TWI817755B

TWI817755B - 電路板的佈線方法

Info

Publication number: TWI817755B
Application number: TW111137621A
Authority: TW
Inventors: 謝詠琳
Original assignee: 和碩聯合科技股份有限公司
Priority date: 2022-10-04
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2023-10-01
Also published as: US20240111936A1; CN117852490A

Abstract

本發明公開一種電路板的佈線方法，適於規劃多條走線以連接第一走線層的多個第一接點與第二走線層的多個第二接點，並至少包括如下步驟：在第一接點與第二接點間設置多個虛擬路徑，並在虛擬路徑設置多個虛擬格點；設定第一接點的第一序號和第二接點的第二序號；根據第二序號和第一序號的接點序號差，將走線劃分為第一群組、第二群組及第三群組；在虛擬格點設置各走線的通孔，在第一群組與第二群組中，走線的通孔位在走線連接之第一接點對應的虛擬路徑上，在第三群組中，走線的通孔位在走線連接之第二接點對應的虛擬路徑上。

Description

電路板的佈線方法

本發明涉及一種佈線方法，特別涉及一種電路板的佈線方法，適於規劃電路板的多條走線。

在電路板上進行佈線時，時常需要因應空間規劃，讓不交錯的多條走線利用通孔從電路板的一走線層換到另一走線層，且該些走線在換層前後有可能連接到非並排的接點。然而，傳統的佈線方法為仰賴工作人員的佈線經驗和使用試錯（trial and error），沒有標準化的流程或步驟，因此需要耗費大量的時間。

針對現有技術的不足，本發明實施例提供一種電路板的佈線方法，適於規劃電路板的多條走線。電路板包括設於第一走線層的多個第一接點及設於第二走線層的多個第二接點，該些第一接點沿第一方向排列，該些第二接點對應該些第一接點沿第一方向排列，該些第一接點透過該些走線分別連接該些第二接點。佈線方法包括：在該些第一接點與排列順序對應的該些第二接點間設置多個虛擬路徑，並根據該些走線的數量，在虛擬路徑設置多個虛擬格點；根據該些第一接點沿第一方向的排列順序設定該些第一接點的多個第一序號，並根據該些第二接點沿第一方向的排列順序設定該些第二接點的多個第二序號；針對每一走線連接的第一接點與第二接點，計算該些第二接點的第二序號與該些第一接點的第一序號的多個接點序號差；根據接點序號差將該些走線劃分為第一群組、第二群組及第三群組；以及根據該些走線的數量在虛擬格點設置多個通孔，在第一群組與第二群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第一接點對應的虛擬路徑上，在第三群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第二接點對應的虛擬路徑上，使該些走線自第一走線層通過該些通孔跨越至第二走線層以連接該些第二接點。

進一步地，該些第一接點的第一序號等於排列順序對應該些第一接點之第二接點的第二序號。

進一步地，當該些第一序號與該些第二序號為沿第一方向遞增設定時，接點序號差為正值的走線被分至第一群組，接點序號差為零的走線被分至第二群組，且接點序號差為負值的走線被分至第三群組。

進一步地，佈線方法更包括：依照連接之該些第二接點的第二序號由大至小的順序佈設第一群組的該些走線。

進一步地，佈線方法更包括：依照連接之該些第一接點的第一序號由小至大的順序佈設第三群組的該些走線。

進一步地，虛擬格點的數量為n*n個，每一虛擬路徑上具有n個虛擬格點，n為該些走線的數量。

進一步地，第一群組的該些走線在第一走線層中沿垂直於第一方向的一第二方向佈設，且第一群組的每一走線在從第一走線層通過對應的通孔到第二走線層後，第一群組的每一走線沿第一方向佈設，直到到達與該走線連接的第二接點對應的虛擬路徑時，再沿第二方向佈設以連接第二接點。

進一步地，第二群組的該些走線在第一走線層及第二走線層中沿第二方向佈設。

進一步地，第三群組的每一走線在第一走線層中沿第二方向佈設，並且再沿相反於第一方向的一第三方向佈設，直到到達與該走線連接的第二接點對應的虛擬路徑後通過通孔到第二走線層。

