Protel_99SE布線竅門.doc

布線是整個PCB設計中最重要的工序。這將直接影響著PCB板的性能好壞。在PCB的設計過程中，布線一般有這么三種境界的劃分：首先是布通，這時PCB設計時的最基本的要求。如果線路都沒布通，搞得到處是飛線，那將是一塊不合格的板子，可以說還沒入門。其次是電器性能的滿足。這是衡量一塊印刷電路板是否合格的標準。這是在布通之后，認真調整布線，使其能達到最佳的電器性能。接著是美觀。假如你的布線布通了，也沒有什么影響電器性能的地方，但是一眼看過去雜亂無章的，加上五彩繽紛、花花綠綠的，那就算你的電器性能怎么好，在別人眼里還是垃圾一塊。這樣給測試和維修帶來極大的不便。布線要整齊劃一，不能縱橫交錯毫無章法。這些都要在保證電器性能和滿足其他個別要求的情況下實現，否則就是舍本逐末了。布線時主要按以下原則進行： 一般情況下，首先應對電源線和地線進行布線，以保證電路板的電氣性能。在條件允許的范圍內，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線比電源線寬，它們的關系是：地線電源線信號線，通常信號線寬為：0.20.3mm，最細寬度可達0.050.07mm，電源線一般為1.22.5mm。對數字電路的PCB可用寬的地導線組成一個回路, 即構成一個地網來使用（模擬電路的地則不能這樣使用） 預先對要求比較嚴格的線（如高頻線）進行布線，輸入端與輸出端的邊線應避免相鄰平行，以免產生反射干擾。必要時應加地線隔離，兩相鄰層的布線要互相垂直，平行容易產生寄生耦合。 振蕩器外殼接地，時鐘線要盡量短，且不能引得到處都是。時鐘振蕩電路下面、特殊高速邏輯電路部分要加大地的面積，而不應該走其它信號線，以使周圍電場趨近于零； 盡可能采用45的折線布線，不可使用90折線，以減小高頻信號的輻射；（要求高的線還要用雙弧線） 任何信號線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應盡量?。恍盘柧€的過孔要盡量少； 關鍵的線盡量短而粗，并在兩邊加上保護地。 通過扁平電纜傳送敏感信號和噪聲場帶信號時，要用“地線-信號-地線”的方式引出。 關鍵信號應預留測試點，以方便生產和維修檢測用 原理圖布線完成后，應對布線進行優(yōu)化；同時，經初步網絡檢查和DRC檢查無誤后，對未布線區(qū)域進行地線填充，用大面積銅層作地線用,在印制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用?；蚴亲龀啥鄬影?，電源，地線各占用一層。 PCB布線工藝要求 線 一般情況下，信號線寬為0.3mm(12mil)，電源線寬為0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil)；線與線之間和線與焊盤之間的距離大于等于0.33mm(13mil)，實際應用中，條件允許時應考慮加大距離；布線密度較高時，可考慮（但不建議）采用IC腳間走兩根線，線的寬度為0.254mm(10mil)，線間距不小于0.254mm(10mil)。 特殊情況下，當器件管腳較密，寬度較窄時，可按適當減小線寬和線間距。 焊盤（PAD） 焊盤（PAD）與過渡孔（VIA）的基本要求是：盤的直徑比孔的直徑要大于0.6mm；例如，通用插腳式電阻、電容和集成電路等，采用盤/孔尺寸1.6mm/0.8mm（63mil/32mil），插座、插針和二極管1N4007等，采用1.8mm/1.0mm（71mil/39mil）。實際應用中，應根據實際元件的尺寸來定，有條件時，可適當加大焊盤尺寸PCB板上設計的元件安裝孔徑應比元件管腳的實際尺寸大0.20.4mm左右。 過孔（VIA） 一般為1.27mm/0.7mm(50mil/28mil)； 當布線密度較高時，過孔尺寸可適當減小，但不宜過小，可考慮采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil)。 焊盤、線、過孔的間距要求 PAD and VIA ： 0.3mm（12mil） PAD and PAD ： 0.3mm（12mil） PAD and TRACK ： 0.3mm（12mil） TRACK and TRACK ： 0.3mm（12mil） 密度較高時： PAD and VIA ： 0.254mm（10mil） PAD and PAD ： 0.254mm（10mil） PAD and TRACK ： 0.254mm（10mil） TRACK and TRACK ： 0.254mm（10mil） 第五：布線優(yōu)化和絲印?！皼]有最好的，只有更好的”！不管你怎么挖空心思的去設計，等你畫完之后，再去看一看，還是會覺得很多地方可以修改的。一般設計的經驗是：優(yōu)化布線的時間是初次布線的時間的兩倍。感覺沒什么地方需要修改之后，就可以鋪銅了（Place-polygonPlane）。鋪銅一般鋪地線（注意模擬地和數字地的分離），多層板時還可能需要鋪電源。時對于絲印，要注意不能被器件擋住或被過孔和焊盤去掉。同時，設計時正視元件面，底層的字應做鏡像處理，以免混淆層面。 第六：網絡和DRC檢查和結構檢查。首先，在確定電路原理圖設計無誤的前提下，將所生成的PCB網絡文件與原理圖網絡文件進行物理連接關系的網絡檢查（NETCHECK），并根據輸出文件結果及時對設計進行修正，以保證布線連接關系的正確性；網絡檢查正確通過后，對PCB設計進行DRC檢查，并根據輸出文件結果及時對設計進行修正，以保證PCB布線的電氣性能。