ככל שדרישות גודל ה-PCB הולכות וקטנות יותר, דרישות צפיפות המכשיר נעשות גבוהות יותר ויותר, ותכנון ה-PCB הופך לקשה יותר. כיצד להשיג קצב פריסת PCB גבוה ולקצר את זמן התכנון, אז נדבר על מיומנויות העיצוב של תכנון, פריסה וחיווט PCB.

לפני התחלת החיווט, יש לנתח בקפידה את התכנון ולהגדיר בקפידה את תוכנת הכלי, מה שיהפוך את התכנון ליותר מתאים לדרישות.

1. קבע את מספר השכבות של ה-PCB

גודל המעגל ומספר שכבות החיווט צריכים להיקבע בתחילת התכנון. מספר שכבות החיווט ושיטת STack-up ישפיעו ישירות על החיווט והעכבה של הקווים המודפסים.

גודל הלוח עוזר לקבוע את שיטת הערימה ואת רוחב הקו המודפס כדי להשיג את אפקט העיצוב הרצוי. נכון להיום, ההבדל בעלויות בין לוחות רב-שכבתיים הוא קטן מאוד, ועדיף להשתמש בשכבות מעגלים נוספות ולפזר את הנחושת באופן שווה בעת התכנון.
2. כללי עיצוב והגבלות

כדי להשלים בהצלחה את משימת החיווט, כלי החיווט צריכים לעבוד תחת הכללים וההגבלות הנכונות. כדי לסווג את כל קווי האות עם דרישות מיוחדות, לכל מחלקת אות צריכה להיות עדיפות. ככל שהעדיפות גבוהה יותר, כך החוקים מחמירים יותר.

הכללים כוללים את רוחב הקווים המודפסים, המספר המרבי של דרך, מקביליות, השפעה הדדית בין קווי האות והגבלות שכבות. לכללים אלה יש השפעה רבה על הביצועים של כלי החיווט. שיקול זהיר של דרישות התכנון הוא צעד חשוב לחיווט מוצלח.

3. פריסת רכיבים

בתהליך ההרכבה האופטימלי, כללי עיצוב לייצור (DFM) יגבילו את פריסת הרכיבים. אם מחלקת ההרכבה מאפשרת לרכיבים לנוע, ניתן לבצע אופטימיזציה של המעגל כדי להקל על החיווט האוטומטי.

הכללים והאילוצים המוגדרים ישפיעו על עיצוב הפריסה. כלי החיווט האוטומטי מתייחס רק לאות אחד בכל פעם. על ידי הגדרת אילוצי החיווט והגדרת השכבה של קו האות, כלי החיווט יכול להשלים את החיווט כפי שהמעצב דמיין.

לדוגמה, עבור פריסת כבל החשמל:

① בפריסת ה-PCB, מעגל ניתוק אספקת החשמל צריך להיות מתוכנן ליד המעגלים הרלוונטיים, במקום למקם בחלק של ספק הכוח, אחרת זה ישפיע על אפקט המעקף, וזרם פועם יזרום על קו החשמל וקו ההארקה, ויגרום להפרעות ;

②לכיוון אספקת החשמל בתוך המעגל, יש לספק כוח מהשלב הסופי לשלב הקודם, ויש לסדר את קבל מסנן הכוח של חלק זה ליד השלב הסופי;

③עבור כמה ערוצי זרם ראשיים, כגון ניתוק או מדידת זרם במהלך איתור באגים ובדיקה, יש לסדר פערי זרם על החוטים המודפסים במהלך הפריסה.

בנוסף, יש לציין כי אספקת החשמל המוסדרת צריכה להיות מסודרת על לוח מעגלים מודפס נפרד ככל האפשר במהלך הפריסה. כאשר ספק הכוח והמעגל חולקים מעגל מודפס, בפריסה, יש צורך להימנע מהפריסה המעורבת של ספק הכוח המיוצב ורכיבי המעגל או לגרום לאספקת החשמל והמעגל לחלוק את חוט ההארקה. מכיוון שסוג זה של חיווט לא רק שקל לייצר הפרעות, אלא גם לא מסוגל לנתק את העומס במהלך תחזוקה, ניתן לחתוך רק חלק מהחוטים המודפסים באותו זמן, ובכך לפגוע בלוח המודפס.
4. עיצוב מאוורר

בשלב תכנון המאוורר, לכל פין של התקן ההרכבה על פני השטח צריך להיות לפחות דרך אחת, כך שכאשר יש צורך בחיבורים נוספים, המעגל יכול לבצע חיבור פנימי, בדיקה מקוונת ועיבוד מעגלים מחדש.

