo di vias, il parallelismo, l'influenza reciproca tra le linee del segnale e le restrizioni sui livelli. Queste regole hanno una grande influenza sulle prestazioni dello strumento di cablaggio. Un'attenta considerazione dei requisiti di progettazione è un passo importante per un cablaggio di successo.

3. Disposizione dei componenti

Nel processo di assemblaggio ottimale, le regole di progettazione per la producibilità (DFM) limiteranno la disposizione dei componenti. Se il reparto di assemblaggio consente la movimentazione dei componenti, il circuito può essere opportunamente ottimizzato per facilitare il cablaggio automatico.

Le regole e i vincoli definiti influenzeranno la progettazione del layout. Lo strumento di cablaggio automatico considera solo un segnale alla volta. Impostando i vincoli di cablaggio e impostando lo strato della linea del segnale, lo strumento di cablaggio può completare il cablaggio come immaginato dal progettista.

Ad esempio, per la disposizione del cavo di alimentazione:

①Nel layout del PCB, il circuito di disaccoppiamento dell'alimentatore deve essere progettato vicino ai circuiti pertinenti, anziché posizionato nella parte di alimentazione, altrimenti influenzerà l'effetto di bypass e la corrente pulsante scorrerà sulla linea di alimentazione e sulla linea di terra, causando interferenze ;

②Per la direzione dell'alimentazione all'interno del circuito, l'alimentazione deve essere fornita dallo stadio finale allo stadio precedente e il condensatore del filtro di alimentazione di questa parte deve essere disposto vicino allo stadio finale;

③Per alcuni canali di corrente principali, come la disconnessione o la misurazione della corrente durante il debug e il test, è necessario disporre gli intervalli di corrente sui fili stampati durante il layout.

Inoltre, va notato che l'alimentazione regolata dovrebbe essere posizionata il più possibile su un circuito stampato separato durante il layout. Quando alimentatore e circuito condividono un circuito stampato, nel layout, è necessario evitare la disposizione mista dell'alimentatore stabilizzato e dei componenti circuitali oppure fare in modo che alimentatore e circuito condividano il filo di terra. Poiché questo tipo di cablaggio non solo produce facilmente interferenze, ma non è nemmeno in grado di scollegare il carico durante la manutenzione, in quel momento solo una parte dei cavi stampati può essere tagliata, danneggiando così la scheda stampata.
4. Design a ventaglio

Nella fase di progettazione del fan-out, ciascun pin del dispositivo a montaggio superficiale dovrebbe avere almeno un via, in modo che quando sono necessarie più connessioni, il circuito stampato possa eseguire la connessione interna, il test online e la rielaborazione del circuito.

Per massimizzare l'efficienza dello strumento di instradamento automatico, è necessario utilizzare il più possibile la dimensione del via e la linea stampata più grandi e l'intervallo è impostato su 50mil. È necessario adottare il tipo di via che massimizza il numero di percorsi di cablaggio. Dopo un'attenta considerazione e previsione, la progettazione del test online del circuito può essere effettuata nella fase iniziale della progettazione e realizzata nella fase successiva del processo di produzione. Determinare il tipo di fan-out in base al percorso di cablaggio e al test online del circuito. L'alimentazione e la terra influenzeranno anche il cablaggio e la progettazione del fan-out.

5. Cablaggio manuale ed elaborazione dei segnali chiave

Il cablaggio manuale è un processo importante nella progettazione dei circuiti stampati, ora e in futuro. L'uso del cablaggio manuale aiuta gli strumenti di cablaggio automatico a completare il lavoro di cablaggio. Instradando manualmente e fissando la rete selezionata (rete), è possibile formare un percorso che può essere utilizzato per l'instradamento automatico.

I segnali chiave vengono prima cablati, manualmente o combinati con strumenti di cablaggio automatico. Una volta completato il cablaggio, il personale tecnico e tecnico competente controllerà il cablaggio del segnale. Una volta superata l'ispezione, i cavi verranno riparati, quindi i segnali rimanenti verranno collegati automaticamente. A causa dell'impedenza nel filo di terra, si genereranno interferenze di impedenza comune nel circuito.

Pertanto, non collegare in modo casuale alcun punto con simboli di messa a terra durante il cablaggio, poiché ciò potrebbe produrre un accoppiamento dannoso e influenzare il funzionamento del circuito. A frequenze più elevate, l'induttanza del filo sarà di diversi ordini di grandezza maggiore della resistenza del filo stesso. In questo momento, anche se attraverso il filo scorre solo una piccola corrente ad alta frequenza, si verificherà una certa caduta di tensione ad alta frequenza.

Pertanto, per i circuiti ad alta frequenza, il layout del PCB dovrebbe essere disposto nel modo più compatto possibile e i cavi stampati dovrebbero essere il più corti possibile. Esistono induttanza e capacità reciproche tra i fili stampati. Quando la frequenza di lavoro è elevata, causerà interferenze con altre parti, chiamata interferenza di accoppiamento parassita.

Le modalità di soppressione adottabili sono:
① Prova ad accorciare il cablaggio del segnale tra tutti i livelli;
②Disporre tutti i livelli dei circuiti nell'ordine dei segnali per evitare di attraversare ciascun livello delle linee di segnale;
③I fili di due pannelli adiacenti devono essere perpendicolari o incrociati, non paralleli;
④ Quando i cavi di segnale devono essere disposti in parallelo nella scheda, questi cavi devono essere separati il ​​più possibile da una certa distanza o separati da cavi di terra e cavi di alimentazione per raggiungere lo scopo di schermatura.
6. Cablaggio automatico

Per il cablaggio dei segnali chiave, è necessario considerare il controllo di alcuni parametri elettrici durante il cablaggio, come la riduzione dell'induttanza distribuita, ecc. Dopo aver compreso quali parametri di ingresso ha lo strumento di cablaggio automatico e l'influenza dei parametri di ingresso sul cablaggio, la qualità del il cablaggio automatico può essere ottenuto in una certa misura Garanzia. È necessario utilizzare regole generali quando si instradano automaticamente i segnali.

Impostando condizioni di restrizione e vietando le aree di cablaggio per limitare gli strati utilizzati da un dato segnale e il numero di vie utilizzate, lo strumento di cablaggio può instradare automaticamente i cavi in ​​base alle idee di progettazione dell'ingegnere. Dopo aver impostato i vincoli e applicato le regole create, il routing automatico otterrà risultati simili a quelli attesi. Una volta completata, una parte del progetto verrà corretta per evitare che venga influenzata dal successivo processo di instradamento.

Il numero di cablaggi dipende dalla complessità del circuito e dal numero di regole generali definite. Gli strumenti di cablaggio automatico odierni sono molto potenti e solitamente riescono a completare il 100% del cablaggio. Tuttavia, quando lo strumento di cablaggio automatico non ha completato tutto il cablaggio dei segnali, è necessario instradare manualmente i segnali rimanenti.
7. Disposizione del cablaggio

Per alcuni segnali con pochi vincoli, la lunghezza del cablaggio è molto lunga. A questo punto, è possibile innanzitutto determinare quale cablaggio è ragionevole e quale cablaggio irragionevole, quindi modificarlo manualmente per abbreviare la lunghezza del cablaggio del segnale e ridurre il numero di via.