最后需進一步對PCB的機械安裝結構進行檢查和確認。 第七：制版。在此之前，最好還要有一個審核的過程一、電路板設計的預先準備工作1、繪制原理圖，并且生成對應的網絡表。已有了網絡表情況下也可以不進行原理圖的設計，直接進入PCB設計系統(tǒng)。2、手工更改網絡表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網絡上。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致，特別是二、三極管等。二、畫出自己定義的非標準器件的封裝庫建議將自己所畫的器件都放入一個自己建立的PCB 庫專用設計文件。三、設置PCB設計環(huán)境和繪制印刷電路的板框含中間的鏤空等。1、進入PCB系統(tǒng)后的第一步就是設置PCB設計環(huán)境，包括設置格點大小和類型，光標類型，板層參數，布線參數等等。大多數參數都可以用系統(tǒng)默認值，而且這些參數經過設置之后，符合個人的習慣，以后無須再去修改。2、規(guī)劃電路版，主要是確定電路板的邊框，包括電路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當大小的焊盤。對于3mm 的螺絲可用6.58mm 的外徑和3.23.5mm 內徑的焊盤。四、打開所有要用到的PCB 庫文件后，調入網絡表文件和修改零件封裝這一步是非常重要的一個環(huán)節(jié)，網絡表是PCB自動布線的靈魂，也是原理圖設計與電路版設計的接口，只有將網絡表裝入后，才能進行電路板的布線。在原理圖設計時，零件的封裝可能被遺忘，但可以在引進網絡表時根據設計情況來修改或補充零件的封裝。五、布置零件封裝的位置，也稱零件布局Protel99可以進行自動布局,也可以進行手動布局。如果進行自動布局，運行"Tools"下面的"Auto Place",用這個命令，你需要有足夠的耐心。布線的關鍵是布局，多數設計者采用手動布局的形式。用鼠標選中一個元件，按住鼠標左鍵不放，拖住這個元件到達目的地，放開左鍵，將該元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項包含自動選擇和自動對齊。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉、展開和整理成組，就可以移動到板上所需位置上了。當簡易的布局完成后，使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件。 注意：零件布局，應當從機械結構散熱、電磁干擾、將來布線的方便性等方面綜合考慮。先布置與機械尺寸有關的器件，并鎖定這些器件，然后是大的占位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。六、根據情況再作適當調整然后將全部器件鎖定假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實驗板的布線區(qū)。對于大板子，應在中間多加固定螺絲孔。板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應加固定螺絲孔，有需要的話可在適當位置放上一些測試用焊盤，最好在原理圖中就加上。將過小的焊盤過孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤的網絡定義到地或保護地等。放好后用VIEW3D 功能察看一下實際效果，存盤。七、布線規(guī)則設置布線規(guī)則是設置布線的各個規(guī)范（象使用層面、各組線寬、過孔間距、布線的拓樸結構等部分規(guī)則，可通過Design-Rules 的Menu 處從其它板導出后，再導入這塊板）這個步驟不必每次都要設置，按個人的習慣，設定一次就可以。選Design-Rules 一般需要重新設置以下幾點:1、安全間距(Routing標簽的Clearance Constraint) 它規(guī)定了板上不同網絡的走線焊盤過孔等之間必須保持的距離。一般板子可設為0.254mm，較空的板子可設為0.3mm，較密的貼片板子可設為0.2-0.22mm，極少數印板加工廠家的生產能力在0.1-0.15mm，假如能征得他們同意你就能設成此值。0.1mm 以下是絕對禁止的。2、走線層面和方向（Routing標簽的Routing Layers）此處可設置使用的走線層和每層的主要走線方向。請注意貼片的單面板只用頂層，直插型的單面板只用底層，但是多層板的電源層不是在這里設置的（可以在Design-Layer Stack Manager中，點頂層或底層后，用Add Plane 添加，用鼠標左鍵雙擊后設置，點中本層后用Delete 刪除），機械層也不是在這里設置的（可以在Design-Mechanical Layer 中選擇所要用到的機械層，并選擇是否可視和是否同時在單層顯示模式下顯示）。機械層1一般用于畫板子的邊框；機械層3一般用于畫板子上的擋條等機械結構件；機械層4一般用于畫標尺和注釋等，具體可自己用PCB Wizard 中導出一個PCAT結構的板子看一下3、過孔形狀（Routing標簽的Routing Via Style）它規(guī)定了手工和自動布線時自動產生的過孔的內、外徑，均分為最小、最大和首選值，其中首選值是最重要的，下同。