AD布線規(guī)則(自己整理)

1、AD布線規(guī)則(自己整理)一、PCB板的元素1、工作層面對于印制電路板來說，工作層面可以分為6大類，信號層（signal layer）內部電源/接地層（internal plane layer）機械層（mechanical layer）主要用來放置物理邊界和放置尺寸標注等信息，起到相應的提示作用。EDA軟件可以提供16層的機械層。防護層（mask layer）包括錫膏層和阻焊層兩大類。錫膏層主要用于將表面貼元器件粘貼在PCB上，阻焊層用于防止焊錫鍍在不應該焊接的地方。絲印層（silkscreen layer）在PCB板的TOP和BOTTOM層表面繪制元器件的外觀輪廓和放置字符串等。例如元器件的標

2、識、標稱值等以及放置廠家標志，生產日期等。同時也是印制電路板上用來焊接元器件位置的依據，作用是使PCB板具有可讀性，便于電路的安裝和維修。其他工作層（other layer）禁止布線層Keep Out Layer鉆孔導引層drill guide layer鉆孔圖層drill drawing layer復合層multi-layer2、元器件封裝是實際元器件焊接到PCB板時的焊接位置與焊接形狀，包括了實際元器件的外形尺寸，所占空間位置，各管腳之間的間距等。元器件封裝是一個空間的功能，對于不同的元器件可以有相同的封裝，同樣相同功能的元器件可以有不同的封裝。因此在制作PCB板時必須同時知道元器件的名稱

3、和封裝形式。（1）元器件封裝分類通孔式元器件封裝（THT，through hole technology）表面貼元件封裝 （SMTSurfacemountedtechnology）另一種常用的分類方法是從封裝外形分類：SIP單列直插封裝DIP雙列直插封裝PLCC塑料引線芯片載體封裝PQFP塑料四方扁平封裝SOP小尺寸封裝TSOP薄型小尺寸封裝PPGA塑料針狀柵格陣列封裝PBGA塑料球柵陣列封裝CSP芯片級封裝(2)元器件封裝編號編號原則：元器件類型+引腳距離（或引腳數）+元器件外形尺寸例如AXIAL-0.3DIP14RAD0.1RB7.6-15等。（3、銅膜導線 是指PCB上各個元器件上起電氣

4、導通作用的連線，它是PCB設計中最重要的部分。對于印制電路板的銅膜導線來說，導線寬度和導線間距是衡量銅膜導線的重要指標，這兩個方面的尺寸是否合理將直接影響元器件之間能否實現電路的正確連接關系。印制電路板走線的原則：走線長度：盡量走短線，特別對小信號電路來講，線越短電阻越小，干擾越小。走線形狀：同一層上的信號線改變方向時應該走135的斜線或弧形，避免90的拐角。走線寬度和走線間距：在PCB設計中，網絡性質相同的印制板線條的寬度要求盡量一致，這樣有利于阻抗匹配。走線寬度通常信號線寬為：0.20.3mm，(10mil)電源線一般為1.22.5mm在條件允許的范圍內，盡量加寬電源、地線寬度，最好是地線

5、比電源線寬，它們的關系是：地線電源線信號線焊盤、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）4、焊盤和過孔引腳的鉆孔直徑=引腳直徑+（1030mil）引腳的焊盤直徑=鉆孔直徑+1

6、8milPCB布局原則1、 根據結構圖設置板框尺寸，按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給這些器件賦予不可移動屬性。 按工藝設計規(guī)范的要求進行尺寸標注。2.根據結構圖和生產加工時所須的夾持邊設置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據某些元件的特殊要求，設置禁止布線區(qū)。3.綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。加工工藝的優(yōu)選順序為：元件面單面貼裝元件面貼、插混裝（元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型）雙面貼裝元件面貼插混裝、焊接面貼裝。4、布局操作的基本原則A.遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應當優(yōu)先布局B.布局中應參考原理框圖，根據單板的主信號流

7、向規(guī)律安排主要元器件C.布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分D.相同結構電路部分，盡可能采用“對稱式”標準布局；E.按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優(yōu)化布局；F.器件布局柵格的設置，一般IC器件布局時，柵格應為50-100 mil,小型表面安裝器件，如表面貼裝元件布局時，柵格設置應不少于25mil。G.如有特殊布局要求，應雙方溝通后確定。5.同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，

