W miarę jak wymagania dotyczące rozmiaru płytek PCB stają się coraz mniejsze, wymagania dotyczące gęstości urządzeń stają się coraz wyższe, a projektowanie płytek PCB staje się coraz trudniejsze. Jak osiągnąć wysoki współczynnik rozmieszczenia płytek PCB i skrócić czas projektowania, wówczas porozmawiamy o umiejętnościach projektowania w zakresie planowania, układu i okablowania płytek PCB.

Przed przystąpieniem do okablowania należy dokładnie przeanalizować projekt i odpowiednio dobrać oprogramowanie narzędziowe, dzięki czemu projekt będzie bardziej zgodny z wymaganiami.

1. Określ liczbę warstw PCB

Rozmiar płytki drukowanej i liczbę warstw okablowania należy określić na początku projektu. Liczba warstw okablowania i metoda układania stosów będą miały bezpośredni wpływ na okablowanie i impedancję drukowanych linii.

Rozmiar planszy pomaga określić sposób układania i szerokość drukowanej linii, aby uzyskać pożądany efekt projektowy. Obecnie różnica w kosztach między płytkami wielowarstwowymi jest bardzo mała i podczas projektowania lepiej jest zastosować więcej warstw obwodów i równomiernie rozprowadzić miedź.
2. Zasady i ograniczenia projektowe

Aby pomyślnie wykonać zadanie okablowania, narzędzia do okablowania muszą działać zgodnie z właściwymi zasadami i ograniczeniami. Aby sklasyfikować wszystkie linie sygnałowe o specjalnych wymaganiach, każda klasa sygnału powinna mieć priorytet. Im wyższy priorytet, tym bardziej rygorystyczne zasady.

Zasady dotyczą szerokości drukowanych linii, maksymalnej liczby przelotek, równoległości, wzajemnego oddziaływania linii sygnałowych i ograniczeń warstw. Zasady te mają ogromny wpływ na działanie narzędzia do okablowania. Dokładne rozważenie wymagań projektowych jest ważnym krokiem w pomyślnym okablowaniu.

3. Układ komponentów

W optymalnym procesie montażu zasady projektowania pod kątem wykonalności (DFM) będą ograniczać układ komponentów. Jeśli dział montażu umożliwi przesuwanie komponentów, obwód można odpowiednio zoptymalizować, aby ułatwić automatyczne okablowanie.

Zdefiniowane zasady i ograniczenia będą miały wpływ na projekt układu. Automatyczne narzędzie do okablowania uwzględnia tylko jeden sygnał na raz. Ustawiając ograniczenia okablowania i ustawiając warstwę linii sygnałowej, narzędzie do okablowania może ukończyć okablowanie zgodnie z wyobrażeniami projektanta.

Na przykład dla układu przewodu zasilającego:

①W układzie PCB obwód odsprzęgający zasilacz powinien być zaprojektowany w pobliżu odpowiednich obwodów, a nie umieszczony w części zasilającej, w przeciwnym razie wpłynie to na efekt obejścia, a pulsujący prąd będzie płynął po linii zasilającej i linii uziemiającej, powodując zakłócenia ;

②W przypadku kierunku zasilania wewnątrz obwodu, moc powinna być dostarczana ze stopnia końcowego do poprzedniego stopnia, a kondensator filtra mocy tej części powinien być umieszczony w pobliżu stopnia końcowego;

③W przypadku niektórych głównych kanałów prądowych, takich jak odłączanie lub pomiar prądu podczas debugowania i testowania, podczas układania na drukowanych przewodach należy rozmieścić przerwy prądowe.

Ponadto należy pamiętać, że zasilacz regulowany powinien być w miarę możliwości umieszczony na osobnej płytce drukowanej podczas układania. Jeżeli zasilacz i obwód korzystają ze wspólnej płytki drukowanej, należy unikać mieszanego układu zasilacza stabilizowanego i elementów obwodu lub aby zasilacz i obwód miały wspólny przewód uziemiający. Ponieważ tego rodzaju okablowanie nie tylko łatwo powoduje zakłócenia, ale także nie pozwala na odłączenie obciążenia podczas konserwacji, w tym czasie może zostać przecięta tylko część drukowanych przewodów, co może spowodować uszkodzenie płytki drukowanej.
4. Konstrukcja typu fan-out

Na etapie projektowania układu fan-out każdy pin urządzenia do montażu powierzchniowego powinien mieć co najmniej jedną przelotkę, aby w przypadku potrzeby większej liczby połączeń płytka drukowana mogła wykonać połączenie wewnętrzne, testowanie online i ponowne przetwarzanie obwodu.