4、走線線寬（Routing標簽的Width Constraint）它規(guī)定了手工和自動布線時走線的寬度。整個板范圍的首選項一般取0.2-0.6mm，另添加一些網絡或網絡組（Net Class）的線寬設置，如地線、+5 伏電源線、交流電源輸入線、功率輸出線和電源組等。網絡組可以事先在Design-Netlist Manager中定義好，地線一般可選1mm 寬度，各種電源線一般可選0.5-1mm 寬度，印板上線寬和電流的關系大約是每毫米線寬允許通過1安培的電流，具體可參看有關資料。當線徑首選值太大使得SMD 焊盤在自動布線無法走通時，它會在進入到SMD 焊盤處自動縮小成最小寬度和焊盤的寬度之間的一段走線，其中Board 為對整個板的線寬約束，它的優(yōu)先級最低，即布線時首先滿足網絡和網絡組等的線寬約束條件。下圖為一個實例 5、敷銅連接形狀的設置（Manufacturing標簽的Polygon Connect Style）建議用Relief Connect 方式導線寬度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根導線45 或90 度。其余各項一般可用它原先的缺省值，而象布線的拓樸結構、電源層的間距和連接形狀匹配的網絡長度等項可根據需要設置。選Tools-Preferences，其中Options 欄的Interactive Routing 處選Push Obstacle （遇到不同網絡的走線時推擠其它的走線，Ignore Obstacle為穿過，Avoid Obstacle 為攔斷）模式并選中Automatically Remove （自動刪除多余的走線）。Defaults 欄的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去動它們。在不希望有走線的區(qū)域內放置FILL 填充層，如散熱器和臥放的兩腳晶振下方所在布線層，要上錫的在Top 或Bottom Solder 相應處放FILL。布線規(guī)則設置也是印刷電路版設計的關鍵之一，需要豐富的實踐經驗。八、自動布線和手工調整1、點擊菜單命令Auto Route/Setup 對自動布線功能進行設置選中除了Add Testpoints 以外的所有項，特別是選中其中的Lock All Pre-Route 選項，Routing Grid 可選1mil 等。自動布線開始前PROTEL 會給你一個推薦值可不去理它或改為它的推薦值，此值越小板越容易100%布通，但布線難度和所花時間越大。2、點擊菜單命令Auto Route/All 開始自動布線假如不能完全布通則可手工繼續(xù)完成或UNDO 一次（千萬不要用撤消全部布線功能，它會刪除所有的預布線和自由焊盤、過孔）后調整一下布局或布線規(guī)則，再重新布線。完成后做一次DRC，有錯則改正。布局和布線過程中，若發(fā)現原理圖有錯則應及時更新原理圖和網絡表，手工更改網絡表（同第一步），并重裝網絡表后再布。3、對布線進行手工初步調整需加粗的地線、電源線、功率輸出線等加粗，某幾根繞得太多的線重布一下，消除部分不必要的過孔，再次用VIEW3D 功能察看實際效果。手工調整中可選Tools-Density Map 查看布線密度，紅色為最密，黃色次之，綠色為較松，看完后可按鍵盤上的End 鍵刷新屏幕。紅色部分一般應將走線調整得松一些，直到變成黃色或綠色。九、切換到單層顯示模式下（點擊菜單命令Tools/Preferences，選中對話框中Display欄的Single Layer Mode）將每個布線層的線拉整齊和美觀。手工調整時應經常做DRC，因為有時候有些線會斷開而你可能會從它斷開處中間走上好幾根線，快完成時可將每個布線層單獨打印出來，以方便改線時參考，其間也要經常用3D顯示和密度圖功能查看。最后取消單層顯示模式，存盤。十、如果器件需要重新標注可點擊菜單命令Tools/Re-Annotate 并選擇好方向后，按OK鈕。并回原理圖中選Tools-Back Annotate 并選擇好新生成的那個*.WAS 文件后，按OK 鈕。原理圖中有些標號應重新拖放以求美觀，全部調完并DRC 通過后，拖放所有絲印層的字符到合適位置。注意字符盡量不要放在元件下面或過孔焊盤上面。對于過大的字符可適當縮小，DrillDrawing 層可按需放上一些坐標（Place-Coordinate）和尺寸（Place-Dimension）。最后再放上設計版本號、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工編號等信息。十一、對所有過孔和焊盤補淚滴補淚滴可增加它們的牢度，但會使板上的線變得較難看。順序按下鍵盤的S 和A 鍵（全選），再選擇Tools-Teardrops，選中General 欄的前三個，并選Add 和Track 模式，如果你不需要把最終文件轉為PROTEL 的DOS 版格式文件的話也可用其它模式，后按OK 鈕。完成后順序按下鍵盤的X 和A 鍵（全部不選中）。對于貼片和單面板一定要加。十二、放置覆銅區(qū)將設計規(guī)則里的安全間距暫時改為0.5-1mm 并清除錯誤標記，選Place-Polygon Plane 在各布線層放置地線網絡的覆銅（盡量用八角形，而不是用圓弧來包裹焊盤）.