Khi yêu cầu về kích thước PCB ngày càng nhỏ hơn, yêu cầu về mật độ thiết bị ngày càng cao hơn và việc thiết kế PCB trở nên khó khăn hơn. Làm thế nào để đạt được tốc độ bố trí PCB cao và rút ngắn thời gian thiết kế, sau đó chúng ta sẽ nói về các kỹ năng thiết kế về lập kế hoạch, bố trí và nối dây PCB.

Trước khi bắt đầu nối dây, cần phân tích kỹ thiết kế và cài đặt phần mềm công cụ cẩn thận, điều này sẽ giúp thiết kế phù hợp hơn với yêu cầu.

1. Xác định số lớp của PCB

Kích thước của bảng mạch và số lớp dây cần được xác định khi bắt đầu thiết kế. Số lớp đi dây và phương pháp STack-up sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến việc đi dây và trở kháng của đường in.

Kích thước của bảng giúp xác định cách xếp chồng và độ rộng của dòng in để đạt được hiệu quả thiết kế như mong muốn. Hiện nay, sự chênh lệch về giá thành giữa các bo mạch nhiều lớp là rất nhỏ, tốt hơn là nên sử dụng nhiều lớp mạch hơn và phân bố đều đồng khi thiết kế.
2. Quy tắc và hạn chế thiết kế

Để hoàn thành nhiệm vụ nối dây thành công, các công cụ nối dây cần phải hoạt động theo các quy tắc và hạn chế chính xác. Để phân loại tất cả các đường tín hiệu có yêu cầu đặc biệt, mỗi loại tín hiệu phải có mức độ ưu tiên. Mức độ ưu tiên càng cao, các quy tắc càng chặt chẽ.

Các quy tắc liên quan đến độ rộng của dòng in, số lượng vias tối đa, tính song song, ảnh hưởng lẫn nhau giữa các dòng tín hiệu và các hạn chế của lớp. Những quy tắc này có ảnh hưởng lớn đến hiệu suất của công cụ nối dây. Việc xem xét cẩn thận các yêu cầu thiết kế là một bước quan trọng để nối dây thành công.

3. Bố trí các thành phần

Trong quy trình lắp ráp tối ưu, các quy tắc thiết kế cho khả năng sản xuất (DFM) sẽ hạn chế bố cục thành phần. Nếu bộ phận lắp ráp cho phép các bộ phận di chuyển, mạch có thể được tối ưu hóa một cách thích hợp để việc đi dây tự động trở nên dễ dàng hơn.

Các quy tắc và ràng buộc được xác định sẽ ảnh hưởng đến thiết kế bố cục. Công cụ nối dây tự động chỉ xem xét một tín hiệu tại một thời điểm. Bằng cách thiết lập các giới hạn nối dây và thiết lập lớp của đường tín hiệu, công cụ nối dây có thể hoàn thành việc nối dây như người thiết kế đã tưởng tượng.

Ví dụ: về cách bố trí dây nguồn:

①Trong cách bố trí PCB, mạch tách nguồn điện phải được thiết kế gần các mạch liên quan, thay vì đặt trong bộ phận cấp nguồn, nếu không sẽ ảnh hưởng đến hiệu ứng bỏ qua và dòng điện xung sẽ chạy trên đường dây điện và đường dây nối đất, gây nhiễu ;

②Đối với hướng cấp nguồn bên trong mạch, cần cấp nguồn từ giai đoạn cuối đến giai đoạn trước và tụ lọc nguồn của bộ phận này phải được bố trí gần giai đoạn cuối;

③Đối với một số kênh dòng điện chính, chẳng hạn như ngắt kết nối hoặc đo dòng điện trong quá trình gỡ lỗi và kiểm tra, các khoảng trống dòng điện phải được bố trí trên dây in trong quá trình bố trí.

Ngoài ra, cần lưu ý rằng nguồn điện quy định phải được bố trí trên một bảng mạch in riêng biệt càng nhiều càng tốt trong quá trình bố trí. Khi nguồn điện và mạch dùng chung một bảng mạch in, trong cách bố trí cần tránh bố trí hỗn hợp giữa nguồn điện ổn định và các thành phần mạch hoặc để nguồn điện và mạch dùng chung dây nối đất. Bởi vì loại dây này không chỉ dễ gây nhiễu mà còn không thể ngắt tải trong quá trình bảo trì nên khi đó chỉ có thể cắt một phần dây in, do đó làm hỏng bảng in.
4. Thiết kế quạt ra

Trong giai đoạn thiết kế quạt ra, mỗi chân của thiết bị gắn trên bề mặt phải có ít nhất một chân xuyên qua, để khi cần thêm kết nối, bảng mạch có thể thực hiện kết nối bên trong, kiểm tra trực tuyến và xử lý lại mạch.

