印刷電路板設計與佈線
PCB 佈局(PCB layout)
PCB 佈局是第二個大步驟:把抽象的電路圖,化為決定每個零件、每條線實際落在板上哪裡。如果電路圖繪製是用文字寫下賓客名單與座位表,佈局就是真正走進房間、把每張椅子與每位賓客擺到地板上真實的位置。你擺放元件,再畫出連接它們的銅走線,把一切塞進板子真實的尺寸裡,同時遵守製造商的規則。這正是設計不再只是構想、而成為能被造出的東西之處。
工作流程從電路圖產生的網表開始。佈線工具放入每個零件的接腳圖,並畫出淡淡的橡皮筋線(rats nest,飛線),標示每一條還需要銅走線的連接。你把零件拖成合理的排列——相關零件擺在一起、去耦電容緊貼它們的晶片、連接器擺在板緣——然後佈線:在頂層、底層(與內層)拉走線,當路徑必須交越時放下導孔在層間跳躍。整個過程中,設計規則檢查都盯著,確保任兩個銅特徵不會靠得比板廠允許的還近。
為何重要:佈局正是那些看不見的物理棲身之處。走線的長度與寬度決定電阻與電感;電流繞出的迴路決定它輻射與拾取多少雜訊;到接地層的間距決定阻抗。一張很棒的電路圖配上草率的佈局,會振盪、過熱、或通不過 EMC 測試。這門手藝是真材實料的:把大電流與敏感的回流分開、把迴路面積縮到最小、把去耦電容直接擺在接腳上、讓高速訊號走在連續的接地層之上。從構想到銅箔,這一步決定板子到底能不能動。
載入網表後,你擺好穩壓晶片,再把它的 100 nF 去耦電容貼得極近,讓電容的兩個焊墊幾乎碰到晶片的電源與接地腳,並為大電流輸出拉一條又短又粗的走線,之後才把細細的訊號走線繞過它。
擺放與佈線,決定了電路圖永遠顯示不出的寄生效應。
佈局不只是連點直到飛線消失。一塊佈線佈滿、卻佈局糟糕的板子——回流路徑過長、接地斷裂、電容遠離其晶片——可能以再怎麼複查電路圖都看不出的方式失敗。
又称
另见