設置完成后，再按OK 扭，畫出需覆銅區(qū)域的邊框，最后一條邊可不畫，直接按鼠標右鍵就可開始覆銅。它缺省認為你的起點和終點之間始終用一條直線相連，電路頻率較高時可選Grid Size 比Track Width 大，覆出網格線。相應放置其余幾個布線層的覆銅，觀察某一層上較大面積沒有覆銅的地方，在其它層有覆銅處放一個過孔，雙擊覆銅區(qū)域內任一點并選擇一個覆銅后，直接點OK，再點Yes 便可更新這個覆銅。幾個覆銅多次反復幾次直到每個覆銅層都較滿為止。將設計規(guī)則里的安全間距改回原值。對于 PCB 的設計， Protel DXP 提供了詳盡的 10 種不同的設計規(guī)則，這些設計規(guī)則則包括導線放置、導線布線方法、元件放置、布線規(guī)則、元件移動和信號完整性等規(guī)則。根據這些規(guī)則， Protel DXP 進行自動布局和自動布線。很大程度上，布線是否成功和布線的質量的高低取決于設計規(guī)則的合理性，也依賴于用戶的設計經驗。 對于具體的電路可以采用不同的設計規(guī)則，如果是設計雙面板，很多規(guī)則可以采用系統(tǒng)默認值，系統(tǒng)默認值就是對雙面板進行布線的設置。本章將對 Protel DXP 的布線規(guī)則進行講解。6.1 設計規(guī)則設置 進入設計規(guī)則設置對話框的方法是在 PCB 電路板編輯環(huán)境下，從 Protel DXP 的主菜單中執(zhí)行菜單命令 Desing/Rules ，系統(tǒng)將彈出如圖6-1 所示的 PCB Rules and Constraints Editor(PCB 設計規(guī)則和約束 ) 對話框。圖6-1 PCB 設計規(guī)則和約束對話框 該對話框左側顯示的是設計規(guī)則的類型，共分 10 類。左邊列出的是 Desing Rules( 設計規(guī)則 ) ，其中包括 Electrical （電氣類型）、 Routing （布線類型）、 SMT （表面粘著元件類型）規(guī)則等等，右邊則顯示對應設計規(guī)則的設置屬性。 該對話框左下角有按鈕 Priorities ，單擊該按鈕，可以對同時存在的多個設計規(guī)則設置優(yōu)先權的大小。 對這些設計規(guī)則的基本操作有：新建規(guī)則、刪除規(guī)則、導出和導入規(guī)則等?？梢栽谧筮吶我活愐?guī)則上右擊鼠標，將會彈出如圖6-2 所示的菜單。 在該設計規(guī)則菜單中， New Rule 是新建規(guī)則； Delete Rule 是刪除規(guī)則； Export Rules 是將規(guī)則導出，將以 .rul 為后綴名導出到文件中； Import Rules 是從文件中導入規(guī)則； Report 選項，將當前規(guī)則以報告文件的方式給出。 圖 6 2 設計規(guī)則菜單 下面，將分別介紹各類設計規(guī)則的設置和使用方法。6.2 電氣設計規(guī)則Electrical （電氣設計）規(guī)則是設置電路板在布線時必須遵守，包括安全距離、短路允許等 4 個小方面設置。1 Clearance （安全距離）選項區(qū)域設置安全距離設置的是 PCB 電路板在布置銅膜導線時，元件焊盤和焊盤之間、焊盤和導線之間、導線和導線之間的最小的距離。下面以新建一個安全規(guī)則為例，簡單介紹安全距離的設置方法。（ 1 ）在 Clearance 上右擊鼠標，從彈出的快捷菜單中選擇 New Rule 選項，如圖6-3 所示。圖6-3 新建規(guī)則系統(tǒng)將自動當前設計規(guī)則為準，生成名為 Clearance_1 的新設計規(guī)則，其設置對話框如圖6-4 所示。圖6-4 新建 Clearance_1 設計規(guī)則（ 2 ）在 Where the First object matches 選項區(qū)域中選定一種電氣類型。在這里選定 Net 單選項，同時在下拉菜單中選擇在設定的任一網絡名。在右邊 Full Query 中出現 InNet （）字樣，其中括號里也會出現對應的網絡名。（ 3 ）同樣的在 where the Second object matches 選項區(qū)域中也選定 Net 單選項，從下拉菜單中選擇另外一個網絡名。（ 4 ）在 Constraints 選項區(qū)域中的 Minimum Clearance 文本框里輸入 8mil 。這里 Mil 為英制單位， 1mil=10 -3 inch, linch= 2.54cm 。文中其他位置的 mil 也代表同樣的長度單位。（ 5 ）單擊 Close 按鈕，將退出設置，系統(tǒng)自動保存更改。設計完成效果如圖6-5 所示。圖6-5 設置最小距離2 Short Circuit （短路）選項區(qū)域設置短路設置就是否允許電路中有導線交叉短路。設置方法同上，系統(tǒng)默認不允許短路，即取消 Allow Short Circuit 復選項的選定，如圖6- 6 所示。圖6-6 短路是否允許設置3 Un-Routed Net （未布線網絡）選項區(qū)域設置可以指定網絡、檢查網絡布線是否成功，如果不成功，將保持用飛線連接。4 Un-connected Pin （未連接管腳）選項區(qū)域設置對指定的網絡檢查是否所有元件管腳都連線了。6.3 布線設計規(guī)則Routing （布線設計）規(guī)則主要有如下幾種。