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第6章双面印制电路板设计举例熊建军2006.6E-mail：rd27@hotmail.com电话：139071710656.0印制板设计操作流程１．环境设置P226(6.1~6.2)２．放置元件（预布局）P246(6.3)３．自动布线P266(6.4~6.4.3)４．修改、检查打印P286(6.4.4~6.6)P2246.1原理图到印制板P226原理图是印制板设计的前提和基础.原理图转化成印制板电气连接关系的两种方法:⑴SCH中，执行命令:【UpdatePCB】⑵SCH中：【DesignCreateNetlist】再将网络表文件.Net装入PCB文件中．1.启动PCBWizardP2261.【FileNewWizard】:双击PrintedCircuitBoardWizard.2.选择印制版类型：共１０种：＊用户自定义；＊欧规VMEBus适配卡＊IBMAT适配卡＊IBMXT适配卡＊IBMPC-104适配卡＊PCI适配卡＊IBMPCMCIA适配卡＊IBMPS/2适配卡＊StandardBusFormat＊SUNSBF3.选择印制版尺寸参数用户定制:CustomMadeBoardRectangular:(Width,Height)（异形也可）BoundaryLayer:布线区边框，缺省在KeepOutLayer,无须改变．DimensionLayer:外边框，缺省在机械４，也不用改．KeepOutDistanceFromBoard:取100mil．CornerCutoff缺角;InnerCutoff内部挖空;等祥见P230.布线边框层切割边框层角内陷内部挖空4.确定印制版信号层P231单面板：可选择不带金属化过孔的两信号层印制版．布线时禁止在元件面内走线双面板：一般选择具有金属化过孔的双面板以提高布通率．多面板：用以复杂数字电路．可采用２～８个信号层及２～４个电源地线层．5.选择过孔类型P231双面板中,只选择穿通形式过孔.即选择：ThruholeViasonly.即使四层以上板，也避免选择盲孔或掩埋孔．（工艺复杂）6.选择多数元件封装方式如果穿通式元件占多数,就选择穿通式.同时指定两引脚之间(100mil)布线条数．(最多布两条线)．如果贴片式元件占多数,就选贴片式.贴片式则要选择是否双面放置元件．7.设置布线规则P2337.布线规则:导线最小宽度MinimumTrackSize过孔最小外径MinimumViaWidth孔径最小值MinimumViaHoleSize最小线间距MinimumClearance8.设置完后,即可保存摸板.生成印制版后,即可通过“更新”或装入网络表形式将原理图元件封装及连接关系传到印制版文件中.6.1.2通过“更新”方式实现原理图文件与印制板文件之间的信息交换⑴SCH下执行【UpdatePCB】P234①选择I/O端口，网络标号范围：单张电路图，可选下面三种任一：SheetSymbol/PortConnectionsNetLabelsandPortGlobalOnlyPortGlobal多张层次电路：存在网络标号和I/O端口的选择，主要视作用范围而定．②元件(Components)选择：更新PCB中的封装．③GeneratePCBrulesaccordingtoschematiclayer根据需要选择．⑵预览更新情况P235单击【PreviewChange】:观察更新后发生的改变．如有错误:修改原理图，直到无错为止．常见出错信息：Componentnotfound:(装入PCB元件库.)Nodenotfound:找不到焊盘，元件不对.修改元件并更新原理图．直到没有错误（装入PCB为止）．6.1.3在禁止布线层内绘制布线区对没有布线区边框的PCB文件，可以在执行【UpdatePCB】命令前或后，用画线工具在禁止布线层(KeepOutLayer)内，画出一个封闭的图形，作为印制版布线区．