第5章__雙面印制電路板設(shè)計(jì)

1、第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)舉例雙面印制電路板設(shè)計(jì)舉例5.1 原理圖到印制板原理圖到印制板5.2 設(shè)置工作層設(shè)置工作層5.3 元件布局操作元件布局操作5.4 布線及布線規(guī)則布線及布線規(guī)則5.5 信號(hào)完整性分析信號(hào)完整性分析 5.6 打打 印印 輸輸 出出第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)5.1 原理圖到印制板原理圖到印制板 印制板編輯、設(shè)計(jì)是電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化（EDA）最后的也是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，換句話說(shuō)，原理圖編輯是印制板編輯、設(shè)計(jì)的前提和基礎(chǔ)。 原理圖（原理圖符號(hào)）印制板圖（封裝） 通過(guò)如下方法之一將原理圖中元件的電氣連接關(guān)系印制板中

2、元件的連接關(guān)系，無(wú)須在印制板中逐一輸入元件的封裝圖。 邏輯相同第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (1) 通過(guò)通過(guò)“更新更新(Update PCB)”方式生成方式生成PCB文件文件。 Protel99SE原理圖編輯狀態(tài)下，執(zhí)行“Design/Update PCB”（更新PCB）命令，生成或更新PCB文件，并把原理圖中的元件封裝圖及電氣連接關(guān)系數(shù)據(jù)傳送到PCB文件中，原因是Protel99SSE原理圖文件（.sch）與印制板文件（.pcb）具有動(dòng)態(tài)同步更新功能。 也叫使用同步器（同步器（Synchronizer）裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件。）裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)

3、雙面印制電路板設(shè)計(jì) (2) 通過(guò)“網(wǎng)絡(luò)表”文件生成印制板文件。 在原理圖編輯原理圖編輯狀態(tài)下，執(zhí)行“Design/Create Netlist”命令，生成含有原理圖元件電氣連接關(guān)系信息的網(wǎng)絡(luò)表文件（.net）。 然后在PCB編輯環(huán)境編輯環(huán)境下，執(zhí)行“Design/Load Nets”命令，將網(wǎng)絡(luò)文件裝入PCB文件中。（演示）第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.1.1 通過(guò)通過(guò)“ “更新更新” ”方式裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件（同步器方式）方式裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件（同步器方式） 在編輯印制板前，必須先編輯好原理圖文件。有關(guān)原理圖文件的編輯方法，在第2、3章已介紹過(guò)，這里不再重復(fù)。 1. 通過(guò)

4、通過(guò)“更新更新”方式生成方式生成PCB文件文件 在原理圖編輯狀態(tài)，執(zhí)行“Design/Update PCB”命令，生成相應(yīng)的PCB文件。首次執(zhí)行更新PCB命令時(shí)，將給出如圖5-1a所示首次執(zhí)行更新首次執(zhí)行更新PCB命令彈出的選擇命令彈出的選擇目標(biāo)文件對(duì)話框，選擇目標(biāo)文件后，點(diǎn)擊目標(biāo)文件對(duì)話框，選擇目標(biāo)文件后，點(diǎn)擊“Apply”按鈕，按鈕，得到如圖得到如圖5-1b所示的所示的Update Design（同步器參數(shù)設(shè)置（同步器參數(shù)設(shè)置)對(duì)對(duì)話框話框。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-1a 首次執(zhí)行更新首次執(zhí)行更新PCB命令彈出的選擇目命令彈出的選擇目標(biāo)文件對(duì)話框標(biāo)文件對(duì)話框第

5、第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-1b Update Design（同步器參數(shù)設(shè)置（同步器參數(shù)設(shè)置)對(duì)話框?qū)υ捒蜻x擇I/O端口網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)范圍層次原理圖連接方法網(wǎng)絡(luò)名稱(chēng)加原理圖號(hào)為連接的敷銅區(qū)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)深入到方塊圖內(nèi)部更新元件封裝刪除網(wǎng)絡(luò)表上沒(méi)有的元件按原理圖中PCB布線符號(hào)生成布線規(guī)則加入原PCB中沒(méi)有的規(guī)則嚴(yán)格遵守原理圖信息項(xiàng)目中按總線生成網(wǎng)絡(luò)類(lèi)生成項(xiàng)目中所有原理圖元件類(lèi)預(yù)覽方塊電路和方塊電路和I/O端口相連端口相連常用此選擇I/O端口全局有效：端口全局有效：網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和I/O端口全局有效端口全局有效第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)I/O端口全局有效：

6、端口全局有效：在總電路圖中，方塊電路之間無(wú)導(dǎo)線直連，而是通過(guò)子原理圖電路同名端口（port）相連（通過(guò)全局端口連接多張電路，網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)局部有效，本圖的同名網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)相連）網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)和I/O端口全局有效：端口全局有效：在總電路圖中，方塊電路之間無(wú)導(dǎo)線直連，通過(guò)子原理圖電路同名端口和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)相連（通過(guò)全局端口和網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接多張電路）方塊電路和方塊電路和I/O端口相連：端口相連：方塊電路端口和其對(duì)應(yīng)的原理圖同名端口相連，演示電路所示，所有子電路間的連接關(guān)系都是從上層原理圖表示出來(lái)，每一個(gè)方塊電路的端口都和所對(duì)應(yīng)的子電路的同名的I/O端口相連。第三章講過(guò)第三章講過(guò)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面

7、印制電路板設(shè)計(jì) 各選項(xiàng)設(shè)置依據(jù)如下： (1) 選擇“I/O端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)”連接范圍。 根據(jù)原理圖結(jié)構(gòu)，單擊“Connectivity”（連接）下拉按鈕，選擇I/O端口、網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的連接方式： 對(duì)于單張電原理圖來(lái)說(shuō)，可以選擇單張電原理圖來(lái)說(shuō)，可以選擇“Sheet Symbol /Port Connections”、“Net Labels and Port Global”或或“Only Port Global”方式中的任一種。方式中的任一種。 層次電路常用 “Sheet Symbol /Port Connections”第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) （前講過(guò)，在此不講）對(duì)于含有多

