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1、PCB电路板设计方案介绍12020 年 5 月 29 日PowerPCB 电路板设计规范1 概述本文档的目的在于说明使用 PADS 的印制板设计软件 PowerPCB 进行印制板设计的流程和一些注意事项 ,为一个工作组的设计人员提供设计规范 ,方便设计人员之间进行交流和相互检查。2 设计流程PCB 的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤.2.1 网表输入网表输入有两种方法,一种是使用PowerLogic 的OLE PowerPCB Connection功能 ,选择SendNetlist, 应用OLE功能 ,能够随时保持原理图和PCB 图的一致,尽量减少出错
2、的可能。另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表,选择 File-Import, 将原理图生成的网表输入进来。2.2 规则设置如果在原理图设计阶段就已经把PCB 的设计规则设置好的话,就不用再进行设置这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进 PowerPCB 了。如果修改了设计规则,必须同步原理图,保证原理图和 PCB 的一致。除了设计规则和层定义外,还有一些规则需要设置 ,比如 Pad文档仅供参考Stacks,需要修改标准过孔的大小。如果设计者新建了一个焊盘或过孔 ,一定要加上Layer 25。注意 :PCB 设计规则、层定义、过孔设置、CAM 输出设置已经作成缺省启动文件 ,
3、名称为 Default.stp, 网表输入进来以后,按照设计的实际情况 ,把电源网络和地分配给电源层和地层 ,并设置其它高级规则。在所有的规则都设置好以后 ,在 PowerLogic 中 ,使用 OLEPowerPCB Connection 的 Rules From PCB 功能 ,更新原理图中的规则设置 ,保证原理图和PCB 图的规则一致。2.3 元器件布局网表输入以后 ,所有的元器件都会放在工作区的零点 ,重叠在一起 , 下一步的工作就是把这些元器件分开 ,按照一些规则摆放整齐 ,即元器件布局。 PowerPCB 提供了两种方法 ,手工布局和自动布局。2.3.1 手工布局1. 工具印制板的
4、结构尺寸画出板边(Board Outline) 。2. 将元器件分散 (Disperse Components),元器件会排列在板边的周围。3. 把元器件一个一个地移动、旋转 ,放到板边以内 ,按照一定的规则摆放整齐。2.3.2 自动布局32020 年 5 月 29 日文档仅供参考PowerPCB 提供了自动布局和自动的局部簇布局,但对大多数的设计来说 ,效果并不理想 ,不推荐使用。2.3.3 注意事项a. 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接 ,把有连线关系的器件放在一起b. 数字器件和模拟器件要分开,尽量远离c. 去耦电容尽量靠近器件的VCCd. 放置器件时要考虑以后
5、的焊接,不要太密集e. 多使用软件提供的Array 和 Union 功能 ,提高布局的效率2.4 布线布线的方式也有两种 ,手工布线和自动布线。 PowerPCB 提供的手工布线功能十分强大 ,包括自动推挤、在线设计规则检查 (DRC), 自动布线由 Specctra 的布线引擎进行 ,一般这两种方法配合使用 ,常见的步骤是手工 自动 手工。2.4.1 手工布线1.自动布线前 ,先用手工布一些重要的网络,比如高频时钟、主电源等,这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封装,如 BGA,42020 年 5 月 29 日文档仅供参考自动布线很难布得有规则,也要用手工布
6、线。2. 自动布线以后 ,还要用手工布线对 PCB 的走线进行调整。2.4.2 自动布线手工布线结束以后,剩下的网络就交给自动布线器来自布。选择Tools-SPECCTRA, 启动 Specctra 布线器的接口 ,设置好 DO 文件 ,按 Continue 就启动了 Specctra 布线器自动布线 ,结束后如果布通率为 100%,那么就能够进行手工调整布线了 ;如果不到 100%,说明布局或手工布线有问题 ,需要调整布局或手工布线 ,直至全部布通为止。2.4.3 注意事项a. 电源线和地线尽量加粗b. 去耦电容尽量与 VCC 直接连接c. 设置 Specctra 的 DO 文件时 ,首先添
7、加 Protect all wires 命令 ,保护手工布的线不被自动布线器重布d. 如果有混合电源层,应该将该层定义为Split/mixed Plane, 在布线之前将其分割 ,布完线之后 ,使用 PourManager 的 Plane Connect 进行覆铜e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式,做法是将Filter 设为 Pins,选中所有的管脚,修改属性 ,在 Thermal 选项前打勾52020 年 5 月 29 日文档仅供参考f. 手动布线时把DRC 选项打开 ,使用动态布线 (Dynamic Route)2.5 检查检查的项目有间距(Clearance)、连接性 (Connec
8、tivity) 、高速规则(HighSpeed)和电源层 (Plane),这些项目能够选择 Tools-Verify Design 进行。如果设置了高速规则 ,必须检查 ,否则能够跳过这一项。检查出错误 ,必须修改布局和布线。注意 :有些错误能够忽略 ,例如有些接插件的 Outline 的一部分放在了板框外 ,检查间距时会出错 ;另外每次修改过走线和过孔之后 ,都要重新覆铜一次。2.6 复查复查根据 ”PCB检查表 ”,内容包括设计规则 ,层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置 ;还要重点复查器件布局的合理性 ,电源、地线网络的走线 ,高速时钟网络的走线与屏蔽 ,去耦电容的摆放和连接等。复查不合格 ,设计者要修改布局和布线 ,合格之后 ,复查者和设计者分别签字。2.7 设计输出PCB 设计能够输出到打印机或输出光绘文件。打印机能够把PCB62020 年 5 月 29 日