操作过程见P239~P241.6.1.4通过网络表装入元件封装图P2416.2设置工作层P246以双面板为例:【DesignOptions】单击Layers标签信号层应选：Top元件面;Bottom焊接面;关闭中间信号层．丝印层：Top可选只在元件面上丝印(Silkscreen)．焊锡膏层：贴片元件才用PasteMask．阻焊层：Top和Bottom都要选．飞线：要选．（看元件之间接线关系）设计规则检查：要选．（＜安全距离导线会变色）机械１：放置标注尺寸或说明性文字．机械４：放置边框和对准孔．6.3元件布局操作P2461.布局过程布局很重要.一般:核心元件先手工布置好输入/输出芯片(固定)干扰敏感元件发热元件然后再用“自动布局”命令放置其余元件．2.元件布局原则P247⑴数字电路,模拟电路,大电流电路必须分开布局.输入/输出靠近边框.⑵元件离印制版机械边框应＞2mm.⑶元件只能≡或⊥放置，发热元件放在上面⑷元件间距：中密为50~100mil.发热元件间距应大．电位差大元件间距大⑸热敏元件应远离发热元件．⑹重元件应靠近支撑点(对准孔附近)．⑺可调元件应放在边上,方便调节．2.元件布局原则P247⑻IC去耦电容应靠近芯片的电源和地线引脚．（CPU,RAM,ROMetc)0.1uf电容可滤除10MHZ以下的高频干扰信号．每10块中小功率的IC要加一块10uf的储能电容．⑼时钟电路元件尽量靠近CPU时钟引脚.6.3.2手工预布局P248按元件布局一般规则:用手工方式安排并固定(核心元件、输入/输出元件、大功率元件、热敏元件、数字IC去耦电容、时钟电路元件等的位置)．允许飞线时，可判断元件调整结果．飞线交叉越少，则布线越短．1.粗调元件位置P249操作过程:⑴隐藏所有飞线.【ViewConnections\Hidenall】⑵游览元件．【BrowseComponents】⑶优先安排核心及重要元件．⑷放置特殊要求元件．⑸显示所有飞线．【ViewConnections\Showall】2.进一步细调特殊元件借助飞线,对元件进一步细调.使飞线交叉最少.3.固定对放置位置有特殊要求的元件确定核心元件,重要元件及特殊元件位置后,可逐一双击这些元件,在元件属性窗口内,选中【Locked】.以固定元件在PCB编辑区的位置．元件多时,可用Global选项完成锁定．P2536.3.3元件分类P253【DesignClasses】元件分类的目的是为了对不同类的元件组实行不同的规则设置．如：高压元件组的安全距离可大些．发热元件组的间距可大些．etc.1.设置元件自动布局间距【DesignRulesPlacement】:可观察到元件间距设置信息．Add:可增加新的放置规则．P2542.设置元件放置方向【DesignRules】:RulesClasses\ComponentOrientationsRule重新设定、修改元件的位置方向．Add:可增加新的放置规则．3.设置元件放置面P256RulesClasses:ComponentLayersRule:Add:在RuleAttributes中选定所需项．及那层放置元件？6.3.5自动布局P257确定并固定了关键元件后,即可进行自动布局⑴【ToolsAutoPlace】:⑵选择自动布局方式和自动布局选项．P257StatisticalPlace:连线距离最短．GroupComponents:关系密切元件组RotateComponents:元件旋转．PowerNets:输入电源网络标号．如Vcc.GroundNets:输入地线网络标号名．自动布局(2)P257ClusterPlace:菊花链状放置，以元件组为放置依据，因此速度较快．不论以何种方式放置，最终还要手工调整元件布局以适应电磁兼容要求．统计方法放置菊花链放置快速元件放置自动布局(3)P258⑶选择元件放置方式和有关自动布局选项后,单击“OK”,即可启动元件自动布局.需时不等,耐心等待.⑷元件自动布局结束后,将自动更新PCB窗口内元件的位置.P259图6-56.