進一步地，第三群組的每一走線在由第一走線層通過對應的通孔到第二走線層後，沿第二方向佈設。

進一步地，第一群組及第三群組中的一者的該些走線在第二走線層中包含一次的轉彎，而第一群組及第三群組中的另一者的該些走線在第一走線層中包含一次的轉彎。

綜上所述，本發明所提供的佈線方法通過“在第一走線層的多個第一接點與第二走線層的多個第二接點間設置多個設置虛擬路徑，並根據該些走線的數量，在虛擬路徑設置多個虛擬格點”、“以相同方式設定該些第一接點的多個第一序號及該些第二接點的多個第二序號”、“計算接點序號差”、“根據接點序號差將該些走線劃分為第一群組、第二群組及第三群組”以及“根據該些走線的數量在虛擬格點設置多個通孔，在第一群組與第二群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第一接點對應的虛擬路徑上，在第三群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第二接點對應的虛擬路徑上”的技術手段，使該些走線自第一走線層通過該些通孔跨越至第二走線層以連接該些第二接點。因此，本發明的其中一有益效果在於，提出標準化且明確的流程步驟，以減少仰賴工作人員的佈線經驗，進而避免耗費大量的時間。

為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。

請參閱圖1和圖2，圖1是本發明實施例提供的佈線方法的步驟流程圖，圖2是本發明實施例提供的電路板的示意圖。如圖2所示，電路板1包括第一走線層10和第二走線層20。在本實施例中，電路板1可為印刷電路板，且第一走線層10和第二走線層20為該印刷電路板的上表面和下表面，但本發明不以此為限制。另外，電路板1包括設於第一走線層10的多個第一接點101～110及設於第二走線層20的多個第二接點201～210。

該些第一接點101～110沿第一方向D1排列，該些第二接點201～210對應該些第一接點101～110沿第一方向D1排列。換言之，該些第二接點201～210的排列方向可與該些第一接點101～110的排列方向平行。另外，該些第一接點101～110通過多條走線分別連接於該些第二接點201～210。請注意，為了方便以下說明，本實施例僅以10個第一/第二接點為例，即圖2的101～110和201～210，但本發明並不限制第一/第二接點的具體數量。

進一步地，可請一併參閱圖3，圖3是圖2的第一接點101～110與第二接點201～210的連接關係的示意圖。如圖3所示，在本實施例中，至少根據第一接點101～110的數量，可知電路板1上預定佈設共10條走線。另外，在本實施例中，可假設第一接點101係通過走線301電性連接第二接點202，且第一接點102則通過走線302電性連接第二接點208，以此類推，以下將第一接點101～110與第二接點201～210通過走線301～310連接的對應連接關係整理為表1。由此可見，該些走線301～310可能連接到非並排的第一接點及第二接點。 [表1]

第一接點	走線	第二接點
101	301	202
102	302	208
103	303	207
104	304	201
105	305	205
106	306	204
107	307	206
108	308	209
109	309	203
110	310	210

應當理解的是，該些走線301～310的佈設順序會是影響電路板1佈線成功的關鍵。另外，除了要符合表一的上述連接關係外，電路板1佈線成功還需要滿足如下條件：該些走線301～310在換層前後都不可有交錯，以及每一走線只能利用不同的通孔從第一走線層10換到第二走線層20，即一通孔只能用來幫助一走線進行換層。

需說明的是，所謂的換層指的是該走線通過對應的通孔從第一走線層10跨越至第二走線層20的過程，而換層前指的是從對應的第一接點出發，在第一走線層10中行進而到達對應的通孔之間的過程，換層後指的是通過對應的通孔後，在第二走線層20中行進而到達對應的第二接點的過程。然而，傳統的佈線方法為仰賴工作人員的佈線經驗和使用試錯，沒有標準化的流程或步驟，因此需要耗費大量的時間。

針對現有技術的不足，本發明實施例提供圖1的佈線方法，適於規劃電路板1的該些走線301～310。佈線方法的步驟可由一或多個電子裝置的多個模組執行。該些模組可以是由硬體搭配軟體與/或韌體來實現，但本發明並不限制該些模組的具體實現方式。如圖1所示，在步驟S101中，可通過一設置模組在該些第一接點101～110與排列順序對應的該些第二接點201～210間設置多個虛擬路徑，並根據該些走線301～310的數量，在虛擬路徑設置多個虛擬格點。

具體而言，請一併參閱圖4，圖4是本發明實施例的多個虛擬路徑及多個虛擬格點的示意圖。如圖4所示，排列順序對應的一第一接點與一第二接點之間的最短連接路徑可為其中一虛擬路徑。因此，第一接點101與第二接點201間可具有虛擬路徑501，且第一接點102與第二接點202間可具有虛擬路徑502，以此類推，第一接點110與第二接點210間可具有虛擬路徑510。另外，由於該些走線301～310的數量為10，因此本實施例可在每一虛擬路徑上設置10個虛擬格點Vg。換言之，虛擬格點Vg的數量可為n*n個，每一虛擬路徑上具有n個虛擬格點，n為該些走線的數量。