Aby zmaksymalizować wydajność narzędzia do automatycznego wyznaczania tras, należy w jak największym stopniu wykorzystać największy rozmiar przelotki i wydrukowaną linię, a odstęp jest ustawiony na 50 mil. Konieczne jest przyjęcie typu przelotki, który maksymalizuje liczbę ścieżek okablowania. Po dokładnym rozważeniu i przewidywaniu projekt testu online obwodu można przeprowadzić na wczesnym etapie projektowania i zrealizować na późniejszym etapie procesu produkcyjnego. Określ typ wentylatora przelotowego zgodnie ze ścieżką okablowania i testami online obwodu. Zasilanie i masa będą miały również wpływ na okablowanie i konstrukcję wentylatora.

5. Ręczne okablowanie i przetwarzanie kluczowych sygnałów

Ręczne okablowanie jest ważnym procesem projektowania płytek drukowanych obecnie i w przyszłości. Korzystanie z okablowania ręcznego pomaga automatycznym narzędziom do okablowania zakończyć prace związane z okablowaniem. Ręczne wyznaczanie tras i naprawianie wybranej sieci (sieci) umożliwia utworzenie ścieżki, która będzie mogła być wykorzystana do automatycznego wyznaczania tras.

Kluczowe sygnały są podłączane w pierwszej kolejności, ręcznie lub w połączeniu z automatycznymi narzędziami do okablowania. Po wykonaniu okablowania odpowiedni personel inżynieryjny i techniczny sprawdzi okablowanie sygnałowe. Po pozytywnym wyniku kontroli przewody zostaną zamocowane, a pozostałe sygnały zostaną automatycznie podłączone. Ze względu na istnienie impedancji w przewodzie uziemiającym, spowoduje to powszechne zakłócenia impedancyjne w obwodzie.

Dlatego podczas okablowania nie należy losowo łączyć żadnych punktów z symbolami uziemienia, ponieważ może to spowodować szkodliwe sprzężenie i wpłynąć na działanie obwodu. Przy wyższych częstotliwościach indukcyjność drutu będzie o kilka rzędów wielkości większa niż rezystancja samego drutu. W tym momencie, nawet jeśli przez drut przepływa tylko niewielki prąd o wysokiej częstotliwości, nastąpi pewien spadek napięcia o wysokiej częstotliwości.

Dlatego w przypadku obwodów wysokiej częstotliwości układ PCB powinien być możliwie zwarty, a drukowane przewody powinny być jak najkrótsze. Pomiędzy drukowanymi przewodami występuje wzajemna indukcyjność i pojemność. Gdy częstotliwość robocza jest duża, spowoduje to zakłócenia w innych częściach, co nazywa się zakłóceniami sprzężenia pasożytniczego.

Metody tłumienia, które można zastosować, to:
① Spróbuj skrócić okablowanie sygnałowe pomiędzy wszystkimi poziomami;
②Ułóż wszystkie poziomy obwodów w kolejności sygnałów, aby uniknąć przechodzenia przez każdy poziom linii sygnałowych;
③Przewody dwóch sąsiednich paneli powinny być prostopadłe lub krzyżowe, a nie równoległe;
④ Jeżeli przewody sygnałowe mają być ułożone równolegle w płytce, przewody te powinny być oddzielone od siebie na jak największą odległość lub oddzielone przewodami uziemiającymi i przewodami zasilającymi, aby osiągnąć cel ekranowania.
6. Automatyczne okablowanie

W przypadku okablowania kluczowych sygnałów należy rozważyć kontrolę niektórych parametrów elektrycznych podczas okablowania, takich jak zmniejszenie rozproszonej indukcyjności itp. Po zrozumieniu parametrów wejściowych narzędzia do automatycznego okablowania i wpływu parametrów wejściowych na okablowanie, jakość okablowania automatyczne okablowanie można uzyskać w pewnym stopniu Gwarancja. Przy automatycznym kierowaniu sygnałów należy stosować ogólne zasady.

Ustawiając warunki ograniczające i zakazując obszarów okablowania, aby ograniczyć warstwy wykorzystywane przez dany sygnał i liczbę używanych przelotek, narzędzie do okablowania może automatycznie poprowadzić przewody zgodnie z pomysłami projektowymi inżyniera. Po ustaleniu ograniczeń i zastosowaniu utworzonych reguł, automatyczne wyznaczanie tras pozwoli uzyskać wyniki zbliżone do oczekiwanych. Po ukończeniu części projektu zostanie ona naprawiona, aby zapobiec wpływowi późniejszego procesu trasowania.

Liczba okablowania zależy od złożoności obwodu i liczby zdefiniowanych ogólnych zasad. Dzisiejsze automatyczne narzędzia do okablowania są bardzo wydajne i zwykle mogą wykonać 100% okablowania. Jeśli jednak narzędzie do automatycznego okablowania nie wykonało wszystkich okablowań sygnałowych, konieczne jest ręczne poprowadzenie pozostałych sygnałów.
7. Układ okablowania

W przypadku niektórych sygnałów z niewielkimi ograniczeniami długość okablowania jest bardzo duża. W tym momencie możesz najpierw określić, które okablowanie jest rozsądne, a które nieuzasadnione, a następnie ręcznie dokonać edycji, aby skrócić długość okablowania sygnałowego i zmniejszyć liczbę przelotek.