8、張?jiān)韴D的層次電路結(jié)構(gòu)原理圖來(lái)說(shuō)： 如果在整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目（.prj）中，只用方塊電路I/O(Sheet entry)端口表示上、下層電路之間的連接關(guān)系，也就是說(shuō)，子電路中所有的子電路中所有的I/O端口（端口（Port)與上一層原與上一層原理圖中的方塊電路理圖中的方塊電路I/O端口端口(Sheet entry一一對(duì)應(yīng)，此外一一對(duì)應(yīng)，此外就沒(méi)有使用就沒(méi)有使用I/O端口表示同一原理圖中節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，端口表示同一原理圖中節(jié)點(diǎn)的連接關(guān)系，則將則將“Connectivity”設(shè)為設(shè)為Sheet Symbol /Port Connections。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 如果網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)

9、(Net Label)及I/O端口（Port)在整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)有效，即不同子電路中所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)不同子電路中所有網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)(Net Label 、I/O端口相同的節(jié)點(diǎn)均認(rèn)為電氣上相連，則將端口相同的節(jié)點(diǎn)均認(rèn)為電氣上相連，則將“Connectivity”設(shè)為設(shè)為Net Labels and Port Global。 如果I/O端口(Port)在整個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目?jī)?nèi)有效，而網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)只在子電路圖內(nèi)有效，即在原理圖編輯過(guò)程中，嚴(yán)格遵守同一設(shè)計(jì)項(xiàng)目中不同子電路圖之間只通過(guò)同一設(shè)計(jì)項(xiàng)目中不同子電路圖之間只通過(guò)I/O端口端口(Port)相連，不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)只相連，不通過(guò)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)連接，即網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)只表示同

10、一電路圖內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系時(shí)，則將表示同一電路圖內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間的連接關(guān)系時(shí)，則將“Connectivity”設(shè)為設(shè)為Only Port Global。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (2) “Components”（元件）選擇。 當(dāng)“Update component Footprint”選項(xiàng)處于選中狀態(tài)時(shí)，將更新PCB圖中元件封裝；當(dāng)“Delete components”選項(xiàng)處于選中狀態(tài)時(shí)，將刪除原理圖中沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接的孤立元件。 (3) 根據(jù)需要選中“Generate PCB rules according to schematic layer”選項(xiàng)及其下面的選項(xiàng)。第第5章章

11、雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 預(yù)覽更新情況預(yù)覽更新情況 單擊 “Preview Change”按鈕，觀察更新后的改變情況，如圖5-2所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-2 更新信息更新信息第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 如果原理圖中存在缺陷，則圖5-2中的錯(cuò)誤列表窗口內(nèi)將給出錯(cuò)誤原因，同時(shí)更新列表窗下將提示錯(cuò)誤總數(shù)，并增加“Warning”（警告）標(biāo)簽，如圖5-3所示。 這時(shí)必須認(rèn)真分析錯(cuò)誤列表窗口內(nèi)的提示信息，找出出錯(cuò)原因，并按下“Cancel”按鈕，放棄更新，返回原理圖編輯狀態(tài)，更正后再執(zhí)行更新操作，直到更新信息列表窗內(nèi)沒(méi)有報(bào)告出錯(cuò)

12、為止。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-3 原理圖不正確時(shí)的更新信息原理圖不正確時(shí)的更新信息第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 常見(jiàn)的出錯(cuò)信息、原因以及處理方式如下： Component not found（沒(méi)有元件發(fā)現(xiàn)），原因是原理圖中指定的元件封裝形式在封裝圖形庫(kù)文件(.lib)中沒(méi)有找到，常因?yàn)樵庋b名不正確，如：把ROP寫(xiě)成R0（零）P。 Node not found（沒(méi)有發(fā)現(xiàn)焊盤(pán)），原因可能是元件電氣圖形符號(hào)引腳編號(hào)與元件封裝圖引腳編號(hào)不一致電氣圖形符號(hào)引腳編號(hào)與元件封裝圖引腳編號(hào)不一致，如二極管在原理圖庫(kù)寫(xiě)成1、2，而在PCB封裝庫(kù)寫(xiě)成A、K。

13、 Footprint XX not found in Library（元件封裝圖形庫(kù)中沒(méi)有XX封裝形式），原因是元件封裝圖形庫(kù)文件列表中沒(méi)有對(duì)應(yīng)元件的封裝圖，可能是沒(méi)有加載元件封裝可能是沒(méi)有加載元件封裝庫(kù)或元件封裝無(wú)定義庫(kù)或元件封裝無(wú)定義。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 3. 執(zhí)行更新執(zhí)行更新 當(dāng)如圖5-2所示的“更新信息”列表窗內(nèi)沒(méi)有錯(cuò)誤提示時(shí)，即可單擊“Execute”（執(zhí)行）按鈕，更新PCB文件。 如果不檢查錯(cuò)誤，就立即單擊“Execute”按鈕，則當(dāng)原理圖存在錯(cuò)誤時(shí)，將給出如圖4-4所示的提示信息。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-4 原理圖存

14、在缺陷不能更新時(shí)的提示原理圖存在缺陷不能更新時(shí)的提示第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 執(zhí)行“Design/Update PCB”命令后(Sch環(huán)境下面），如果原理圖所在文件夾下沒(méi)有PCB文件，則將自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)新的PCB文件（文件名與原理圖文件相同），如圖5-5所示； 如果當(dāng)前文件夾下已存在一個(gè)PCB文件，將更新該P(yáng)CB文件，使原理圖內(nèi)元件電氣連接關(guān)系、封裝形式等與PCB文件一致（更新后不改變未修改部分的連線）； 如果原理圖所在文件夾下已存在兩個(gè)或兩個(gè)以上的PCB文件時(shí)，將給出如圖5-1a所示的提示信息，要求操作者選擇并確認(rèn)更新的PCB文件。 在Protel99SE中，通過(guò)“更新

15、”操作，使原理圖文件（.sch）與印制板文件（.pcb）保持一致。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 圖5-5 通過(guò)“更新”命令自動(dòng)生成的PCB文件 自動(dòng)加入元件的封裝第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 如果在圖5-2中沒(méi)有錯(cuò)誤，則更新后，原理圖文件中的元件封裝圖將呈現(xiàn)在PCB文件編輯區(qū)內(nèi)，如圖5-5所示。 可見(jiàn)，在Protel99SE中并不一定需要網(wǎng)絡(luò)表文件，但網(wǎng)絡(luò)表存在。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 4. 在禁止布線層內(nèi)設(shè)置布線區(qū)在禁止布線層內(nèi)設(shè)置布線區(qū) 根據(jù)印制板形狀及大小，在禁止布線層（Keep Out Layer）內(nèi)，用“畫(huà)線（Play

