PCB设计電(diàn)源布線(xiàn)的网络管理(lǐ)

2020-09-29

有(yǒu)效地管理(lǐ)PCB设计团队需要精通他(tā)们的工作。大多(duō)数人都没有(yǒu)意识到将员工的可(kě)用(yòng)技能(néng)与项目要求相匹配的复杂性，同时还要处理(lǐ)休假请求，系统问题，进度超支和预算承诺。就像掌握俄罗斯方块的巨型3D游戏一样，管理(lǐ)游戏似乎几乎是一种艺术形式，而不是技巧。

但是，当您考虑时，在印刷電(diàn)路板设计中使用(yòng)网络也可(kě)能(néng)会带来一些独特的管理(lǐ)挑战。它们必须与電(diàn)气，高速和制造规则和约束正确匹配，并符合特定的物(wù)理(lǐ)预算。一些网络将比其他(tā)网络具有(yǒu)更大的物(wù)理(lǐ)長(cháng)度，而另一些网络将具有(yǒu)独特的拓扑要求。但是，当涉及到電(diàn)网时，还需要管理(lǐ)另一层次的规则。

電(diàn)源网和接地网通常具有(yǒu)特定的走線(xiàn)宽度和层要求，而这仅仅是从开始。权力和地面约束的清单不仅限于此。在这里，我们将探索用(yòng)于電(diàn)源布線(xiàn)的网络管理(lǐ)，并了解為(wèi)什么这对设计成功至关重要。我们还将研究一些管理(lǐ)这些网络的方法，这些方法将有(yǒu)助于使您的工作更轻松，更高效。

PCB设计系统始终具有(yǒu)控制所创建迹線(xiàn)的宽度以及这些迹線(xiàn)之间的距离的能(néng)力。但是，最初，这些设置只是应用(yòng)于设计中所有(yǒu)网络对象的全局参数。您可(kě)能(néng)会猜到，这使電(diàn)源線(xiàn)和接地線(xiàn)的布線(xiàn)变得困难，因為(wèi)PCB布局设计人员在布線(xiàn)这些走線(xiàn)时必须手动分(fēn)配不同的宽度值。

但是，随着工具功能(néng)的增加，这些设置也得到了进一步增强，并且不久之后，工具中就包含了数十种用(yòng)于管理(lǐ)不同网络参数的菜单命令。但是，这也带来了问题，因為(wèi)布局设计者必须繁琐地设置可(kě)以位于下拉菜单，弹出菜单甚至文(wén)本输入表单中的多(duō)个值。设计师习惯于制作这些文(wén)本文(wén)件的副本，以免于每次重新(xīn)创建网络规则的任務(wù)，并且在某些情况下甚至会入侵数据库以手动添加规则。

幸运的是，利用(yòng)当今的PCB设计CAD系统，输入和管理(lǐ)这些设计规则的工作变得更加容易。现在，设计人员可(kě)以轻松地使用(yòng)单个网络的规则，以便分(fēn)配走線(xiàn)宽度，间距和其他(tā)设计参数。设计人员还可(kě)以选择通过称為(wèi)类的网组以及在板的某些區(qū)域或特定层上管理(lǐ)这些规则。除了基本的网络参数外，设计人员还可(kě)以添加用(yòng)于高速设计规则的专用(yòng)参数，并根据電(diàn)路仿真或阻抗计算来更改这些值。

電(diàn)源和接地布線(xiàn)通常采用(yòng)比用(yòng)于在電(diàn)路板上布線(xiàn)信号网的标准宽度更宽的走線(xiàn)宽度来完成。如您在上图中所看到的，这些走線(xiàn)可(kě)能(néng)不一定比板上的其他(tā)网络宽很(hěn)多(duō)，但是尺寸的增加可(kě)以通过两种方式提供帮助：

需要更宽的走線(xiàn)来处理(lǐ)不断增加的電(diàn)流和電(diàn)网温度。

较宽的走線(xiàn)通常也会降低電(diàn)感，同时有(yǒu)助于控制串扰。

尽管有(yǒu)些板可(kě)能(néng)会将所有(yǒu)電(diàn)源和接地都集中到一组“電(diàn)源”网中，但许多(duō)设计人员也将单独或成组地处理(lǐ)它们。这些网络中的每一个都可(kě)能(néng)需要不同的参数，例如走線(xiàn)宽度和间距，并且单独设置它们可(kě)以帮助适应这一点。在下面的图片中，您可(kě)以看到一个示例，该示例说明如何在“ Power_Group”下将各个電(diàn)源网全部分(fēn)组在一起。

管理(lǐ)電(diàn)源网的另一个独特方面是控制它们如何将孔或组件垫连接到平面中的大面积铜上。虽然某些连接（例如通孔）可(kě)以直接连接到平面，但是将元件焊接到其中的连接将需要散热连接。这是為(wèi)了防止铜平面充当散热器，并防止连接形成良好焊接点所需的热量。散热垫通常是具有(yǒu)多(duō)个较细辐条的焊盘，这些辐条的宽度从孔或组件焊盘辐射到围绕它们的铜平面。

尽管使用(yòng)约束管理(lǐ)器无疑可(kě)以简化用(yòng)于電(diàn)源布線(xiàn)的网络管理(lǐ)，但您在设计工具中还需要寻找其他(tā)一些有(yǒu)用(yòng)的东西。首先是从原理(lǐ)图和布局管理(lǐ)网的能(néng)力。这使PCB设计工程师能(néng)够在设计过程中及早进行布局之前指定電(diàn)源和接地网络参数。如上图所示，示意图中的约束管理(lǐ)器显示的净值与之前显示的布局约束管理(lǐ)器图相同。通过為(wèi)原理(lǐ)图中定义的電(diàn)源网络类别建立这些网络规则，它可(kě)以提供更多(duō)的数据库基础，从而為(wèi)布局電(diàn)路板奠定良好的开端。

在管理(lǐ)网络时另一个非常有(yǒu)用(yòng)的功能(néng)是能(néng)够从外部来源引入设计规则的功能(néng)。通过保存设计规则，然后稍后将它们再次导入到新(xīn)设计中，可(kě)以节省大量时间和精力。当然，需要针对每种特定设计对其进行调整，但是您不必在每次布置新(xīn)電(diàn)路板时都不断地重新(xīn)发明轮子。另一种选择是使用(yòng)一种数据库交换格式，例如IPC-2581。这使您可(kě)以轻松地与PCB制造商(shāng)沟通制造和装配文(wén)件，同时获取其推荐的板层堆叠信息以及设计规则和约束。