על מנת למקסם את היעילות של כלי הניתוב האוטומטי, יש להשתמש בגודל ה-via הגדול ביותר ובקו המודפס ככל האפשר, והמרווח מוגדר ל-50mil. יש צורך לאמץ את סוג ה-via שממקסם את מספר נתיבי החיווט. לאחר בחינה מדוקדקת וחיזוי, ניתן לבצע את תכנון מבחן המעגל המקוון בשלב מוקדם של התכנון ולממש אותו בשלב מאוחר יותר של תהליך הייצור. קבע את סוג ה-via fan out לפי נתיב החיווט ובדיקת המעגל המקוונת. כוח והארקה ישפיעו גם על התכנון של החיווט והמאוורר.

5. חיווט ידני ועיבוד של אותות מפתח

חיווט ידני הוא תהליך חשוב של עיצוב מעגלים מודפסים כעת ובעתיד. שימוש בחיווט ידני עוזר לכלי חיווט אוטומטיים להשלים את עבודת החיווט. על ידי ניתוב ותיקון ידני של הרשת הנבחרת (נטו), ניתן ליצור נתיב שניתן להשתמש בו לניתוב אוטומטי.

אותות המפתח מחוברים תחילה, באופן ידני או בשילוב עם כלי חיווט אוטומטיים. לאחר השלמת החיווט, אנשי ההנדסה והטכניים הרלוונטיים יבדקו את חיווט האות. לאחר העברת הבדיקה, החוטים יתוקנו, ולאחר מכן האותות הנותרים יחווטו אוטומטית. בשל קיומה של עכבה בחוט ההארקה, היא תביא הפרעות עכבה משותפות למעגל.

לכן, אל תחבר באקראי נקודות עם סמלי הארקה במהלך החיווט, מה שעלול לייצר צימוד מזיק ולהשפיע על פעולת המעגל. בתדרים גבוהים יותר, השראות החוט תהיה גדולה בכמה סדרי גודל מההתנגדות של החוט עצמו. בשלב זה, גם אם רק זרם קטן בתדר גבוה זורם דרך החוט, תתרחש נפילת מתח מסוימת בתדר גבוה.

לכן, עבור מעגלים בתדר גבוה, פריסת ה-PCB צריכה להיות מסודרת בצורה קומפקטית ככל האפשר והחוטים המודפסים צריכים להיות קצרים ככל האפשר. יש השראות וקיבול הדדיים בין החוטים המודפסים. כאשר תדר העבודה גדול, זה יגרום להפרעות לחלקים אחרים, מה שנקרא הפרעות צימוד טפיליות.

שיטות הדיכוי שניתן לנקוט הן:
① נסה לקצר את חיווט האות בין כל הרמות;
②ארגן את כל רמות המעגלים לפי סדר האותות כדי למנוע מעבר על כל רמה של קווי אות;
③החוטים של שני לוחות סמוכים צריכים להיות מאונכים או צולבים, לא מקבילים;
④ כאשר יש להניח חוטי אות במקביל בלוח, יש להפריד את החוטים הללו במרחק מסוים ככל האפשר, או להפרידם באמצעות חוטי הארקה וחוטי חשמל כדי להשיג את מטרת המיגון.
6. חיווט אוטומטי

עבור חיווט אותות מפתח, אתה צריך לשקול שליטה על כמה פרמטרים חשמליים במהלך החיווט, כגון הפחתת השראות מבוזרת וכו'. לאחר הבנת פרמטרי קלט יש לכלי החיווט האוטומטי ואת ההשפעה של פרמטרי קלט על החיווט, איכות חיווט אוטומטי ניתן לקבל במידה מסוימת אחריות. יש להשתמש בכללים כלליים בעת ניתוב אוטומטי של אותות.

על ידי קביעת תנאי הגבלה ואיסור על אזורי חיווט להגביל את השכבות המשמשות אות נתון ואת מספר המעברים בשימוש, כלי החיווט יכול לנתב את החוטים באופן אוטומטי בהתאם לרעיונות התכנון של המהנדס. לאחר הגדרת האילוצים ויישום הכללים שנוצרו, הניתוב האוטומטי ישיג תוצאות דומות לתוצאות הצפויות. לאחר השלמת חלק מהתכנון, הוא יתוקן כדי למנוע ממנו להיות מושפע מתהליך הניתוב הבא.

מספר החיווט תלוי במורכבות המעגל ובמספר הכללים הכלליים שהוגדרו. כלי החיווט האוטומטיים של היום הם חזקים מאוד ולרוב יכולים להשלים 100% מהחיווט. עם זאת, כאשר כלי החיווט האוטומטי לא השלים את כל חיווט האותות, יש צורך לנתב באופן ידני את האותות הנותרים.
7. סידור חיווט

עבור כמה אותות עם מעט אילוצים, אורך החיווט ארוך מאוד. בשלב זה, אתה יכול תחילה לקבוע איזה חיווט סביר ואיזה חיווט אינו סביר, ולאחר מכן לערוך באופן ידני כדי לקצר את אורך חיווט האות ולהפחית את מספר ה-vias.