16、Lines)”、“圓弧”等工具畫(huà)出一個(gè)封閉的圖形，作為印制電路板布線區(qū)。 在設(shè)置布線區(qū)時(shí)，尺寸可以適當(dāng)大一些，以方便手工調(diào)整元件布局操作，待完成元件布局后，再根據(jù)印制板標(biāo)準(zhǔn)尺寸系列、印制板安裝位置，確定布線區(qū)的最終形狀和尺寸。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 在禁止布線層內(nèi)繪制印制電路板布線區(qū)邊框的操作過(guò)程如下： (1) 單擊印制板編輯區(qū)下邊框的“KeepOutLayer”按鈕，切換到禁止布線層。 (2) 在禁止布線層內(nèi)繪制布線區(qū)邊框時(shí)，單擊“畫(huà)線（PlayLines)”工具后，原則上即可不斷重復(fù)“單擊移動(dòng)”的操作方式畫(huà)出一個(gè)封閉多邊形框。 但由于電路邊框直線段較長(zhǎng)，為了便于觀

17、察，往往縮小了很多倍來(lái)顯示，精確定位困難，因此在禁止布線層內(nèi)繪制電路板邊框時(shí)，可采用如下步驟進(jìn)行： 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) （1）單擊“放置”工具欄中的“畫(huà)線（PlayLines)”工具。 在禁止布線層內(nèi)，在元件封裝圖附近分別畫(huà)出四條邊框直線段，如圖5-8所示。 圖圖5-8 畫(huà)出四條直線畫(huà)出四條直線第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (2)設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)，并設(shè)置各線段起終點(diǎn)坐標(biāo)，形成封閉區(qū)。 單擊“放置”工具欄內(nèi)的“設(shè)置原點(diǎn)”工具（或執(zhí)行“Edit/Origin/Set”命令），將光標(biāo)移到繪圖區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置，并單擊鼠標(biāo)左鍵，設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)。通過(guò)設(shè)置各線段屬

18、性中的起始坐標(biāo)，從而形成封閉區(qū)。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-9 修改直線選項(xiàng)屬性設(shè)置窗 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-10 修改四條直線段起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)后獲得的矩形框修改四條直線段起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)后獲得的矩形框第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.1.2 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表裝入元件封裝圖通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表裝入元件封裝圖 Protel99SE依然保留通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表文件（.net）裝入元件封裝圖的功能，操作過(guò)程如下。 1) 裝入網(wǎng)絡(luò)文件前的準(zhǔn)備工作 (1) 編輯好原理圖并生成網(wǎng)絡(luò)表文件（.net）。 (2) 執(zhí)行“File|New”命令，生成新的PC

19、B文件。 (3) 單擊生成的PCB文件，進(jìn)入PCB編輯環(huán)境。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2) 重新設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)（可以作也可不作） 單擊“放置”工具欄內(nèi)的“設(shè)置原點(diǎn)”工具（或執(zhí)行“Edit”菜單下的“OriginSet”命令），將光標(biāo)移到繪圖區(qū)內(nèi)適當(dāng)位置，并單擊鼠標(biāo)左鍵，設(shè)置繪圖區(qū)原點(diǎn)。 3) 設(shè)置布線區(qū) (1) 單擊PCB編輯區(qū)下邊框上“KeepOutLayer”按鈕，切換到禁止布線層。 (2) 利用“放置”工具欄內(nèi)的“畫(huà)線（PlayLines)”、“圓弧”繪制出一個(gè)封閉圖形，作為布線區(qū)。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-11 布線區(qū)布線區(qū)第第5

20、章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 4) 裝入網(wǎng)絡(luò)表 (1) 執(zhí)行“Design|LoadNet”命令。網(wǎng)絡(luò)宏列表網(wǎng)絡(luò)表文件名圖5-12 裝入原理圖網(wǎng)絡(luò)表文件第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)(2) 選擇網(wǎng)絡(luò)表 可用Add按鈕添加其它設(shè)計(jì)庫(kù) 網(wǎng)絡(luò)表文件名當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)添加其它數(shù)據(jù)庫(kù)圖5-13 選擇裝入網(wǎng)絡(luò)表文件窗口 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-14 裝入網(wǎng)絡(luò)表文件后的窗口裝入網(wǎng)絡(luò)表文件后的窗口網(wǎng)絡(luò)文件名刪除不在網(wǎng)絡(luò)表中的元件更新元件封裝狀態(tài)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (3) 根據(jù)情況選擇圖5-14中的“Delete compo

21、nents not in netlist ”（刪除沒(méi)有連接的元件）和“Update footprint”（更新元件封裝圖）選項(xiàng)。 (4) 檢查網(wǎng)絡(luò)表文件裝入后有無(wú)錯(cuò)誤。如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，要具體分析，并加以修正。 例如，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一元件沒(méi)有封裝圖時(shí)，可單擊“Cancel”按鈕，取消網(wǎng)絡(luò)表文件裝入過(guò)程，返回原理圖。在元件屬性窗口內(nèi)給出元件封裝圖后，再生成網(wǎng)絡(luò)表文件，然后轉(zhuǎn)到PCB編輯器重新裝入網(wǎng)絡(luò)表，直到在如圖5-14所示的網(wǎng)絡(luò)宏列表窗口內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤為止。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (5) PCB裝入網(wǎng)絡(luò)表文件，結(jié)果如圖5-15所示。可見(jiàn)裝入網(wǎng)絡(luò)表文件后，所有元件均疊放在布線區(qū)。

22、圖圖5-15 裝入網(wǎng)絡(luò)表后的結(jié)果裝入網(wǎng)絡(luò)表后的結(jié)果布線區(qū)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5) 分離重疊在一起的元件 （1）手動(dòng)分離、 （2）執(zhí)行自動(dòng)布局命令：Auto Placement|Atuo Placer，執(zhí)行后如圖517所示 菊花鏈狀方式（元件數(shù)量小于100） 統(tǒng)計(jì)式布局方式（元件數(shù)大于100，連線最短原則）。 （3）執(zhí)行推擠命令：Tools|Auto Placement|Shove命令統(tǒng)計(jì)式布局圖圖5-16 設(shè)置自動(dòng)布局設(shè)置自動(dòng)布局方式方式第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-17 執(zhí)行“自動(dòng)布局”后重疊在一起的元件已彼此分離第第5章章 雙面印制電路