飞线是一种示意,可隐藏.布线区太小,元件会到区外.可修改.6.3.6手工调整元件布局1.粗调元件位置P260操作过程:⑴解除所有元件“锁定”.⑵调整元件位置.2.元件位置精确调整调整过程:P261⑴暂时隐藏元件序号、注释信息.⑵【ViewConnections\ShowAll】显示所有飞线．调整元件位置，使飞线尽可能直，尽可能少．⑶元件引脚焊盘对准格点．【ToolsAlignComponents\MoveToGrid】⑷选择电路板外形尺寸．P263⑸根据最终尺寸，绘制出电路板外边框和对准孔．6.4布线及布线规则P2661布线规律⑴印制导线转折点内角不能＜90°,一般选择135°或圆角;导线与焊盘、过孔的连接处要圆滑,避免出现小尖角．必须以45°或90°相连．⑶上下两层信号线走线避免平行．⑷总线间可加地线隔离．小信号和模拟信号应尽量靠近地线．⑸连线尽可能短．布线规律P267⑹按功能分开布线.⑺数字电路、模拟电路、大电流电路电源,地线必须分开走线,最后单点接地.⑻高频走线严格限制平行走线长度.⑼避免时钟电路下方走线.⑽选择合理的走线方式.见P267图6-66.2.布线过程P268包括:设置自动布线参数自动布线前的预处理自动布线手工修改6.4.1设置自动布线规则1.设置布线参数P268⑴导线与焊盘(包括过孔)之间的最小距离【DesignRules\Routing】【RulesClasses\ClearanceConstraint】可设置不同节点导电图形之间的最小距离．⑵选择印制导线转角模式【RuleClasses\RoutingCorners】设计规则设置布线参数(3)P270⑶选择布线层及走线方向双面板:焊接面走线与集成电路元件∥元件面走线与集成电路元件⊥上下两层信号走线尽量⊥.⑷过孔类型及尺寸RuleClasses\RoutingViaStyle⑸放置布线宽度特殊要求导线；电源、地线宽度etc.设置布线参数(6)P275⑹选择布线模式一般选择最短布线模式.⑺确定网络节点布线优先权Protel提供100级优先权．(100级最高).⑻表面封装元件引脚焊盘与转角间距设置布线规则越严，限制越多，自动布线时间越长，布通率越低，布线效果越好．2.制造规则设置P277Manufacturing:受限制的布线区(可用填充区或导线区限制)焊盘铜环最小宽度敷铜层与焊盘连接方式内电源/地线层安全间距内电源/地线层连接方式焊锡膏层扩展宽度阻焊层扩展宽度制造规则3.高速驱动规则设置【DesignRules\HighSpeed】可对：菊花链分支长度布线长度平行走线最大长度等进行设置．P2796.4.2自动布线前的预处理布线规则设置后,自动布线前:需确定:元件引脚焊盘形状及尺寸时钟电路下的敷铜区(可禁止走线)填充区(抗干扰,散热)P2801.敷铜区放置及编辑⑴【PlacePlacePolygonPlane】NetOptions:ConnecttoNet:选VCC或GND.HatchingStyle:细线段形状：PlaneSettings:线间距,线段宽度,工作层SurroundPadsWith:选择圆弧形⑵移动光标形成一个多边形敷铜区．⑶修改敷铜区属性⑷敷铜区的删除：【EditSelect\ToggleSelection】选后用Clear连接到网络标号2.放置填充区P283⑴【PlacePlaceFill】:按下Tab键,设置填充区的工作层，节点，旋转角等参数⑵移动光标到特定位置，用鼠标拉出矩形填充区．⑶继续绘制另外填充区．见P284图6-93.删除方法同其他．6.4.3自动布线P284执行全局自动布线前，对特殊要求的节点，连线可预先布线，并锁定．然后自动布线：AutoRoute:ALL：整板Net：某一网络Connection：某一连线Component：某一元件Area：某一区域撤除布线P284布线过程出现异常,可撤除:【ToolsUn-Route】:Un-Route\All:撤除所有连线Un-Route\N