PCB設(shè)計(jì)的規(guī)則流程及注意事項(xiàng)介紹

一。 概述

本文檔的目的在于說明使用PADS的印制板設(shè)計(jì)軟件PowerPCB進(jìn)行印制板設(shè)計(jì)的流程和一些注意事項(xiàng)，為一個(gè)工作組的設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)規(guī)范，方便設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。

二．設(shè)計(jì)流程

PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟。

2.1 網(wǎng)表輸入

網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，選擇Send Netlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇File-》Import，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來。

2.2 規(guī)則設(shè)置

如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須同步原理圖，保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如Pad Stacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過孔的大小。如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)焊盤或過孔，一定要加上Layer 25。

注意：

PCB設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、過孔設(shè)置、CAM輸出設(shè)置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件，名稱為Default.stp，網(wǎng)表輸入進(jìn)來以后，按照設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，把電源網(wǎng)絡(luò)和地分配給電源層和地層，并設(shè)置其它高級規(guī)則。在所有的規(guī)則都設(shè)置好以后，在PowerLogic中，使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能，更新原理圖中的規(guī)則設(shè)置，保證原理圖和PCB圖的規(guī)則一致。

2.3 元器件布局

網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會(huì)放在工作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。

2.3.1 手工布局

a. 工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫出板邊（Board Outline）。

b. 將元器件分散（Disperse Components），元器件會(huì)排列在板邊的周圍。

c. 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，放到板邊以內(nèi)，按照一定的規(guī)則擺放整齊。

2.3.2 自動(dòng)布局

PowerPCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局，但對大多數(shù)的設(shè)計(jì)來說，效果并不理想，不推薦使用。

2.3.3 注意事項(xiàng)

a. 布局的首要原則是保證布線的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線的連接，把有連線關(guān)系的器件放在一起

b. 數(shù)字器件和模擬器件要分開，盡量遠(yuǎn)離

c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC

d. 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，不要太密集

e. 多使用軟件提供的Array和Union功能，提高布局的效率

2.4 布線

布線的方式也有兩種，手工布線和自動(dòng)布線。PowerPCB提供的手工布線功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。

2.4.1 手工布線

a. 自動(dòng)布線前，先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò)，比如高頻時(shí)鐘、主電源等，這些網(wǎng)絡(luò)往往對走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封裝，如BGA，

自動(dòng)布線很難布得有規(guī)則，也要用手工布線。

b. 自動(dòng)布線以后，還要用手工布線對PCB的走線進(jìn)行調(diào)整。

2.4.2 自動(dòng)布線

手工布線結(jié)束以后，剩下的網(wǎng)絡(luò)就交給自動(dòng)布線器來自布。選擇Tools-》SPECCTRA，啟動(dòng)Specctra布線器的接口，設(shè)置好DO文件，按Continue就啟動(dòng)了Specctra布線器自動(dòng)布線，結(jié)束后如果布通率為100%，那么就可以進(jìn)行手工調(diào)整布線了；如果不到100%，說明布局或手工布線有問題，需要調(diào)整布局或手工布線，直至全部布通為止。

2.4.3 注意事項(xiàng)

a. 電源線和地線盡量加粗

b. 去耦電容盡量與VCC直接連接

c. 設(shè)置Specctra的DO文件時(shí)，首先添加Protectall wires命令，保護(hù)手工布的線不被自動(dòng)布線器重布

d. 如果有混合電源層，應(yīng)該將該層定義為Split/mixed Plane，在布線之前將其分割，布完線之后，使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅

e. 將所有的器件管腳設(shè)置為熱焊盤方式，做法是將Filter設(shè)為Pins，選中所有的管腳，修改屬性，在Thermal選項(xiàng)前打勾

f. 手動(dòng)布線時(shí)把DRC選項(xiàng)打開，使用動(dòng)態(tài)布線（DynamicRoute）

2.5 檢查

檢查的項(xiàng)目有間距（Clearance）、連接性（Connectivity）、高速規(guī)則（High Speed）和電源層（Plane），這些項(xiàng)目可以選擇Tools-》Verify Design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則，必須檢查，否則可以跳過這一項(xiàng)。檢查出錯(cuò)誤，必須修改布局和布線。

注意：

有些錯(cuò)誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時(shí)會(huì)出錯(cuò)；另外每次修改過走線和過孔之后，都要重新覆銅一次。

2.6 復(fù)查

復(fù)查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)規(guī)則，層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設(shè)置；還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性，電源、地線網(wǎng)絡(luò)的走線，高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。復(fù)查不合格，設(shè)計(jì)者要修改布局和布線，合格之后，復(fù)查者和設(shè)計(jì)者分別簽字。