23、板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)5.2 設(shè)置工作層設(shè)置工作層 執(zhí)行“Design|Update PCB”命令（或執(zhí)行“File” 菜單下的“New”命令）生成的PCB文件，僅自動(dòng)打開(kāi)了Top（元件面）、Bottom（焊錫面）、Keep Out（禁止布線層）、Mech1（機(jī)械層1）及Multi（多層重疊）。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 如果電路系統(tǒng)中元件較多，需要使用雙面電路板，操作過(guò)程如下： 執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出的“Document Options”(文檔選項(xiàng))窗內(nèi)，單擊“Layers”標(biāo)簽，在如圖5-2-1所示的窗口選擇工作層。 由于是雙

24、面板，只需選擇信號(hào)層中的“Top”（頂層，即元件面）、“Bottom” （底層，即焊錫面），關(guān)閉中間信號(hào)層。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)信號(hào)層內(nèi)電源/接地層機(jī)械層阻焊層錫膏防護(hù)層絲印層禁止布線層多層鉆孔層系統(tǒng)層DRC錯(cuò)誤顯示飛線顯示焊盤(pán)孔顯示過(guò)孔顯示圖圖5-2-1 選擇選擇 PCB編輯器的工作層編輯器的工作層第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 在元件面上設(shè)置絲印層,因此，在“Silkscreen”選項(xiàng)框內(nèi)，只選擇“Top”。 假設(shè)所有元件均采用傳統(tǒng)穿通式安置方式，沒(méi)有使用貼片式元件，因此也就不用“Paste Mask”（焊錫膏）層。 打開(kāi)阻焊層選項(xiàng)框的“Bot

25、tom”（底層）和“Top”（頂層），即兩面都要上阻焊漆。 在“Other”選項(xiàng)框內(nèi)，選中“Connections”（元件連接關(guān)系）復(fù)選項(xiàng)，顯示“飛線飛線”，因?yàn)樵谑止ふ{(diào)整布局時(shí)，通過(guò)“飛線”即可直觀地判斷是否需要旋轉(zhuǎn)元件方向。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 選擇“DRC Error”（設(shè)計(jì)規(guī)則檢查）復(fù)選項(xiàng)。 選擇可視柵格大?。ㄒ话阍O(shè)為20 mil） 單擊圖5-2-1中的“Options”標(biāo)簽，選擇可視柵格形狀（線條）以及格點(diǎn)捕捉距離（一般設(shè)為10或8 mil）等第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)5.3 元件布局操作元件布局操作 5.3.1 元件布局過(guò)程及要求元

26、件布局過(guò)程及要求 1. 布局過(guò)程布局過(guò)程 手工布局與自動(dòng)布局相結(jié)合。 手工方式放置好核心元件、輸入手工方式放置好核心元件、輸入/輸出信號(hào)處理芯片、對(duì)輸出信號(hào)處理芯片、對(duì)干擾敏感元件以及發(fā)熱量大的功率元件干擾敏感元件以及發(fā)熱量大的功率元件，自動(dòng)布局手工調(diào)整。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 元件布局原則元件布局原則 (1) 數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路，分開(kāi)布置分開(kāi)布置，耦合最小。 (2) 元件離印制板邊框大于元件離印制板邊框大于2 mm，最好保留，最好保留510 mm。 (3) 元件水平和垂直兩個(gè)方向排列，否則不利于插件元件水平和垂直兩

27、個(gè)方向排列，否則不利于插件。 (4)采用自動(dòng)插件和波峰焊接，元件間最小距離取50100 mil（即1.272.54 mm）； 采用采用手工插件或手工焊接手工插件或手工焊接時(shí)，元件間距要大一些，時(shí)，元件間距要大一些，如如取取100 mil或以上或以上。 大尺寸元件，如集成電路芯片，元件間距一般為集成電路芯片，元件間距一般為100150 mil。高密度印制板，適當(dāng)減小間距。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (5) 熱敏元件要盡量遠(yuǎn)離大功率元件。 (6) 重量較大元件，盡量靠近印制電路板支撐點(diǎn)。 (7) 對(duì)需要調(diào)節(jié)元件需要調(diào)節(jié)元件，方便調(diào)節(jié)為原則方便調(diào)節(jié)為原則。 (8) IC去耦電容

28、要靠近芯片電源和地線引腳去耦電容要靠近芯片電源和地線引腳。 (9) 時(shí)鐘電路應(yīng)盡靠近時(shí)鐘電路應(yīng)盡靠近CPU時(shí)鐘引腳時(shí)鐘引腳。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.3.2 手工預(yù)布局手工預(yù)布局 為自動(dòng)布局做準(zhǔn)備。 手工移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)元件等操作。 不進(jìn)行以X軸或Y軸的對(duì)稱(chēng)操作，如圖5-18所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-18 集成電路芯片對(duì)稱(chēng)操作后的結(jié)果集成電路芯片對(duì)稱(chēng)操作后的結(jié)果注意：一般不進(jìn)行對(duì)稱(chēng)操作，只進(jìn)行旋轉(zhuǎn)（利用注意：一般不進(jìn)行對(duì)稱(chēng)操作，只進(jìn)行旋轉(zhuǎn)（利用space鍵）操作。鍵）操作。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 1. 粗調(diào)

29、元件位置粗調(diào)元件位置 優(yōu)先安排核心元件及重要元件（U1、U2）的放置位置。核心元件、各重要元件及特殊要求元件的初步定位如圖5-22所示，如圖5-23所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-19 以元件作為瀏覽對(duì)象以元件作為瀏覽對(duì)象元件列表當(dāng)前元件焊盤(pán)放大鏡放大比例放大區(qū)細(xì)節(jié)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-22 初步確定核心元件放置位置后的PCB第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-23 初步確定了放置位置有特殊要求的元件初步確定了放置位置有特殊要求的元件第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 進(jìn)一步細(xì)調(diào)放置位置有特殊

