嘉立创通过一站式产业互联智造平台，为工程师提供从设计到生产的全链条支持。使用嘉立创旗下的立创 EDA 进行设计时，要注意PCB设计规则。随着 PCB 尺寸要求越来越小，器件密度越来越高， PCB 设计的难度并不小。如何实现 PCB 高的布通率以及缩短设计时间呢？本文介绍 PCB 规划、布局和布线的设计技巧和要点。下面是一般的设计过程和步骤：

1、确定 PCB 的层数

电路板尺寸和布线层数需要在设计初期确定。如果设计要求使用高密度球栅阵列(BGA)组件，就必须考虑这些器件布线所需要的最少布线层数。布线层的数量以及层叠(stack-up)方式会直接影响到印制线的布线和阻抗。板的大小有助于确定层叠方式和印制线宽度，实现期望的设计效果。

对于高密度、高速信号的复杂系统（如服务器主板、5G 通信模块），高多层 PCB能通过独立电源层、接地层和信号层的分离，有效降低信号串扰，满足高密度布线需求。设计时需结合器件引脚密度，优先评估高多层方案，避免后期因布线空间不足被迫改版。

2、设计规则和限制

自动布线工具本身并不知道应该做些什么。为完成布线任务，布线工具需要在正确的规则和限制条件下工作。不同的信号线有不同的布线要求，要对所有特殊要求的信号线进行分类，不同的设计分类也不一样。每个信号类都应该有优先级，优先级越高，规则也越严格。规则涉及印制线宽度、过孔的最大数量、平行度、信号线之间的相互影响以及层的限制，这些规则对布线工具的性能有很大影响。认真考虑设计要求是成功布线的重要一步。

3、元件的布局

为最优化装配过程，可制造性设计(DFM)规则会对元件布局产生限制。如果装配部门允许元件移动，可以对电路适当优化，更便于自动布线。所定义的规则和约束条件会影响布局设计。 自动布线工具一次只会考虑一个信号，通过设置布线约束条件以及设定可布信号线的层，可以使布线工具能像设计师所设想的那样完成布线。

嘉立创的可制造性设计（DFM）指南建议，高频器件集中布局时应优先将接地层设置在第二层，电源层在第三层，通过短距离过孔实现层间连接，减少高多层带来的信号延迟。同时，高多层的布局需预留足够的过孔区域，避免层间布线冲突。

4、扇出设计

在扇出设计阶段，要使自动布线工具能对元件引脚进行连接，表面贴装器件的每一个引脚至少应有一个过孔，以便在需要更多的连接时，电路板能够进行内层连接、在线测试(ICT)和电路再处理。为了使自动布线工具效率最高，一定要尽可能使用最大的过孔尺寸和印制线，间隔设置为50mil 较为理想。要采用使布线路径数最大的过孔类型。进行扇出设计时，要考虑到电路在线测试问题。测试夹具可能很昂贵，而且通常是在即将投入全面生产时才会订购，如果这时候才考虑添加节点以实现100%可测试性就太晚了。

5、手动布线以及关键信号的处理

尽管本文主要论述自动布线问题，但手动布线在现在和将来都是印刷电路板设计的一个重要过程。采用手动布线有助于自动布线工具完成布线工作。通过对挑选出的网络(net)进行手动布线并加以固定，可以形成自动布线时可依据的路径。

无论关键信号的数量有多少，首先对这些信号进行布线，手动布线或结合自动布线工具均可。关键信号通常必须通过精心的电路设计才能达到期望的性能。布线完成后，再由有关的工程人员来对这些信号布线进行检查，这个过程相对容易得多。检查通过后，将这些线固定，然后开始对其余信号进行自动布线。

6、自动布线

对关键信号的布线需要考虑在布线时控制一些电参数，比如减小分布电感和EMC 等，对于其它信号的布线也类似。所有的 EDA 厂商都会提供一种方法来控制这些参数。在了解自动布线工具有哪些输入参数以及输入参数对布线的影响后，自动布线的质量在一定程度上可以得到保证。

应该采用通用规则来对信号进行自动布线。通过设置限制条件和禁止布线区来限定给定信号所使用的层以及所用到的过孔数量，布线工具就能按照工程师的设计思想来自动布线。在设置好约束条件和应用所创建的规则后，自动布线将会达到与预期相近的结果，当然可能还需要进行一些整理工作，同时还需要确保其它信号和网络布线的空间。在一部分设计完成以后，将其固定下来，以防止受到后边布线过程的影响。

7、自动布线的设计要点包括：

（1）略微改变设置，试用多种路径布线；

（2）保持基本规则不变，试用不同的布线层、不同的印制线和间隔宽度以及不同线宽、不同类型的过孔如盲孔、埋孔等，观察这些因素对设计结果有何影响；

（3）让布线工具对那些默认的网络根据需要进行处理；

（4）信号越不重要，自动布线工具对其布线的自由度就越大。

8、布线的整理

如果你所使用的 EDA 工具软件能够列出信号的布线长度，检查这些数据，你 可能会发现一些约束条件很少的信号布线的长度很长。这个问题比较容易处理，通过手动编辑可以缩短信号布线长度和减少过孔数量。在整理过程中，你需要判断出哪些布线合理，哪些布线不合理。同手动布线设计一样，自动布线设计也能在检查过程中进行整理和编辑。

9、电路板的外观

以前的设计常常注意电路板的视觉效果，现在不一样了。自动设计的电路板不比手动设计的美观，但在电子特性上能满足规定的要求，而且设计的完整性能得到保证。

如今，嘉立创作为国内领先的 PCB 制造商，目前可以制作1-32层的FR4板，采用中国台湾南亚等厂商标准8张布A级带水印板料。旗下的EDA 工具的智能化为布线效率提供了基础，但设计师对电路特性的理解、对布线策略的把控，才是决定 PCB 质量的关键。通过本文所述的设计技巧——从层数评估到自动布线优化，从关键信号处理到高多层布局规划，工程师既能缩短设计周期，又能确保产品在高密度环境下的稳定性。未来，随着高多层 PCB 在高端电子领域的普及，精细化设计与工具协同将成为行业主流，助力更多创新，推动电子制造产业向更高精度、更高可靠性迈进。

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