其次，在步驟S102中，可通過一設定模組來根據該些第一接點101～110沿第一方向D1的排列順序設定該些第一接點101～110的多個第一序號，並根據該些第二接點201～210沿第一方向D1的排列順序設定該些第二接點201～210的多個第二序號。在本實施例中，該些第一接點101～110的第一序號等於排列順序對應該些第一接點101～110之第二接點201～210的第二序號。

舉例來說，如下表2所示，根據第一接點101～110沿第一方向D1的排列順序，本實施例可從1開始來依序地加1以設定第一接點101～110的多個第一序號，即第一接點101的第一序號設定為1，且第一接點102的第一序號設定為2，以此類推，第一接點110的第一序號設定為10。另外，根據第二接點201～210沿第一方向D1的排列順序，本實施例可同樣從1開始來依序地加1以設定第二接點201～210的多個第二序號，即第二接點201的第二序號為1，且第二接點202的第二序號為2，以此類推，第二接點210的第二序號為10。換言之，本實施例以相同方式設定該些第一接點101～110的第一序號及該些第二接點201～210的第二序號。 [表2]

第一接點	第一序號	第二接點	第二序號
101	1	201	1
102	2	202	2
103	3	203	3
104	4	204	4
105	5	205	5
106	6	206	6
107	7	207	7
108	8	208	8
109	9	209	9
110	10	210	10

接著，在步驟S103中，可通過一計算模組來針對每一走線連接的第一接點與第二接點，計算該些第二接點201～210的第二序號與該些第一接點101～110的第一序號多個接點序號差，並且在步驟S104中，可通過一分類及執行模組來根據接點序號差將該些走線301～310劃分為第一群組、第二群組及第三群組。舉例來說，當該些第一接點101～110的第一序號與該些第二接點201～210的的第二序號為沿第一方向D1遞增設定時，本實施例可定義接點序號差為正值的走線被分至第一群組，接點序號差為零的走線被分至第二群組，且接點序號差為負值的走線被分至第三群組。

因此，如下表3所示，走線301、302、303及308可被分至第一群組，走線305及310可被分至第二群組，且走線304、306、307及309可被分至第三群組。另外，本實施例將依照第一群組、第二群組及第三群組的順序來佈設該些走線301～310。換言之，根據第一群組、第二群組及第三群組的順序，本實施例會優先來佈設走線301、302、303及308，直到走線301、302、303及308皆佈設完畢，本實施例會再來佈設走線305及310，以此類推，最後才佈設走線304、306、307及309。 [表3]

第一接點	走線	第二接點	接點序號差	群組
101	301	202	1	第一群組
102	302	208	6	第一群組
103	303	207	4	第一群組
104	304	201	-3	第三群組
105	305	205	0	第二群組
106	306	204	-2	第三群組
107	307	206	-1	第三群組
108	308	209	1	第一群組
109	309	203	-6	第三群組
110	310	210	0	第二群組

最後，在步驟S105中，根據該些走線301～310的數量在虛擬格點設置多個通孔401～410。需說明的是，儘管每一走線的通孔設置在最靠近其連接的第一接點的虛擬格點上可大幅節省第一走線層10和第二走線層20的空間，但為了同時滿足該些走線在換層前後都不可有交錯的條件，因此在第一群組與第二群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第一接點對應的虛擬路徑上，在第三群組中，每一走線的通孔位在該走線連接之第二接點對應的虛擬路徑上，使該些走線301～310自第一走線層10通過該些通孔401～410跨越至第二走線層20以連接該些第二接點201～210。

具體而言，本發明實施例的佈線方法更可包括：依照連接之第二接點的第二序號由大至小的順序佈設第一群組的該些走線（即走線301、302、303及308）。換句話說，由於走線301、302、303及308連接的第二接點202、208、207及209的該些第二序號分別為2、8、7及9，因此依照該些第二序號由大至小的順序，第一群組的該些走線的佈設順序還可為走線308、302、303及301，且本實施例必須在走線308、302、303及301中的一條走線佈設完後才能佈設下一條走線。

可請一併參閱圖5A到5D，圖5A到5D是本發明實施例佈設第一群組的該些走線的示意圖。如圖5A到5D所示，第一群組的該些走線在第一走線層10中沿垂直於第一方向D1的第二方向D2佈設，即本實施例不允許第一群組的每一走線在第一走線層10上有轉彎，並且第一群組的每一走線在從第一走線層10通過對應的通孔到第二走線層20後，第一群組的每一走線沿第一方向D1佈設，直到到達與該走線連接的第二接點對應的虛擬路徑時，再沿第二方向D2佈設以連接第二接點。

