Rozmístění a vedení drah (routing) je proces navrhování desky plošných spojů, který je zodpovědný za umístění součástek a spojení mezi nimi. Je to důležitý a kritický krok při vytváření desky plošných spojů. Rozmístění součástek má zásadní vliv na celkový časový rozvrh návrhu, přičemž samotné vedení drah tvoří menší část tohoto procesu.
Navrhování desky plošných spojů je kombinací umění a vědy. Je nezbytné mít technické znalosti a uvědomit si různé faktory, jako je šířka drah, vrstvy, schémata a návrh zemnící roviny. Umělecký aspekt spočívá v rozmístění součástek, a protože neexistuje jediný správný způsob, jak je umístit, navrhování desky plošných spojů je velmi kreativní proces. Kdybychom dali stejný schéma 100 odborníkům, pravděpodobně bychom získali 100 různých rozvržení. Proto je navrhování desky plošných spojů považováno za doslova umělecký proces.
Tato pravidla nejsou seřazena v žádném konkrétním pořadí a lze je obecně aplikovat na jakýkoli návrh desky plošných spojů. Slouží jako užitečný průvodce pro začátečníky.
Prvním krokem je stanovit maximální povolenou velikost desky plošných spojů. Počet vrstev závisí na výkonu a složitosti. Existuje několik obecných návrhových pravidel, která je třeba znát a vzít v úvahu při navrhování výrobních, funkčních a spolehlivých desek plošných spojů.
Následující seznam poskytuje některé z těchto pravidel, i když není úplný:
Tyto zásady pomáhají zajistit, že navrhovaná deska plošných spojů je efektivní, funkční a spolehlivá.
Pro součástky s řízenou spotřebou je vhodné použít zemnící roviny nebo roviny pro odvod tepelného výkonu. Pokud jde o vysokoproudé spoje, je důležité zohlednit přijatelný pokles napětí pro připojení. Přechody mezi vrstvami pro dráhy s vysokým proudem by měly být navrženy s ohledem na zajištění spolehlivosti. Doporučuje se použít dva až čtyři prokovy v každém přechodu vrstev a vícenásobné prokovy v přechodu vrstev, což zvyšuje spolehlivost, snižuje odporové a indukční ztráty a zlepšuje tepelnou vodivost.
Důležitým aspektem je také vytvoření zemnící roviny, která může být buď velkou měděnou plochou na jednovrstvé desce nebo celou vrstvou určenou jako zemnící rovina na vícevrstvých deskách. Po přidání zemnící roviny je třeba pomocí prokovů nebo vias propojit všechny součástky, které mají být připojeny na zem.
Reálné měděné dráhy mají určitý odpor, což znamená, že na nich dochází k poklesu napětí, ztrátě výkonu a zahřívání při průchodu proudem. Šířka dráhy by měla být dimenzována na základě odhadovaného proudu, který jí prochází. Výkonné dráhy by měly být tedy širší, protože jimi prochází veškerý proud. Obvyklá tloušťka měděných drah na desce plošných spojů je kolem 35 mikronů.
Tyto body jsou důležité při návrhu desky plošných spojů a slouží k zajištění správného fungování, spolehlivosti a účinnosti elektronického zařízení.
Při umísťování součástek na desce plošných spojů je vhodné minimalizovat délky drah a vyhnout se úhlu 90 stupňů. Namísto toho je lepší použít dva ohyby o 45 stupňů. Důvodem je, že při výrobě desky může vnější roh s 90 stupni být pouze mírně vyleptán, což může ovlivnit impedance dráhy. Použití ohybu o 45 stupňů zkracuje elektrickou cestu mezi komponenty a snižuje riziko odrazů vysokorychlostních signálů od ostrého rohu, které by mohlo způsobovat rušení.
Je také žádoucí udržovat oddělené digitální a analogové země. Napěťové a proudové špičky z digitálních obvodů mohou v analogových obvodech způsobovat rušení, které může ovlivnit jejich správnou funkci.
Pro správné rozmístění a vedení drah je nezbytná znalost technických pravidel a doporučení. Existuje mnoho specifických směrnic pro návrh šířky drah, vrstev, schémat a dalších aspektů. Přestože neexistuje jediný správný způsob, jak umístit součástky, kreativita a zkušenosti návrháře hrají důležitou roli při dosahování optimálního výsledku.
Výsledkem procesu rozmístění a vedení drah (routing) je konečné uspořádání desky plošných spojů, které je znázorněno na výkresu. Ve výkresu jsou zaznačeny elektronické součástky s jejich pouzdrem a umístěny na pozici, kterou budou mít na finální desce plošných spojů, vzájemně jsou propojeny dráhami mezi vývody.