1 Width （導線寬度）選項區(qū)域設置導線的寬度有三個值可以供設置，分別為 Max width （最大寬度）、 Preferred Width （最佳寬度）、 Min width （最小寬度）三個值，如圖 6-7 所示。系統(tǒng)對導線寬度的默認值為 10mil ，單擊每個項直接輸入數值進行更改。這里采用系統(tǒng)默認值 10mil 設置導線寬度。圖6 -7 設置導線寬度2. Routing Topology （布線拓撲）選項區(qū)域設置 拓撲規(guī)則定義是采用的布線的拓撲邏輯約束。 Protel DXP 中常用的布線約束為統(tǒng)計最短邏輯規(guī)則，用戶可以根據具體設計選擇不同的布線拓撲規(guī)則。 Protel DXP 提供了以下幾種布線拓撲規(guī)則。 Shortest ( 最短 ) 規(guī)則設置最短規(guī)則設置如圖6-8 所示，從 Topology 下拉菜單中選擇 Shortest 選項，該選項的定義是在布線時連接所有節(jié)點的連線最短規(guī)則。圖6 -8 最短拓撲邏輯 Horizontal （水平）規(guī)則設置水平規(guī)則設置如圖6- 9 所示，從 Topoogy 下拉菜單中選擇 Horizontal 選基。它采用連接節(jié)點的水平連線最短規(guī)則。圖6-9 水平拓撲規(guī)則 Vertical （垂直）規(guī)則設置垂直規(guī)則設置如圖 6-10 所示，從 Tolpoogy 下拉菜單中選擇 Vertical 選項。它采和是連接所有節(jié)點，在垂直方向連線最短規(guī)則。圖 6-10 垂直拓撲規(guī)則 Daisy Simple （簡單雛菊）規(guī)則設置簡單雛菊規(guī)則設置如圖 6-11 所示，從 Tolpoogy 下拉菜單中選擇 Daisy simple 選項。它采用的是使用鏈式連通法則，從一點到另一點連通所有的節(jié)點，并使連線最短。圖 6-11 簡單雛菊規(guī)則 Daisy-MidDriven （雛菊中點）規(guī)則設置雛菊中點規(guī)則設置如圖 6-12 所示，從 Tolpoogy 下拉菜單中選擇 Daisy_MidDiven 選項。該規(guī)則選擇一個 Source （源點），以它為中心向左右連通所有的節(jié)點，并使連線最短。圖 6-12 雛菊中點規(guī)則 Daisy Balanced （雛菊平衡）規(guī)則設置雛菊平衡規(guī)則設置如圖 6-13 所示，從 Tolpoogy 下拉菜單中選擇 Daisy Balanced 選項。它也選擇一個源點，將所有的中間節(jié)點數目平均分成組，所有的組都連接在源點上，并使連線最短。圖 6-13 雛菊平衡規(guī)則 Star Burst （星形）規(guī)則設置星形規(guī)則設置如圖 6-14 所示，從 Tolpoogy 下拉菜單中選擇 Star Burst 選項。該規(guī)則也是采用選擇一個源點，以星形方式去連接別的節(jié)點，并使連線最短。圖 6-14 Star Burst （星形）規(guī)則3. Routing Rriority （布線優(yōu)先級別）選項區(qū)域設置該規(guī)則用于設置布線的優(yōu)先次序，設置的范圍從 0100 ，數值越大，優(yōu)先級越高，如圖 6-15 所示。圖 6-15 布線優(yōu)先級設置4. Routing Layers （布線圖）選毆區(qū)域設置該規(guī)則設置布線板導的導線走線方法。包括頂層和底層布線層，共有 32 個布線層可以設置，如圖 6-16 所示。圖 6-16 布線層設置由于設計的是雙層板，故 Mid-Layer 1 到 Mid-Layer30 都不存在的，該選項為灰色不能使用，只能使用 Top Layer 和 Bottom Layer 兩層。每層對應的右邊為該層的布線走法。Prote DXP 提供了 11 種布線走法，如圖 6 -17 所示。圖 6-17 11 種布線法各種布線方法為： Not Used 該層不進行布線； Horizontal 該層按水平方向布線 ;Vertical 該層為垂直方向布線； Any 該層可以任意方向布線； Clock 該層為按一點鐘方向布線； Clock 該層為按兩點鐘方向布線； Clock 該層為按四點鐘方向布線； Clock 該層為按五點鐘方向布線； 45Up 該層為向上 45 方向布線、 45Down 該層為向下 45 方法布線； Fan Out 該層以扇形方式布線。對于系統(tǒng)默認的雙面板情況，一面布線采用 Horizontal 方式另一面采用 Vertical 方式。5 Routing Corners （拐角）選項區(qū)域設置布線的拐角可以有 45 拐角、 90 拐角和圓形拐角三種，如圖 618 所示。圖 618 拐角設置從 Style 上拉菜單欄中可以選擇拐角的類型。如圖 6 16 中 Setback 文本框用于設定拐角的長度。 To 文本框用于設置拐角的大小。對于 90 拐角如圖 619 所示，圓形拐角設置如圖 620 所示。圖 619 90 拐角設置 圖 620 圓形拐角設置6 Routing Via Style （導孔）選項區(qū)域設置該規(guī)則設置用于設置布線中導孔的尺寸，其界面如圖 621 所示。