30、要求的元件進(jìn)一步細(xì)調(diào)放置位置有特殊要求的元件 使飛線交叉盡可能少。使飛線交叉盡可能少。 3. 固定對(duì)放置位置有特殊要求的元件固定對(duì)放置位置有特殊要求的元件 元件屬性，選中“Locked”選項(xiàng)，鎖定元件位置。如圖524所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-24 鎖定元件在PCB編輯區(qū)內(nèi)的位置鎖定元件位置第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.3.4 設(shè)置自動(dòng)布局參數(shù)設(shè)置自動(dòng)布局參數(shù) 在自動(dòng)布局操作前，必須先設(shè)置自動(dòng)布局參數(shù)， 1. 設(shè)置元件自動(dòng)布局間距設(shè)置元件自動(dòng)布局間距 在PCB編輯狀態(tài)下，單擊“Design|Rules”（規(guī)則）命令；單擊“Placemen

31、t”（放置規(guī)則）標(biāo)簽，如圖5-28所示的窗口內(nèi)。 選擇元件間距設(shè)置，而后單擊“Add”按鈕增加規(guī)則。 如圖529所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-28 設(shè)置元件放置間距閾值設(shè)置元件放置間距閾值忽略的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置元件放置方向設(shè)置設(shè)置放元件層面元件間距設(shè)置定義元件屋添加規(guī)則列表區(qū)屬性刪除第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)規(guī)則名稱(chēng)檢測(cè)方式間距圖圖5-29 設(shè)置元件安全間距及作用范圍設(shè)置元件安全間距及作用范圍第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 設(shè)置元件放置方向設(shè)置元件放置方向 單擊 Component Orientations Rule（元件放

32、置方向），在如圖5-30所示的窗口內(nèi)，重新設(shè)定、修改元件放置方向。 單擊“Add”按鈕，在如圖5-31所示的窗口中，即可增加新的放置規(guī)則。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)元件放置方向規(guī)則列表圖圖5-30 元件放置方向規(guī)則列表元件放置方向規(guī)則列表第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-31 設(shè)置元件放置方向設(shè)置元件放置方向允許放置角度第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 3. 設(shè)置元件放置面設(shè)置元件放置面 在雙面板、多面板中，元件一般放置在元件面(TopLayer)上，無(wú)須特定指定。 但在單面板中，表面封裝器件SMD只能放在焊錫面內(nèi)，因此需要指定元件

33、放在元件面上還是焊錫面上。 單擊 “Permitted Layers Rule”（元件放置面），在如圖5-32所示窗口內(nèi)，重新設(shè)定、修改元件放置面。單擊“Add”按鈕添加規(guī)則。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-32 元件放置面信息元件放置面信息元件允許放置面規(guī)則第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-33 設(shè)置元件放置面設(shè)置元件放置面第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 4. 設(shè)置忽略的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置忽略的網(wǎng)絡(luò) 自動(dòng)布局時(shí)，可以忽略指定網(wǎng)絡(luò)，提高自動(dòng)布局質(zhì)量和速度。 單擊 “Net to Ignore”（忽略的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置），在如圖5-33a所示窗口內(nèi)

34、，設(shè)定忽略的網(wǎng)絡(luò)。單擊“Add”添加規(guī)則。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-33a 忽略的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.3.5 自動(dòng)布局自動(dòng)布局 確定并固定了關(guān)鍵元件位置后，即可進(jìn)行“自動(dòng)布局”， 執(zhí)行“Tools|Auto Place”（自動(dòng)放置）。 選擇自動(dòng)布局方式和自動(dòng)布局選項(xiàng)。 在“Preferences”選項(xiàng)框內(nèi)，選擇“Statistical Place”（統(tǒng)計(jì)學(xué)）放置方式時(shí)，以連線距離最短作為布局效果好壞的判斷標(biāo)準(zhǔn)。耗時(shí)長(zhǎng)，需要等待。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-34 選擇自動(dòng)布局方式選擇自動(dòng)布局方式第

35、第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) “Cluster Place”菊花鏈，放置方式，自動(dòng)布局選項(xiàng)如圖5-35所示，只將組內(nèi)元件放在一起，布局速度較快，適用于元件數(shù)目小于100的電路板。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-35 菊花鏈狀放置方式選項(xiàng)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (3) 選擇元件放置方式和有關(guān)自動(dòng)布局選項(xiàng)后，單擊“OK”按鈕，即可啟動(dòng)元件自動(dòng)布局過(guò)程。如圖5-36所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-36 元件自動(dòng)布局狀態(tài)元件自動(dòng)布局狀態(tài)第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (4) 元件自動(dòng)布局

36、操作結(jié)束后，將自動(dòng)更新PCB元件窗口內(nèi)元件位置，如圖5-37所示。 如布線區(qū)太小，個(gè)別元件放在禁止布線區(qū)外，如圖5-38所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-37 采用采用“菊花鏈狀菊花鏈狀”放置方式的自動(dòng)布局結(jié)果放置方式的自動(dòng)布局結(jié)果第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-38 布線區(qū)太小而無(wú)法容納元件封裝圖 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.3.6 手工調(diào)整元件布局手工調(diào)整元件布局 1. 粗調(diào)元件位置粗調(diào)元件位置 經(jīng)過(guò)預(yù)布局、自動(dòng)布局操作后，元件在印制板上相對(duì)位置大致確定，尚需要手工進(jìn)一步調(diào)整元件位置。 解除鎖定元件鎖定狀態(tài)，手動(dòng)調(diào)

37、整，結(jié)果如圖5-39所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-39 初步布局結(jié)果初步布局結(jié)果第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 元件位置精確調(diào)整元件位置精確調(diào)整 (1) 執(zhí)行“View |ConnectionsShow All”命令，顯示所有飛線，如圖5-40所示。 旋轉(zhuǎn)、對(duì)齊操作方法與旋轉(zhuǎn)、對(duì)齊操作方法與SCH編輯器相同編輯器相同，這里不再詳細(xì)介紹。 對(duì)齊操作：執(zhí)行“ToolsInteractive PlacementAlign”命令，在如圖5-41。應(yīng)先選中要對(duì)齊元件。 交叉的飛線數(shù)目要少。交叉的飛線數(shù)目要少。圖5-42所示的調(diào)整結(jié)果。第第5章章

38、雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-40 顯示所有飛線顯示所有飛線有交叉第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-41 排列元件設(shè)置窗水平方向垂直方向排列均勻分布靠右水平靠中靠左靠下垂直靠中靠上無(wú)變化無(wú)變化第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-42 調(diào)整結(jié)果調(diào)整結(jié)果第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (2) 元件引腳焊盤(pán)對(duì)準(zhǔn)格點(diǎn)。 連線與焊盤(pán)之間的夾角為135或180，連線與元件引腳焊盤(pán)連接處電阻最小。 操作方法：執(zhí)行“Tools”菜單下的菜單下的“Interactive PlacementMove To Grid”（移到柵格點(diǎn)）命令（移到柵

