PCB设计流程概念

2021-08-24

PCB设计流程概念

PCB 和 SOC 封装设计有(yǒu)点像这样，这意味着它确实是一个由零件、電(diàn)路接口、電(diàn)源平面、数以千计的信号、过孔转换和许多(duō)需要结合在一起并执行電(diàn)气声音、具有(yǒu)所需性能(néng)的设计规则组成的难题，并且还能(néng)够处理(lǐ)机械外形因素的约束和限制。

PCB设计的基石

遵循良好的输入清单的重要性

拥有(yǒu)输入清单让工程师思考并创建一种记录形式的交流形式，并且基本上可(kě)以使球滚动。清单可(kě)以定义很(hěn)多(duō)事情，并為(wèi)我们提供开始 PCB设计之旅的起点。这也是让工程师反思他(tā)在设计中寻找什么的时候。到目前為(wèi)止，工程师在大多(duō)数情况下都在考虑電(diàn)气方面的问题，已经埋头于原理(lǐ)图和零件搜索（希望如此），现在是时候开始物(wù)理(lǐ)了，哈哈。意思是，开始考虑電(diàn)子将如何在 PCB 上流动以及需要什么。

我有(yǒu)一个我使用(yòng)的清单，它包含基础知识。你做的设计越多(duō)，这更多(duō)地归结為(wèi)肌肉记忆。如果您是进行布局的工程师，您的思想就会越弯曲，现在像 PCB设计师一样思考。例如，您现在可(kě)能(néng)更多(duō)地考虑参考代号而不是零件编号。您很(hěn)早就会进行可(kě)行性研究，并且输入清单开始该阶段。所需的基本项目是 BOM、机械输入、布線(xiàn)/设计规则、总厚度、阻抗要求和最小(xiǎo)间距部件，以帮助定义所需的通孔结构，做 BGA 数學(xué)。

与 MCAD 协作对于启动项目至关重要。从一开始就与机械要求保持一致是很(hěn)重要的。总板厚、连接器位置/旋转、放置禁區(qū)和安装孔必须在 PCB设计的早期进行精确定义和考虑。这是您将要建造的建筑物(wù)的基础。框架是可(kě)用(yòng)于适应设计的物(wù)理(lǐ)约束和尺寸，因此您可(kě)以看到准确性对设计的成功至关重要。我在过去看到，来自 MCAD 的机械板轮廓显示底视图并以顶视图进入 ECad，这会影响零件放置，不要这样做。确保您的视图是正确的，并尽可(kě)能(néng)共享 .idf 或 .idx 文(wén)件，如果您有(yǒu)这种能(néng)力，则包括相同的步骤模型文(wén)件。这将确保成功的 MCAD 协作。此外，现在可(kě)能(néng)需要协商(shāng)将散热器安装孔移到何处，但部件放置也将决定限制。例如，如果建议将您的高引脚数 BGA 放在角落，并且它完全填充了信号，那么现在是时候推后了，因為(wèi)您将被困在试图从角落走線(xiàn)并需要更多(duō)信号层.

路由规则的重要性

布線(xiàn)或设计规则是控制 PCB设计的关键。我经常将记录在案的规则称為(wèi)火車(chē)必须经过的火車(chē)轨道。规则在一个文(wén)档中定义，而许多(duō)電(diàn)子邮件每天或每小(xiǎo)时都在变化且难以跟踪，因此很(hěn)容易偏离轨道并错过或忘记对设计性能(néng)至关重要的项目，并允许 PCB设计师进行沟通并提供遗留文(wén)档。文(wén)档形式的规则概念用(yòng)于在 CAD 工具中填充规则，通常称為(wèi)约束或设计规则，设计必须遵守这些规则。这包括设计将遵循的物(wù)理(lǐ)和電(diàn)气规则，以满足时序、噪声和制造要求。

高速路由和模拟 - 供電(diàn)概念

现在设计已经开始成型，规则已经到位，布局和電(diàn)源平面正在定义，现在是布局最关键的接口和最具挑战性的高速電(diàn)路（如果它们存在于您的设计中）的好时机。有(yǒu)一个适用(yòng)于整个设计的堆叠是一个好主意。使用(yòng)标准通孔尺寸并尝试实现良好的良率纵横比，是时候测试该電(diàn)路、布局和布線(xiàn)，然后进行仿真了。是的，一旦关键网络布線(xiàn)完毕，现在就进行仿真，看看您是否满足最佳性能(néng)的要求。正是在这一点上，您可(kě)能(néng)会发现您需要不同的叠层或通孔配置。例如，如果您试图达到 12GBPS，并且您在 18 层 0.093 厚度的板上使用(yòng)通孔，您可(kě)能(néng)会发现通过存根导致过多(duō)的反射来实现性能(néng)。您可(kě)能(néng)需要考虑另一种选择，例如盲孔和埋孔或背钻或不同的電(diàn)路板堆叠和接口选择。

我上面描述的这四个步骤应该為(wèi)成功构建 PCB设计的框架奠定了基础。我遵循这些步骤的经验有(yǒu)助于产生一致的结果。我认為(wèi)首先制定框架很(hěn)重要。下一步，模拟成功了吗？您是否需要更改具有(yǒu)较低 Dk 和较低损耗的 PCB设计板配置或通孔结构或通孔尺寸或制造材料？您可(kě)以从模拟中學(xué)到很(hěn)多(duō)东西，这将有(yǒu)助于铺平前进的道路。

一旦进行了模拟或计算，并且在高速接口的初始关键路由/调整之后，所有(yǒu)这些项目都应该消失。那么，如果一切正常，那么下一步是什么？我们从这里去哪里？确认堆叠？设计组织？

这就是我将在第 2 部分(fēn)中讨论的内容：

每种技术的堆叠定义 - 跟踪宽度目标

组织您的网络和约束以及类到类规则和过度约束。

根据设计规则进行布局规划

使用(yòng) Via 模式/布局进行布線(xiàn)的过渡和规划

高级 SOC 芯片设计以及如何使用(yòng) SIP 或 SOC 规划 PCB设计。