8、便于生產和檢驗。6.發(fā)熱元件要一般應均勻分布，以利于單板和整機的散熱，除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發(fā)熱量大的元器件。7.元器件的排列要便于調試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間。8.需用波峰焊工藝生產的單板，其緊固件安裝孔和定位孔都應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時,應采用分布接地小孔的方式與地平面連接。9.焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產工藝時，阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直， 阻排及SOP（PIN間距大于等于1.27mm）元器件軸向與傳送方向平行；PIN間距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰

9、焊焊接。10. BGA與相鄰元件的距離5mm。其它貼片元件相互間的距離0.7mm；貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大于2mm；有壓接件的PCB，壓接的接插件周圍5mm內不能有插裝元、器件，在焊接面其周圍5mm內也不能有貼裝元、器件。11. IC去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。12.元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起,以便于將來的電源分隔。13.用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據其屬性合理布置。串聯匹配電阻的布局要靠近該信號的驅動端，距離一般不超過500mil。匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端，對于多負載

10、的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。14.布局完成后打印出裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正確性，并且確認單板、背板和接插件的信號對應關系，經確認無誤后方可開始布線。布線布線是整個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

11、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

12、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

13、“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。Alitum Designer的PCB板布線規(guī)則對于PCB的設計，AD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

14、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

15、)，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

16、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。1Clearance（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

17、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

18、-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2Short 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3Un-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。4Un-connected Pin（未連接管腳）選項區(qū)域設置對指定

19、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。1Width（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

20、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

21、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

22、，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.

23、 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；

24、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。5Routing 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616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。

25、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6Routing 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621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。

26、1Solder 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2Paste 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，

27、有如下幾種設置規(guī)則。1Power 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

28、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3Polygon 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C

29、onductor 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。1Testpoint 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

30、）、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。2Testpoint 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

31、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。2Acute 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 。3Hole size（導

32、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≈怠easurement 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4Layers 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。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

33、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。數字和模擬范圍確定后，謹慎布線對獲得成功的PCB是至關重要的。尤其是有源數字走線靠近高阻抗模擬走線時，會引起嚴重的耦合噪聲，這只能通過增加走線之間的距離來避免。一、PCB板的元素1、 工作層面對于印制電路板來說，工作層面可以分為6大類，信號層 （signal layer）內部電源/接地層 （internal plane layer）機械層（mechanical layer） 主要用來放置物理邊界和放置尺寸標注等信息，起到相應的提示作用。EDA軟件可以提供16層的機械

34、層。防護層（mask layer） 包括錫膏層和阻焊層兩大類。錫膏層主要用于將表面貼元器件粘貼在PCB上，阻焊層用于防止焊錫鍍在不應該焊接的地方。絲印層（silkscreen layer） 在PCB板的TOP和BOTTOM層表面繪制元器件的外觀輪廓和放置字符串等。例如元器件的標識、標稱值等以及放置廠家標志，生產日期等。同時也是印制電路板上用來焊接元器件位置的依據，作用是使PCB板具有可讀性，便于電路的安裝和維修。其他工作層（other layer） 禁止布線層 Keep Out Layer鉆孔導引層 drill guide layer鉆孔圖層 drill drawing layer復合層 mu

35、lti-layer2、 元器件封裝是實際元器件焊接到PCB板時的焊接位置與焊接形狀，包括了實際元器件的外形尺寸，所占空間位置，各管腳之間的間距等。元器件封裝是一個空間的功能，對于不同的元器件可以有相同的封裝，同樣相同功能的元器件可以有不同的封裝。因此在制作PCB板時必須同時知道元器件的名稱和封裝形式（1）元器件封裝分類通孔式元器件封裝（THT，through hole technology）表面貼元件封裝 （SMT Surface mounted technology ）另一種常用的分類方法是從封裝外形分類： SIP單列直插封裝DIP雙列直插封裝PLCC塑料引線芯片載體封裝 PQFP塑料四方扁

36、平封裝SOP 小尺寸封裝TSOP薄型小尺寸封裝PPGA 塑料針狀柵格陣列封裝PBGA 塑料球柵陣列封裝CSP 芯片級封裝(2) 元器件封裝編號編號原則：元器件類型+引腳距離（或引腳數）+元器件外形尺寸例如 AXIAL-0.3 DIP14 RAD0.1 RB7.6-15 等。（3、 銅膜導線 是指PCB上各個元器件上起電氣導通作用的連線，它是PCB設計中最重要的部分。對于印制電路板的銅膜導線來說，導線寬度和導線間距是衡量銅膜導線的重要指標，這兩個方面的尺寸是否合理將直接影響元器件之間能否實現電路的正確連接關系。印制電路板走線的原則：走線長度：盡量走短線，特別對小信號電路來講，線越短電阻越小，干擾

