原创 PCB设计中固定约束的缺陷

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    在PCB设计中，为了设计方便，经常要求将电气和工艺要求转化为固定的约束参数，例如工程师设计电路时也许先确定一个额定阻抗，然后根据最后的工艺要求“估算”出一个能达到所需阻抗的额定线宽，或者利用计算表格或算术程序对干扰进行测试，再求出长度约束条件。  

    这种方法通常需要设计出一整套经验数据作为PCB设计人员的基本指导原则，以便在用自动布局布线工具进行设计时能够利用这些数据。该方法的问题在于经验数据只是一个一般性原则，大部分情况下它们都是正确的，但有些时候却不起作用或导致错误的结果。 

    我们以上面确定阻抗的例子来看看这种方法可能造成的误差。和阻抗有关的因素包括电路板材料的电介质特性、铜箔高度、各层到地/电源层间的距离及线宽，由于前三个参数一般由生产工艺决定，所以设计师通常是靠线宽来控制阻抗。由于每一线路层到地或电源层的距离各不相同，因此对每一层都用同一个经验数据显然是错误的。此外在开发过程中采用的生产工艺或电路板特性可能随时会改变，所以问题还会更加复杂。 

    大多数时候这些问题会在样机制作阶段暴露出来，一般是找出问题后通过对线路板修补或重新进行板子设计来解决。这样做成本比较高，并且修补经常还会带来额外的问题而需要作进一步调试，最后由于延误上市时间而造成收入上的损失更是远远高于调试成本。几乎每家电子生产商都面临着这样的问题，最终都归结到传统的PCB设计软件无法跟上当前对电气性能要求的实际情况，在这一点上它不像机械设计的经验数据那么简单。