例如，走線308在從第一走線層10通過對應的通孔408到第二走線層20後，走線308沿第一方向D1佈設，直到到達與走線308連接的第二接點209對應的虛擬路徑509時，再沿第二方向D2佈設以連接第二接點209，以此類推，走線301在從第一走線層10通過對應的通孔401到第二走線層20後，走線301沿第一方向D1佈設，直到到達與走線301連接的第二接點202對應的虛擬路徑502時，再沿第二方向D2佈設以連接第二接點202。換句話說，在本實施例中，第一群組的每一走線將在第二走線層20中包含一次的轉彎，以大幅節省第一走線層10和第二走線層20的空間。此外，若超出上述轉彎次數限制，將無法確保第一群組的每一走線在第二走線層20中是以最精簡且最有效率的方式進行佈線。

另一方面，本發明實施例的佈線方法更可包括：依照連接之第二接點的第二序號由小至大的順序佈設第二群組的該些走線（即走線305及310）。換句話說，由於走線305及310連接的第二接點205及210的該些第二序號分別為5及10，因此依照該些第二序號由小至大的順序，第二群組的該些走線的佈設順序還可為走線305及310。可請一併參閱圖6A到6B，圖6A到6B是本發明實施例佈設第二群組的該些走線的示意圖。如圖6A到6B所示，第二群組的該些走線在第一走線層10及第二走線層20中沿第二方向D2佈設。

例如，走線305在從第一走線層10通過對應的通孔405到第二走線層20後，走線305就只需要再沿第二方向D2佈設以連接第二接點205，且走線310在從第一走線層10通過對應的通孔410到第二走線層20後，走線310也只需要再沿第二方向D2佈設以連接第二接點210。換句話說，本實施例不允許第二群組的每一走線在第一走線層10及第二走線層20上有轉彎。類似的，若超出上述轉彎次數限制，將無法確保第二群組的每一走線在在第一走線層10及第二走線層20中是以最精簡且最有效率的方式進行佈線。

最後，本發明實施例的佈線方法更可包括：依照連接之第一接點的第一序號由小至大的順序佈設第三群組的該些走線(即走線304、306、307及309）。換句話說，由於走線304、306、307及309連接的第一接點104、106、107及109的該些第一序號分別為4、6、7及9，因此依照該些第一序號由小至大的順序，第三群組的該些走線的佈設順序還可為走線304、306、307及309，且本實施例必須在走線304、306、307及309中的一條走線佈設完後才能佈設下一條走線。

請一併參閱圖7A到7D，圖7A到7D是本發明實施例佈設第三群組的該些走線的示意圖。如圖7A到7D所示，第三群組的每一走線在第一走線層10中先沿第二方向D2佈設，並且再沿相反於第一方向D1的一第三方向D3佈設，直到到達與該走線連接的第二接點對應的虛擬路徑後通過對應的通孔到第二走線層20。另外，第三群組的每一走線在由第一走線層10通過對應的通孔到第二走線層20後，沿第二方向D2佈設。

例如，走線304在第一走線層10中沿第二方向D2佈設，並且再沿相反於第一方向D1的第三方向D3佈設，直到到達與走線304連接的第二接點201對應的虛擬路徑501後通過對應的通孔404到第二走線層20。接著，走線304在由第一走線層10通過對應的通孔404到第二走線層20後，沿第二方向D2佈設以連接第二接點201。類似地，走線309在第一走線層10中先沿第二方向D2佈設，並且再沿相反於第一方向D1的第三方向D3佈設，直到到達與走線309連接的第二接點203對應的虛擬路徑503後通過對應的通孔409到第二走線層20。接著，走線309在由第一走線層10通過對應的通孔409到第二走線層20後，沿第二方向D2佈設以連接第二接點203。換句話說，在本實施例中，不同於第一群組的每一走線，第三群組的每一走線將在第一走線層10中包含一次的轉彎，以大幅節省第一走線層10和第二走線層20的空間。

需說明的是，在其他實施例中，可改採遞減方式來設定第一序號及第二序號，而分組方式也需要對應修正。詳細而言，接點序號差為負值的走線將改成被分至第一群組，且接點序號差為正值的走線則改成被分至第三群組。相對地，第一群組的該些走線將改成還依照對應的該些第二序號由小至大的順序來佈設，且第三群組的該些走線則改成還依照對應的該些第一序號由大至小的順序來佈設。由於相關細節已如同前述實施例，故於此就不再多加贅述。