圖 6 21 導孔設置可以調協(xié)的參數有導孔的直徑 via Diameter 和導孔中的通孔直徑 Via Hole Size ，包括 Maximum （最大值）、 Minimum （最小值）和 Preferred （最佳值）。設置時需注意導孔直徑和通孔直徑的差值不宜過小，否則將不宜于制板加工。合適的差值在 10mil 以上。6.4 阻焊層設計規(guī)則Mask （阻焊層設計）規(guī)則用于設置焊盤到阻焊層的距離，有如下幾種規(guī)則。1 Solder Mask Expansion （阻焊層延伸量）選項區(qū)域設置該規(guī)則用于設計從焊盤到阻礙焊層之間的延伸距離。在電路板的制作時，阻焊層要預留一部分空間給焊盤。這個延伸量就是防止阻焊層和焊盤相重疊，如圖 6 22 所示系統(tǒng)默認值為 4mil,Expansion 設置預為設置延伸量的大小。圖 6 22 阻焊層延伸量設置2 Paste Mask Expansion （表面粘著元件延伸量）選項區(qū)域設置該規(guī)則設置表面粘著元件的焊盤和焊錫層孔之間的距離，如圖 6 23 所示，圖中的 Expansion 設置項為設置延伸量的大小。圖 6 23 表面粘著元件延伸量設置6.5 內層設計規(guī)則Plane （內層設計）規(guī)則用于多層板設計中，有如下幾種設置規(guī)則。1 Power Plane Connect Style （電源層連接方式）選項區(qū)域設置電源層連接方式規(guī)則用于設置導孔到電源層的連接，其設置界面如圖 6 24 所示。圖 6 24 電源層連接方式設置圖中共有 5 項設置項，分別是： Conner Style 下拉列表：用于設置電源層和導孔的連接風格。下拉列表中有 3 個選項可以選擇： Relief Connect （發(fā)散狀連接）、 Direct connect （直接連接）和 No Connect （不連接）。工程制板中多采用發(fā)散狀連接風格。 Condctor Width 文本框：用于設置導通的導線寬度。 Conductors 復選項：用于選擇連通的導線的數目，可以有 2 條或者 4 條導線供選擇。 Air-Gap 文本框：用于設置空隙的間隔的寬度。 Expansion 文本框：用于設置從導孔到空隙的間隔之間的距離。2. Power Plane Clearance （電源層安全距離）選項區(qū)域設置該規(guī)則用于設置電源層與穿過它的導孔之間的安全距離，即防止導線短路的最小距離，設置界面如圖 6 25 所示，系統(tǒng)默認值 20mil 。圖 6 25 電源層安全距離設置3 Polygon Connect style （敷銅連接方式）選項區(qū)域設置該規(guī)則用于設置多邊形敷銅與焊盤之間的連接方式，設置界面如圖 6 26 所示。圖 6 26 敷銅連接方式設置該設置對話框中 Connect Style 、 Conductors 和 Conductor width 的設置與 Power Plane Connect Style 選項設置意義相同，在此不同志贅述。最后可以設定敷銅與焊盤之間的連接角度，有 90angle(90 ) 和 45Angle （ 45 ）角兩種方式可選。6.6 測試點設計規(guī)則Testpiont （測試點設計）規(guī)則用于設計測試點的形狀、用法等，有如下幾項設置。1 Testpoint Style （測試點風格）選項區(qū)域設置該規(guī)則中可以指定測試點的大小和格點大小等，設置界面如圖 6 27 所示。圖 6 27 測試點風格設置該設置對話框有如下選項： Size 文本框為測試點的大小， Hole Size 文本框為測試點的導孔的大小，可以指定 Min （最小值）、 Max （最大值）和 Preferred （最優(yōu)值）。 Grid Size 文本框：用于設置測試點的網格大小。系統(tǒng)默認為 1mil 大小。 Allow testpoint under component 復選項：用于選擇是否允許將測試點放置在元件下面。復選項 Top 、 Bottom 等選擇可以將測試點放置在哪些層面上。右邊多項復選項設置所允許的測試點的放置層和放置次序。系統(tǒng)默認為所有規(guī)則都選中。2 Testpoint Usage （測試點用法）選項區(qū)域設置測試點用法設置的界面如圖 6 28 所示。圖 6 28 測試點用法設置該設置對話框有如下選項： Allow multiple testpoints on same net 復選項：用于設置是否可以在同一網絡上允許多個測試點存在。 Testpoint 選項區(qū)域中的單選項選擇對測試點的處理，可以是 Required ( 必須處理 ) 、 Invalid （無效的測試點）和 Dont care （可忽略的測試點）。6.7 電路板制板規(guī)則Manufacturing （電路板制板）規(guī)則用于對電路板制板的設置，有如下幾類設置：1. Minimum annular Ring （最小焊盤環(huán)寬）選項區(qū)域設置電路板制作時的最小焊盤寬度，即焊盤外直徑和導孔直徑之間的有效期值，系統(tǒng)默認值為 10 mil 。2 Acute Angle （導線夾角設置）選項區(qū)域設置對于兩條銅膜導線的交角，不小于 90 。