39、格點(diǎn)）命令，即可將所有元件引腳焊盤(pán)移到柵格點(diǎn)上。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (3) 選擇電路板外形尺寸。 導(dǎo)電圖形與印制板邊緣距離必須大于導(dǎo)電圖形與印制板邊緣距離必須大于1.25 mm（約（約50 mil）， 采用導(dǎo)軌固定的印制電路板上的導(dǎo)電圖形與導(dǎo)軌邊緣采用導(dǎo)軌固定的印制電路板上的導(dǎo)電圖形與導(dǎo)軌邊緣的距離要大于的距離要大于2.5 mm（約（約100 mil），如圖5-45所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-45 印制電路板外邊框與布線區(qū)之間的最小距離第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (4) 根據(jù)印制板最終尺寸，利用“線(line

40、)”、“圓弧”等工具在機(jī)械層1內(nèi)分別繪制出印制電路板外邊框和對(duì)準(zhǔn)孔，如圖5-46所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-46 在機(jī)械層在機(jī)械層4內(nèi)畫(huà)出了印制板邊框（雙線）和對(duì)準(zhǔn)孔內(nèi)畫(huà)出了印制板邊框（雙線）和對(duì)準(zhǔn)孔第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)5.4 布線及布線規(guī)則布線及布線規(guī)則 1. 布線規(guī)律布線規(guī)律 在布線過(guò)程中，必須遵循如下規(guī)律： (1) 印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折點(diǎn)內(nèi)角不能小于印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折點(diǎn)內(nèi)角不能小于90 ，一般選擇，一般選擇135 或圓角或圓角； 導(dǎo)線與焊盤(pán)、過(guò)孔的連接處要圓滑，避免出現(xiàn)小避免出現(xiàn)小尖角尖角。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)

41、 (2) 導(dǎo)線與焊盤(pán)、過(guò)孔必須以導(dǎo)線與焊盤(pán)、過(guò)孔必須以45 或或90 相連相連。 (3) 在雙面、多面印制板中，上下兩層信號(hào)線的走上下兩層信號(hào)線的走線方向要相互垂直或斜交叉線方向要相互垂直或斜交叉，盡量避免平行走線盡量避免平行走線； 對(duì)于數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，模擬信號(hào)走線和對(duì)于數(shù)字、模擬混合系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，模擬信號(hào)走線和數(shù)字信號(hào)走線應(yīng)分別位于不同面內(nèi)，且走線方向垂直，數(shù)字信號(hào)走線應(yīng)分別位于不同面內(nèi)，且走線方向垂直，以減少相互間的信號(hào)耦合以減少相互間的信號(hào)耦合。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (4) 數(shù)據(jù)總線間，可以加信號(hào)地線，實(shí)現(xiàn)隔離； 小信號(hào)線和模擬信號(hào)線應(yīng)靠近地線，遠(yuǎn)離大電流

42、小信號(hào)線和模擬信號(hào)線應(yīng)靠近地線，遠(yuǎn)離大電流和電源線和電源線； 布線時(shí)認(rèn)真處理數(shù)據(jù)總線的走線，必要時(shí)加電磁屏蔽罩或屏蔽板。 (5) 連線盡可能短連線盡可能短，尤其是電子管與場(chǎng)效應(yīng)管柵極、晶體管基極以及高頻回路。（柵極、基極干擾：可放大） 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (6) 高壓或大功率元件與低壓小功率元件分開(kāi)布線高壓或大功率元件與低壓小功率元件分開(kāi)布線，即彼此電源線、地線分開(kāi)走線，以避免干擾小功率元件。 (7) 數(shù)字電路、模擬電路以及大電流電路的電源線、地?cái)?shù)字電路、模擬電路以及大電流電路的電源線、地線必須分開(kāi)走線線必須分開(kāi)走線，最后最后單點(diǎn)接地單點(diǎn)接地(電源電源) 。 (8

43、) 高頻電路嚴(yán)格限制平行走線的最大長(zhǎng)度。 (9) 雙面電路板，沒(méi)有地線層屏蔽，避免在時(shí)鐘電路下方走線。 可在自動(dòng)布線前，在焊錫面內(nèi)放置一個(gè)矩形填充矩形填充區(qū)區(qū)，然后將填充區(qū)接地?；蛟O(shè)keepoutlayer區(qū)。 (10) 選擇合理的連線方式。圖5-47給出了合理及不合理的連線方式。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-47 連線舉例連線舉例第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 布線過(guò)程布線過(guò)程 布線過(guò)程包括設(shè)置布線過(guò)程包括設(shè)置自動(dòng)布線參數(shù)自動(dòng)布線參數(shù)、自動(dòng)布線前的預(yù)處自動(dòng)布線前的預(yù)處理理、自動(dòng)布線自動(dòng)布線、手工修改手工修改四個(gè)環(huán)節(jié)。 自動(dòng)布線前的預(yù)處理是指

44、利用布線規(guī)則，用手工或自動(dòng)布線功能，優(yōu)先放置有特殊要求的連線， 如易受干擾的印制導(dǎo)線、承受大電流的電源線和地線等； 在時(shí)鐘電路下方放置填充區(qū)，避免自動(dòng)布線時(shí)，其他信號(hào)線經(jīng)過(guò)時(shí)鐘電路的下方。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5.4.1 設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則設(shè)置自動(dòng)布線規(guī)則 自動(dòng)布線操作前，必須執(zhí)行“Design|Rules”命令命令，檢查并修改有關(guān)布線規(guī)則檢查并修改有關(guān)布線規(guī)則， 但缺省設(shè)置難滿足各式各樣印制電路板的布線要求。 Design Rules（設(shè)計(jì)規(guī)則）設(shè)置窗包含：（設(shè)計(jì)規(guī)則）設(shè)置窗包含： “Routing”（布線參數(shù)）、“Manufacturing”（制造規(guī)則）、“Hig