以上所提供的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。

S101~S104:流程步驟 1:電路板 10:第一走線層 20:第二走線層 101~110:第一接點 201~210:第二接點 D1:第一方向 D2:第二方向 D3:第三方向 301~310:走線 401~410: 通孔 501~510:虛擬路徑 Vg:虛擬格點

圖1是本發明實施例提供的佈線方法的步驟流程圖。

圖2是本發明實施例提供的電路板的示意圖。

圖3是圖2的第一接點與第二接點的連接關係的示意圖。

圖4是本發明實施例的多個虛擬路徑及多個虛擬格點的示意圖。

圖5A到5D是本發明實施例佈設第一群組的該些走線的示意圖。

圖6A到6B是本發明實施例佈設第二群組的該些走線的示意圖。

圖7A到7D是本發明實施例佈設第三群組的該些走線的示意圖。

S101~S105:流程步驟

Claims

一種電路板的佈線方法，適於規劃該電路板的多條走線，該電路板包括設於一第一走線層的多個第一接點及設於一第二走線層的多個第二接點，該些第一接點沿一第一方向排列，該些第二接點對應該些第一接點沿該第一方向排列，該些第一接點透過該些走線分別連接該些第二接點，該佈線方法包括：在該些第一接點與排列順序對應的該些第二接點間設置多個虛擬路徑，並根據該些走線的數量，在該些虛擬路徑設置多個虛擬格點；根據該些第一接點沿該第一方向的排列順序設定該些第一接點的多個第一序號，並根據該些第二接點沿該第一方向的排列順序設定該些第二接點的多個第二序號；針對每一該走線連接的該第一接點與該第二接點，計算該些第二接點的該些第二序號與該些第一接點的該些第一序號的多個接點序號差；根據該些接點序號差將該些走線劃分為一第一群組、一第二群組及一第三群組；以及根據該些走線的數量在該些虛擬格點設置多個通孔，在該第一群組與該第二群組中，每一該走線的該通孔位在該走線連接之該第一接點對應的該虛擬路徑上，在該第三群組中，每一該走線的該通孔位在該走線連接之該第二接點對應的該虛擬路徑上，使該些走線自該第一走線層通過該些通孔跨越至該第二走線層以連接該些第二接點。
如請求項1所述的佈線方法，其中該些第一接點的該些第一序號等於排列順序對應該些第一接點之該些第二接點的該些第二序號。
如請求項2所述的佈線方法，其中當該些第一序號與該些第二序號為沿該第一方向遞增設定時，該接點序號差為正值的該走線被分至該第一群組，該接點序號差為零的該走線被分至該第二群組，且該接點序號差為負值的該走線被分至該第三群組。
如請求項3所述的佈線方法，更包括：依照連接之該些第二接點的該些第二序號由大至小的順序佈設該第一群組的該些走線。
如請求項4所述的佈線方法，更包括：依照連接之該些第一接點的該些第一序號由小至大的順序佈設該第三群組的該些走線。
如請求項1所述的佈線方法，其中該些虛擬格點的數量為n*n個，每一該虛擬路徑上具有n個該些虛擬格點，n為該些走線的數量。
如請求項1所述的佈線方法，其中該第一群組的該些走線在該第一走線層中沿垂直於該第一方向的一第二方向佈設，且該第一群組的每一該走線在從該第一走線層通過對應的該通孔到該第二走線層後，該第一群組的每一該走線沿該第一方向佈設，直到到達與該走線連接的該第二接點對應的該虛擬路徑時，再沿該第二方向佈設以連接該第二接點。
如請求項7所述的佈線方法，其中該第二群組的該些走線在該第一走線層及該第二走線層中沿該第二方向佈設。
如請求項7所述的佈線方法，其中該第三群組的每一該走線在該第一走線層中沿該第二方向佈設，並且再沿相反於該第一方向的一第三方向佈設，直到到達與該走線連接的該第二接點對應的該虛擬路徑後通過該通孔到該第二走線層。
如請求項9所述的佈線方法，其中該第三群組的每一該走線在由該第一走線層通過對應的該通孔到該第二走線層後，沿該第二方向佈設。
如請求項1所述的佈線方法，其中該第一群組及該第三群組中的一者的該些走線在該第二走線層中包含一次的轉彎，而該第一群組及該第三群組中的另一者的該些走線在該第一走線層中包含一次的轉彎。