3 Hole size （導孔直徑設置）選項區(qū)域設置該規(guī)則用于設置導孔的內直徑大小?？梢灾付▽Э椎膬戎睆降淖畲笾岛妥钚≈?。Measurement Method 下拉列表中有兩種選項： Absolute 以絕對尺寸來設計， Percent 以相對的比例來設計。采用絕對尺寸的導孔直徑設置對話框如圖 6 29 所示（以 mil 為單位）。圖 6 29 導孔直徑設置對話框4 Layers Pais （使用板層對）選項區(qū)域設置在設計多層板時，如果使用了盲導孔，就要在這里對板層對進行設置。對話框中的復選取項用于選擇是否允許使用板層對（ layers pairs ）設置。小結本章中，對 Protel DXP 提供的 10 種布線規(guī)則進行了介紹，在設計規(guī)則中介紹了每條規(guī)則的功能和設置方法。這些規(guī)則的設置屬于電路設計中的較高級的技巧，它設計到很多算法的知識。掌握這些規(guī)則的設置，就能設計出高質量的 PCB 電路。元件排列規(guī)則 1).在通常條件下,所有的元件均應布置在印制電路的同一面上，只有在頂層元件過密時，才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件，如貼片電阻、貼片電容、貼IC等放在底層。2).在保證電氣性能的前提下，元件應放置在柵格上且相互平行或垂直排列，以求整齊、美觀，一般情況下不允許元件重疊；元件排列要緊湊，輸入和輸出元件盡量遠離。3).某元器件或導線之間可能存在較高的電位差，應加大它們的距離，以免因放電、擊穿而引起意外短路。4).帶高電壓的元件應盡量布置在調試時手不易觸及的地方。5).位于板邊緣的元件，離板邊緣至少有2個板厚的距離6).元件在整個板面上應分布均勻、疏密一致。2.按照信號走向布局原則1).通常按照信號的流程逐個安排各個功能電路單元的位置，以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它進行布局。2).元件的布局應便于信號流通，使信號盡可能保持一致的方向。多數情況下，信號的流向安排為從左到右或從上到下，與輸入、輸出端直接相連的元件應當放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。3.防止電磁干擾1).對輻射電磁場較強的元件，以及對電磁感應較靈敏的元件，應加大它們相互之間的距離或加以屏蔽，元件放置的方向應與相鄰的印制導線交叉。2).盡量避免高低電壓器件相互混雜、強弱信號的器件交錯在一起。3).對于會產生磁場的元件，如變壓器、揚聲器、電感等，布局時應注意減少磁力線對印制導線的切割，相鄰元件磁場方向應相互垂直，減少彼此之間的耦合。4).對干擾源進行屏蔽，屏蔽罩應有良好的接地。5).在高頻工作的電路，要考慮元件之間的分布參數的影響。4. 抑制熱干擾1).對于發(fā)熱元件，應優(yōu)先安排在利于散熱的位置，必要時可以單獨設置散熱器或小風扇，以降低溫度，減少對鄰近元件的影響。2).一些功耗大的集成塊、大或中功率管、電阻等元件，要布置在容易散熱的地方，并與其它元件隔開一定距離。3).熱敏元件應緊貼被測元件并遠離高溫區(qū)域，以免受到其它發(fā)熱功當量元件影響，引起誤動作。4).雙面放置元件時，底層一般不放置發(fā)熱元件。5.可調元件的布局對于電位器、可變電容器、可調電感線圈或微動開關等可調元件的布局應考慮整機的結構要求，若是機外調節(jié)，其位置要與調節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應；若是機內調節(jié)，則應放置在印制電路板于調節(jié)的地方。 印刷電路板的設計 SMT線路板是表面貼裝設計中不可缺少的組成之一。SMT線路板是電子產品中電路元件與器件的支撐件，它實現了電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術發(fā)展，pcb板的體積越來越小，密度也越來越高，并且PCB板層不斷地增加，因此，要求PCB在整體布局、抗干擾能力、工藝上和可制造性上要求越來越高。印刷電路板設計的主要步驟；.1：繪制原理圖。.2：元件庫的創(chuàng)建。.3：建立原理圖與印制板上元件的網絡連接關系。.4：布線和布局。.5：創(chuàng)建印制板生產使用數據和貼裝生產使用數據。 .PCB上的元件位置和外形確定后，再考慮PCB的布線。 .有了元件的位置，根據元件位置進行布線，印制板上的走線盡可能短是一個原則。走線短，占用通道和面積都小，這樣直通率會高一些。在PCB板上的輸入端和輸出端的導線應盡量避開相鄰平行，最好在二線間放有地線。以免發(fā)生電路反饋藕合。印制板如果為多層板，每個層的信號線走線方向與相鄰板層的走線方向要不同。對于一些重要的信號線應和線路設計人員達成一致意見，特別差分信號線，應該成對地走線，盡力使它們平行、靠近一些，并且長短相差不大。PCB板上所有元件盡量減少和縮短元器件之間的引線和連接，PCB板中的導線最小寬度主要由導線與絕緣層基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.05mm，寬度為1-1.5mm時，通過2A的電流，溫度不會高于3度。導線寬度1.5mm時可滿足要求，對于集成電路，尤其是數字電路，通常選用0.02-0.03mm。