45、h Speed”（高速驅(qū)動(dòng)，主要用于高頻電路設(shè)計(jì)）、“Placement”（放置）、“Signal Integrity”（信號(hào)完整性分析）及“Other”（其他約束）標(biāo)簽，如圖5-48所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-48 “Routing”（布線參數(shù)）設(shè)置標(biāo)簽 間距設(shè)置適用范圍第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 1. 設(shè)置布線參數(shù)設(shè)置布線參數(shù) 1) 布線與焊盤(pán)（包括過(guò)孔）之間的最小距離布線與焊盤(pán)（包括過(guò)孔）之間的最小距離 執(zhí)行“Design|Rules”命令，選“Routing”（布線參數(shù)）標(biāo)簽； 在如圖5-48 ， “Clearance Constr

46、aint”（安全間距閾值）規(guī)則，設(shè)定最小間距。 單擊“Add”按鈕，可以添加規(guī)則，出現(xiàn)圖圖5-49 安全間距設(shè)置窗；單擊安全間距設(shè)置窗；單擊“Properties”按鈕，可以修改按鈕，可以修改設(shè)定的規(guī)則。設(shè)定的規(guī)則。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-49 安全間距設(shè)置窗安全間距設(shè)置窗所適用的網(wǎng)絡(luò)規(guī)則名稱(chēng)最小安全間距適用范圍第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2) 選擇印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式 “Routing Corners”（布線拐角），即可重新設(shè)定印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)角模式，如下圖5-50所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 從圖5-50中可以看出：系統(tǒng)

47、默認(rèn)的轉(zhuǎn)角模式為45（外角為45，內(nèi)角就是135），轉(zhuǎn)角過(guò)渡斜線垂直距離為100 mil（即2.54 mm），適用范圍是整個(gè)電路板內(nèi)的所有導(dǎo)線。 單擊圖5-50中的“Properties”（特性）按鈕，在如圖5-51所示的窗口內(nèi)即可重新設(shè)置轉(zhuǎn)角模式及轉(zhuǎn)角過(guò)渡斜線的垂直距離。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)最小值轉(zhuǎn)角類(lèi)型過(guò)渡斜線垂直距離規(guī)則名稱(chēng)最大值適用范圍圖圖5-51 轉(zhuǎn)角模式設(shè)置窗轉(zhuǎn)角模式設(shè)置窗第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 3) 選擇布線層及走線方向 “Routing Layers”（布線層），即可彈出如圖5-52所示的布線層選擇窗口。所有布線層圖5-52

48、 布線層第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 單擊“Properties”按鈕，在如圖5-53所示的窗口內(nèi)，選擇布線層和層內(nèi)印制導(dǎo)線的走線方向。 缺省狀態(tài)下，僅允許在頂層（Top Layer）和底層（Bottom Layer）布線，而中間層處于關(guān)閉狀態(tài)（Not Used）。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-53 布線層及走線方向設(shè)置窗布線層及走線方向設(shè)置窗元件面第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 4) 過(guò)孔類(lèi)型及尺寸 “Routing Via Style”（過(guò)孔類(lèi)型），即可彈出如圖5-54所示的過(guò)孔當(dāng)前狀態(tài)窗口。 單擊圖中的“Propertie

49、s”按鈕，在如圖5-55所示的窗口內(nèi)，即可重新選擇過(guò)孔類(lèi)型及尺寸。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)高度最小值高度最大值寬度最小值寬度最小值寬度最小值高度首選值圖圖5-54 過(guò)孔狀態(tài)窗口過(guò)孔狀態(tài)窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-55 過(guò)孔設(shè)置窗口過(guò)孔設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5) 設(shè)置布線寬度 自動(dòng)布線前，指定整體布線寬度及特殊網(wǎng)絡(luò)。 如電源、地線網(wǎng)絡(luò)的布線寬度。 設(shè)置布線寬度的操作過(guò)程如下： (1) 設(shè)置沒(méi)有特殊要求的印制導(dǎo)線寬度。 “Width Constraint ”（布線寬度限制），可彈出如圖5-56所示的布線寬

50、度狀態(tài)窗口。 單擊“Properties”按鈕，如圖5-57所示的窗口內(nèi)，重新設(shè)置布線寬度。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-56 布線寬度狀態(tài)窗口布線寬度狀態(tài)窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-57 布線寬度設(shè)置窗口布線寬度設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) (2) 設(shè)置電源、地線等電流負(fù)荷較大網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)線寬度。 自動(dòng)布線前，最好預(yù)先設(shè)定。 單擊 “Add”按鈕，添加規(guī)則，設(shè)置某網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)線寬度。如圖5-58所示。 單擊“OK” 后，如圖5-59所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-58 地線寬度設(shè)置窗口 第

51、第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-59 增加了地線寬度后的線寬信息第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 6) 選擇布線模式（布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)） 所謂布線模式布線模式，就是設(shè)置焊盤(pán)之間的連線方式設(shè)置焊盤(pán)之間的連線方式。 對(duì)于整個(gè)電路板，一般選擇最短布線模式一般選擇最短布線模式， 對(duì)于電源網(wǎng)絡(luò)（VCC）、地線（GND）網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，根據(jù)需要選擇最短模式、星型模式或菊花鏈狀模式。 例如，要求單點(diǎn)接地的電路系統(tǒng)，則電源網(wǎng)絡(luò)、地線網(wǎng)絡(luò)可采用放射星型（Starburst）布線模式。 “Routing Topology ”（布線拓?fù)淠Ｊ剑?，如圖5-60所示的布線模式狀態(tài)窗口第第5章章

52、雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-60 布線模式狀態(tài)窗口布線模式狀態(tài)窗口連線最短第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 圖5-61 布線模式設(shè)置窗口 拓?fù)漕?lèi)型規(guī)則屬性放射星形由中向外的菊花連線 單擊 “Properties”按鈕，如圖5-61，可重新選擇布線模式。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 7) 確定網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)布線優(yōu)先權(quán) 電路系統(tǒng)中，某些網(wǎng)絡(luò)的布線有特殊要求，可優(yōu)先布線。 如輸入/輸出信號(hào)線盡可能短，電源線、地線也盡可能短。 Protel99SE提供了0100級(jí)布線優(yōu)先權(quán)（0最低，100最高）設(shè)置，即可以定義100個(gè)網(wǎng)絡(luò)的布線順序。 “Routing