37、越小。走線形狀：同一層上的信號線改變方向時應該走135的斜線或弧形，避免90的拐角。走線寬度和走線間距：在PCB設計中，網絡性質相同的印制板線條的寬度要求盡量一致，這樣有利于阻抗匹配。走線寬度 通常信號線寬為： 0.20.3mm，(10mil)電源線一般為1.22.5mm 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：地線電源線信號線焊盤、線、過孔的間距要求 PAD and VIA（過孔）： 0.3mm（12mil）PAD and PAD： 0.3mm（12mil）PAD and TRACK（軌跡）： 0.3mm（12mil）TRACK and TRACK：

38、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）4、 焊盤和過孔引腳的鉆孔直徑=引腳直徑+（1030mil）引腳的焊盤直徑=鉆孔直徑+18milPCB布局原則1、 根據結構圖設置板框尺寸，按結構要素布置安裝孔、接插件等需要定位的器件，并給這些器件賦予不可移動屬性。 按工藝設計規(guī)范的要求進行尺寸標注。2. 根據結構圖和生產加工時所須的夾持邊設置印制板的禁止布線區(qū)、禁止布局區(qū)域。根據某

39、些元件的特殊要求，設置禁止布線區(qū)。3. 綜合考慮PCB性能和加工的效率選擇加工流程。加工工藝的優(yōu)選順序為：元件面單面貼裝元件面貼、插混裝（元件面插裝焊接面貼裝一次波峰成型）雙面貼裝元件面貼插混裝、焊接面貼裝。4、布局操作的基本原則A. 遵照“先大后小，先難后易”的布置原則，即重要的單元電路、核心元器件應當優(yōu)先布局B. 布局中應參考原理框圖，根據單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件C. 布局應盡量滿足以下要求:總的連線盡可能短，關鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數字信號分開；高頻信號與低頻信號分開；高頻元器件的間隔要充分D. 相同結構電路部分，盡可能采用

40、“對稱式”標準布局；E. 按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標準優(yōu)化布局；F. 器件布局柵格的設置，一般IC器件布局時，柵格應為50-100 mil,小型表面安裝器件，如表面貼裝元件布局時，柵格設置應不少于25mil。G. 如有特殊布局要求，應雙方溝通后確定。5. 同類型插裝元器件在X或Y方向上應朝一個方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于生產和檢驗。6. 發(fā)熱元件要一般應均勻分布，以利于單板和整機的散熱，除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應遠離發(fā)熱量大的元器件。7. 元器件的排列要便于調試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調試的元、器件周圍要有足夠的空間

41、。8. 需用波峰焊工藝生產的單板，其緊固件安裝孔和定位孔都應為非金屬化孔。當安裝孔需要接地時, 應采用分布接地小孔的方式與地平面連接。9. 焊接面的貼裝元件采用波峰焊接生產工藝時，阻、容件軸向要與波峰焊傳送方向垂直， 阻排及SOP（PIN間距大于等于1.27mm）元器件軸向與傳送方向平行；PIN間距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。10. BGA與相鄰元件的距離5mm。其它貼片元件相互間的距離0.7mm；貼裝元件焊盤的外側與相鄰插裝元件的外側距離大于2mm；有壓接件的PCB，壓接的接插件周圍5mm內不能有插裝元、器件，在焊接面其周圍5mm

42、內也不能有貼裝元、器件。11. IC去耦電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。12. 元件布局時,應適當考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起, 以便于將來的電源分隔。13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根據其屬性合理布置。串聯匹配電阻的布局要靠近該信號的驅動端，距離一般不超過500mil。匹配電阻、電容的布局一定要分清信號的源端與終端，對于多負載的終端匹配一定要在信號的最遠端匹配。14. 布局完成后打印出裝配圖供原理圖設計者檢查器件封裝的正確性，并且確認單板、背板和接插件的信號對應關系，經確認無誤后方可開始布線。布線布線是整個PCB設計中最重要的工序。這

43、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

44、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，

45、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)路應盡量小；信號線的過孔要盡量少； 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

46、制板上把沒被用上的地方都與地相連接作為地線用。或是做成多層板，電源，地線各占用一層。Alitum Designer的PCB板布線規(guī)則 對于PCB的設計， AD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

47、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Priori

48、ties ，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

49、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 mat

50、ches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

51、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。

52、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

53、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

54、（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

55、 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