Để tối đa hóa hiệu quả của công cụ định tuyến tự động, kích thước thông qua và dòng in lớn nhất phải được sử dụng càng nhiều càng tốt và khoảng cách được đặt thành 50 triệu. Cần phải áp dụng loại via để tối đa hóa số lượng đường dẫn dây. Sau khi xem xét và dự đoán cẩn thận, việc thiết kế thử nghiệm trực tuyến mạch có thể được thực hiện ở giai đoạn đầu của thiết kế và được thực hiện ở giai đoạn sau của quá trình sản xuất. Xác định loại quạt ra theo đường dẫn dây và thử nghiệm trực tuyến mạch điện. Nguồn điện và nối đất cũng sẽ ảnh hưởng đến thiết kế hệ thống dây điện và quạt ra.

5. Đấu dây và xử lý tín hiệu chính bằng tay

Đấu dây thủ công là một quá trình quan trọng của thiết kế bảng mạch in hiện tại và trong tương lai. Việc sử dụng dây dẫn thủ công giúp các công cụ nối dây tự động hoàn thành công việc nối dây. Bằng cách định tuyến thủ công và cố định mạng (mạng) đã chọn, một đường dẫn có thể được sử dụng để định tuyến tự động có thể được hình thành.

Các tín hiệu chính được nối dây trước tiên bằng tay hoặc kết hợp với các công cụ nối dây tự động. Sau khi đấu dây xong, nhân viên kỹ thuật và kỹ thuật có liên quan sẽ kiểm tra hệ thống dây tín hiệu. Sau khi kiểm tra xong, các dây sẽ được cố định và sau đó các tín hiệu còn lại sẽ được tự động nối dây. Do tồn tại trở kháng ở dây nối đất nên sẽ gây nhiễu trở kháng chung cho mạch điện.

Vì vậy, không được kết nối ngẫu nhiên bất kỳ điểm nào có ký hiệu nối đất trong quá trình đấu dây, điều này có thể tạo ra sự ghép nối có hại và ảnh hưởng đến hoạt động của mạch điện. Ở tần số cao hơn, độ tự cảm của dây sẽ lớn hơn vài bậc so với điện trở của chính dây. Tại thời điểm này, ngay cả khi chỉ có một dòng điện tần số cao nhỏ chạy qua dây thì sẽ xảy ra hiện tượng sụt áp ở tần số cao nhất định.

Do đó, đối với các mạch tần số cao, bố cục PCB phải được bố trí càng gọn càng tốt và dây in càng ngắn càng tốt. Giữa các dây in có độ tự cảm và điện dung lẫn nhau. Khi tần số làm việc lớn sẽ gây nhiễu cho các bộ phận khác, gọi là nhiễu ghép ký sinh.

Các phương pháp ngăn chặn có thể được thực hiện là:
① Cố gắng rút ngắn dây tín hiệu giữa tất cả các cấp;
②Sắp xếp các cấp mạch theo thứ tự tín hiệu để tránh vượt qua từng cấp của đường tín hiệu;
③Dây của hai tấm liền kề phải vuông góc hoặc chéo nhau, không song song;
④ Khi các dây tín hiệu được đặt song song trong bảng, các dây này phải cách nhau một khoảng nhất định càng xa càng tốt hoặc cách nhau bằng dây nối đất và dây nguồn để đạt được mục đích che chắn.
6. Đi dây tự động

Đối với việc đấu dây các tín hiệu chính, bạn cần xem xét việc kiểm soát một số thông số điện trong quá trình đấu dây, chẳng hạn như giảm độ tự cảm phân tán, v.v. Sau khi hiểu được các thông số đầu vào của công cụ đấu dây tự động và ảnh hưởng của các thông số đầu vào đến hệ thống dây điện, chất lượng của dây hệ thống dây điện tự động có thể đạt được một mức độ đảm bảo nhất định. Các quy tắc chung nên được sử dụng khi tự động định tuyến tín hiệu.

Bằng cách đặt các điều kiện hạn chế và cấm các khu vực đi dây để giới hạn các lớp được sử dụng bởi một tín hiệu nhất định và số lượng vias được sử dụng, công cụ đi dây có thể tự động định tuyến dây theo ý tưởng thiết kế của kỹ sư. Sau khi thiết lập các ràng buộc và áp dụng các quy tắc đã tạo, việc định tuyến tự động sẽ đạt được kết quả tương tự như kết quả mong đợi. Sau khi một phần thiết kế được hoàn thành sẽ được sửa chữa để không bị ảnh hưởng bởi quá trình định tuyến tiếp theo.

Số lượng dây nối phụ thuộc vào độ phức tạp của mạch và số lượng quy tắc chung được xác định. Các công cụ nối dây tự động ngày nay rất mạnh mẽ và thường có thể hoàn thành 100% việc nối dây. Tuy nhiên, khi công cụ nối dây tự động chưa hoàn thành hết việc nối dây tín hiệu thì cần phải định tuyến thủ công các tín hiệu còn lại.
7. Bố trí nối dây

Đối với một số tín hiệu có ít ràng buộc, độ dài dây rất dài. Lúc này, trước tiên bạn có thể xác định dây nào hợp lý và dây nào không hợp lý, sau đó chỉnh sửa thủ công để rút ngắn độ dài dây tín hiệu và giảm số lượng vias.