53、Priority ”（布線優(yōu)先權(quán)），如圖5-62所示。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-62 布線優(yōu)先權(quán)狀態(tài)窗口布線優(yōu)先權(quán)狀態(tài)窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 單擊圖中的“Properties”按鈕，在如圖5-63所示的窗口內(nèi)，即可重新選擇布線優(yōu)先權(quán)。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63 布線優(yōu)先權(quán)設(shè)置窗口 單擊 “Properties”按鈕，圖5-63，可重新選擇布線優(yōu)先權(quán)。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 8) 表面封裝元件(SMD)引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角間距約束 “SMD To Corner Constraint”選

54、項(xiàng)，設(shè)置表面封裝器件引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角之間的距離。 SMD要求從引腳引出一段導(dǎo)線再拐彎，以免造成和相鄰焊盤(pán)太近，易短路，一般設(shè)置為20mil以上。 圖5-63a為表面封裝元件引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角間距約束狀態(tài)窗口。 圖5-63b為表面封裝元件引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角間距約束設(shè)置窗口。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63a 表面封裝元件引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角間距約束狀態(tài)窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63b 表面封裝元件引腳焊盤(pán)與轉(zhuǎn)角間距約束設(shè)置窗口。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 9) 表面封裝元件(SMD)頸下約束 該規(guī)則用于設(shè)置布線時(shí)，導(dǎo)線寬度和SMD

55、焊盤(pán)寬度之比的最大值。 圖5-63c為表面封裝元件(SMD)頸下約束狀態(tài)窗口。 圖5-63d為表面封裝元件(SMD)頸下約束設(shè)置窗口。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63c 表面封裝元件(SMD)頸下約束狀態(tài)窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63d 表面封裝元件(SMD)頸下約束設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 10) 表面封裝元件(SMD)到內(nèi)層電源的約束（多層板） 設(shè)置SMD焊盤(pán)與電源平面的焊盤(pán)或過(guò)孔之間的最小距離。 圖5-63e為表面封裝元件(SMD)到內(nèi)層電源的約束狀態(tài)窗口。 圖5-63f為表面封裝元件(SMD)到

56、內(nèi)層電源的約束設(shè)置窗口。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63e 表面封裝元件(SMD)到內(nèi)層電源的約束狀態(tài)窗口。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖5-63f 表面封裝元件(SMD)到內(nèi)層電源的約束設(shè)置窗口。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 設(shè)置的布線規(guī)則越嚴(yán)格，限制條件越多，自動(dòng)布線時(shí)間就越長(zhǎng)，布通率就越低。 根據(jù)需要還可以進(jìn)入制造規(guī)則、高頻設(shè)計(jì)規(guī)則、放置和其他標(biāo)簽，設(shè)置有關(guān)布線參數(shù)，下面再簡(jiǎn)要介紹其中一些較重要的布線規(guī)則含義及設(shè)置依據(jù)。第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2. 制造規(guī)則設(shè)置制造規(guī)則設(shè)置 執(zhí)行“Design

57、|Rules”命令，選“Manufacturing”（制造規(guī)則）標(biāo)簽。 這些規(guī)則包括布線夾角、焊盤(pán)銅環(huán)最小寬度、焊錫規(guī)則包括布線夾角、焊盤(pán)銅環(huán)最小寬度、焊錫膏層擴(kuò)展、敷銅層與焊盤(pán)連接方式、內(nèi)電源膏層擴(kuò)展、敷銅層與焊盤(pán)連接方式、內(nèi)電源/接地層安全接地層安全間距、內(nèi)電源間距、內(nèi)電源/接地層連接方式、阻焊層擴(kuò)展等接地層連接方式、阻焊層擴(kuò)展等，如圖5-64所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)布線拐角閾值阻焊層延伸量敷銅與焊盤(pán)連接方式匹配層面對(duì)孔徑閾值錫膏層延伸度過(guò)孔焊盤(pán)的環(huán)徑的最小值過(guò)孔/焊盤(pán)孔與電源層距離測(cè)試點(diǎn)形式過(guò)孔/焊盤(pán)與電源層測(cè)連接方式測(cè)試點(diǎn)使用圖圖5-64 制造規(guī)則設(shè)置窗

58、口制造規(guī)則設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 1) 布線拐角閾值（Acute Angle Constraint） 該規(guī)則設(shè)置布線拐角的最小值，拐角太小易造成過(guò)度刻蝕銅層問(wèn)題。圖5-64a為布線拐角閾值設(shè)置窗口。 圖5-64a 布線拐角閾值設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 2) 孔徑閾值（Hole Size Constraint） 該規(guī)則設(shè)置過(guò)孔、焊盤(pán)孔的最大值和最小值。圖5-64b為孔徑閾值設(shè)置窗口。 圖5-64b 孔徑閾值設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 3) 匹配層面對(duì)（Layers Pairs） 該規(guī)則用于檢測(cè)各層面對(duì)

59、是否與鉆孔層面對(duì)相匹配，電路板上的每個(gè)過(guò)孔的開(kāi)始層面和終止層面為一當(dāng)前層面對(duì)。圖5-64c為匹配層面對(duì)設(shè)置窗口。 圖5-64c匹配層面對(duì)設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 4) 環(huán)徑閾值（Minimum Annular Ring） 該規(guī)則用于設(shè)置過(guò)孔和焊盤(pán)的焊盤(pán)半徑與孔半徑之差的最小值。圖5-64d為環(huán)徑閾值設(shè)置窗口。 圖5-64d 環(huán)徑閾值設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 5) 錫膏延伸度（Paste Mask Expansion） 在錫膏防護(hù)層上焊盤(pán)位置的錫膏形狀，就是焊盤(pán)的形狀，該規(guī)則用于設(shè)置SMD元件的焊盤(pán)外徑與錫膏層焊盤(pán)的孔的差值。圖5-

60、64f為錫膏延伸度設(shè)置窗口。 圖5-64f 錫膏延伸度設(shè)置窗口第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 6) 敷銅與焊盤(pán)的連接方式（Polygon Connect Style “Polygon Connect Style”（敷銅層連接方式），如圖5-65所示。 第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 單擊 “Properties”按鈕，圖5-66，重新選擇敷銅層與焊盤(pán)的連接方式。連線方向第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì)圖圖5-67 敷銅層與焊盤(pán)連接方式比較敷銅層與焊盤(pán)連接方式比較輻射連接與直接連接的區(qū)別第第5章章 雙面印制電路板設(shè)計(jì)雙面印制電路板設(shè)計(jì) 7)過(guò)孔