2.7 設(shè)計(jì)輸出

PCB設(shè)計(jì)可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件。打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計(jì)者和復(fù)查者檢查；光繪文件交給制板廠家，生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要，關(guān)系到這次設(shè)計(jì)的成敗，下面將著重說明輸出光繪文件的注意事項(xiàng)。

a. 需要輸出的層有布線層（包括頂層、底層、中間布線層）、電源層（包括VCC層和GND層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（包括頂層阻焊和底層阻焊），另外還要生成鉆孔文件（NC Drill）

b. 如果電源層設(shè)置為Split/Mixed，那么在Add Document窗口的Document項(xiàng)選擇Routing，并且每次輸出光繪文件之前，都要對PCB圖使用PourManager的Plane Connect進(jìn)行覆銅；如果設(shè)置為CAM Plane，則選擇Plane，在設(shè)置Layer項(xiàng)的時(shí)候，要把Layer25加上，在Layer25層中選擇Pads和Vias

c. 在設(shè)備設(shè)置窗口（按Device Setup），將Aperture的值改為199

d. 在設(shè)置每層的Layer時(shí)，將BoardOutline選上

e. 設(shè)置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line

f. 設(shè)置阻焊層的Layer時(shí)，選擇過孔表示過孔上不加阻焊，不選過孔表示家阻焊，視具體情況確定

g. 生成鉆孔文件時(shí)，使用PowerPCB的缺省設(shè)置，不要作任何改動(dòng)

h. 所有光繪文件輸出以后，用CAM350打開并打印，由設(shè)計(jì)者和復(fù)查者根據(jù)“PCB檢查表”檢查

f?Kfm?????;mso-ascii-font-family：“Times New Roman”;mso-hansi-font-family：“Times New Roman”‘》在彈出來的屬性窗口里面的global選項(xiàng)里面可以改

三、經(jīng)典問答：

提問：protel 99的 mil是英制嗎？等于多小厘米？

答：可以改為公制的：1/1000inch， 0.00254CM

提問：庫文件里可以查到封裝，但是不知道每個(gè)封裝對應(yīng)的元件的規(guī)格啊像電阻，只是寫了axial0.3--axial1.0但是不知道每個(gè)封裝對應(yīng)的電阻是怎樣的電阻，怎么辦？

答：footprint即封裝，與元件大小，引腳等密切相關(guān)的屬性，做pcb板時(shí)必須預(yù)先設(shè)好。 ： 一般1/8電阻用axial_0.3（與protel的版本有關(guān)，版本不同可能有差異，可查看相關(guān)的pcb ： 庫文件） ： 小電容：rad_0.1，rad_0.2 ： 大電容：rb_.2/.4 ： 集成電路：dip_n（n為管腳數(shù)） ： 其他的就不再贅述。

提問：請問protel的版本的區(qū)別

答：PROTEL98/99/99SE的操作方式?jīng)]有什么本質(zhì)的區(qū)別，只是界面和工程文件的管理方式變來變?nèi)?，介紹PT98/99/99SE的書隨便拿一本翻翻就行了。其實(shí)，PT98/99/99SE很好學(xué)的，如果只是做原理圖和印制板，多用幾次就熟悉了。

提問：自動(dòng)布線的成功率是否100%？

答：怎么說呢，除非很簡單的板，一般來說自動(dòng)布線只是第一次布線，需要人工優(yōu)化的，而且是一定要的，必竟現(xiàn)在的軟件在這方面的人工智能還有不少需要改進(jìn)的地方。我個(gè)人一般是先布局，然后自動(dòng)布，再調(diào)整布局，再自動(dòng)布。最后才進(jìn)行“大決戰(zhàn)”--- 手工布線。

提問：在sch里面畫了原理圖，存盤后關(guān)掉，再打開原理圖，里面就什么都沒有了。到底是怎么回事啊，好象存不下來一樣的。

答：你用的Protel是不是Demo版？我見過一種Protel98的Demo版是不可以存盤的，可能你的問題也一樣。建議裝一個(gè)Crack版。

提問：在Protelfor Win中如何指定元件的封裝形式？

答：1、在Advanced Schematic中指定

在原理圖中修改元件的footprint為所需的PCB庫封裝名稱。然后生成網(wǎng)表，在PCB中先加上需要的封裝庫，調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表時(shí)即可同時(shí)裝入元件。

2、在Advanced PCB中指定

在PCB中直接放置需要的元件封裝，designator設(shè)定為與原理圖一致，然后重新調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表。