當然，只要允許，我們盡可能的用寬線，特別是PCB板上的電源線和地線，導線的最小間距主要是由最不壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對于一些集成電路（IC）以工藝角度考慮可使間距小于5-8mm。印制導線的彎曲處一般用圓弧最小，避免使用小于90度彎的走線。而直角和夾角在高頻電路中會影響電性能，總之，印制板的布線要均勻，疏密適當，一致性好。電路中盡量避開使用大面積銅箔，否則，在使用過程中時間過長產生熱量時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現象，如必須使用大面積銅箔時，可采用柵格狀導線。導線的端口則是焊盤。焊盤中心孔要比器件引線直徑大一些。焊盤太大在焊接中易形成虛焊，焊盤外徑D一般不小于（d1.2）mm，其中d為孔徑，對于一些密度比較大的元件的焊盤最小直徑可?。╠+1.0）mm，焊盤設計完成后，要在印制板的焊盤周圍畫上器件的外形框，同時標注文字和字符。一般文字或外框的高度應該在0.9mm左右，線寬應該在0.2mm左右。并且標注文字和字符等線不要壓在焊盤上。如果為雙層板，則底層字符應該鏡像標注。 .二、為了使所設計的產品更好有效地工作，PCB在設計中不得不考慮它的抗干擾能力，并且與具體的電路有著密切的關系。 .線路板中的電源線、地線等設計尤為重要，根據不同的電路板流過電流的大小，盡量加大電源線的寬度，從而來減小環(huán)路電阻，同時電源線與地線走向以及數據傳送方向保持一致。有助于電路的抗噪聲能力的增強。PCB上即有邏輯電路又有線性電路，使它們盡量分開，低頻電路可采用單點并聯接地，實際布線可把部分串聯后再并聯接地，高頻電路采用多點串連接地。地線應短而粗，對于高頻元件周圍可采用柵格大面積地箔，地線應盡量加粗，如果地線很細的導線，接地電位隨電流的變化，使抗噪性能降低。因此應加粗接地線，使其能達到三位于電路板上的允許電流。如果設計上允許可以使接地線在2-3mm以上的直徑寬度，在數字電路中，其接地線路布成環(huán)路大多能提高抗噪聲能力。PCB的設計中一般常規(guī)在印制板的關鍵部位配置適當的退藕電容。在電源入端跨線接10-100uF的電解電容，一般在20-30管腳的附近，都應布置一個0.01PF的瓷片電容，一般在20-30管腳的集成電路芯片的電源管腳附近，都應布置一個0.01PF的磁片電容，對于較大的芯片，電源引腳會有幾個，最好在它們附近都加一個退藕電容，超過200腳的芯片，則在它四邊上都加上至少二個退藕電容。如果空隙不足，也可4-8個芯片布置一個1-10PF鉭電容，對于抗干擾能力弱、關斷電源變化大的元件應在該元件的電源線和地線之間直接接入退藕電容，以上無論那種接入電容的引線不易過長。 .三、線路板的元件和線路設計完成后，接上來要考慮它的工藝設計，目的將各種不良因素消滅在生產開始之前，同時又要兼顧線路板的可制造性，以便生產出優(yōu)質的產品和批量進行生產。 .前面在說元件得定位及布線時已經把線路板的工藝方面涉及到一些。線路板的工藝設計主要是把我們設計出的線路板與元件通過SMT生產線有機的組裝在一起，從而實現良好電氣連接達到我們設計產品的位置布局。焊盤設計，布線以抗干擾性等還要考慮我們設計出的板子是不是便于生產，能不能用現代組裝技術SMT技術進行組裝，同時要在生產中達到不讓產生不良品的條件產生設計高度。具體有以下幾個方面：.1：不同的SMT生產線有各自不同的生產條件，但就PCB的大小，pcb的單板尺寸不小于200*150mm。如果長邊過小可以采用拼版，同時長與寬之比為3：2或4：3電路板面尺寸大于200150mm時，應考慮電路板所受的機械強度。.2：當電路板尺寸過小，對于SMT整線生產工藝很難，更不易于批量生產，最好方法采用拼板形式，就是根據單板尺寸，把2塊、4塊、6塊等單板組合到一起，構成一個適合批量生產的整板，整板尺寸要適合可貼范圍大小。.3：為了適應生產線的貼裝，單板要留有3-5mm的范圍不放任何元件，拼板留有3-8mm的工藝邊，工藝邊與PCB的連接有三種形式：A無搭邊，有分離槽，B有搭邊，又有分離槽，C有搭邊，無分離槽。設有沖裁用工藝搭國。根據PCB板的外形，有途等適用不同的拼板形式。對PCB的工藝邊根據不同機型的定位方式不同，有的要在工藝邊上設有定位孔，孔的直徑在4-5厘米，相對比而言，要比邊定位精度高，因此有定位孔定位的機型在進行PCB加工時，要設有定位孔，并且孔設計的要標準，以免給生產帶來不便。.4：為了更好的定位和實現更高的貼裝精度，要為PCB設上基準點，有無基準點和設的好與壞直接影響到SMT生產線的批量生產?；鶞庶c的外形可為方形、圓形、三角形等。并且直徑大約在1-2mm范圍之內，在基準點的周圍要在3-5mm的范圍之內，不放任何元件和引線。同時基準點要光滑、平整，不要任何污染?；鶞庶c的設計不要太靠近板邊，要有3-5mm的距離。.5：從整體生產工藝來說，其板的外形最好為距形，特別對于波峰焊。采用矩形便于傳送。如果PCB板有缺槽要用工藝邊的形式補齊缺槽，對于單一的SMT板允許有缺槽。但缺槽不易過大應小于有邊長長度的1/3。Protel布線設計注意事項（參考） 抄錄摘抄SHAREhej 發(fā)表于 2004-3-15 13:11 PCB 技術Protel布線設計注意事項（參考） 1. 單面焊盤：不要用填充塊來充當表面貼裝元件的焊盤，應該用單面焊盤，通常情況下單面焊盤不鉆孔，所以應將孔徑設置為0。2. 過孔與焊盤：過孔不要用焊盤代替，反之亦然