總發(fā)高職基于altium designer10的電子線路cad設(shè)計(jì)資源包02教案第4章pcb基礎(chǔ)

1、第4章PCB 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、教學(xué)目標(biāo)1.了解印制電路板的基本知識(shí)。2.熟悉 PCB 編輯器的設(shè)計(jì)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置。3.掌握 PCB 的設(shè)計(jì)步驟和方法。二、分配本章共 8 節(jié)，安排 9。三、教學(xué)重點(diǎn)通過學(xué)習(xí)使學(xué)生了解印制電路板的基本知識(shí)以及熟悉 PCB 編輯器的設(shè)計(jì)環(huán)境及參數(shù)設(shè)置。四、教學(xué)難點(diǎn)1. 了解電路板的物理結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置。2. 了解元器件的布局。五、教學(xué)內(nèi)容4.1 印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)4.1.1 印制電路板的結(jié)構(gòu)（1）單層板單層板是一面敷銅，另一面沒有敷銅的電路板。在設(shè)計(jì)時(shí)，一般將導(dǎo)線和焊盤放在敷銅的一面，而元器件則插在沒有敷銅的一面。單層板成本低、不用打過孔，因此，常用于布線簡單的 PCB

2、設(shè)計(jì)中，但由于只能單面布線，在復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)上比雙面板和多層板要一些。（2）雙面板雙面板包括頂層（Top Layer）和底層（Bottom Layer）兩個(gè)信號(hào)層。兩面都有敷銅，中間為絕緣層，因此板的兩面都可以布線，兩層之間的走線一般由過孔或焊盤連通。上將頂層設(shè)為元器件面，底層設(shè)為焊接面。相對(duì)于多層板，雙面板成本低、布線容易，因此被廣泛應(yīng)用，是目前最常用的一種印制電路板。（2）多層板（3）多層板是包含了多個(gè)工作層面的電路板。它在雙面板的基礎(chǔ)上增加了電源層、接地層和多個(gè)中間信號(hào)層。各層之間的電氣連接通過半盲孔、盲孔和過實(shí)現(xiàn)。隨著電子產(chǎn)品越來越精密，多層板的應(yīng)用也越來越廣泛。但其主要缺點(diǎn)是制作成本

3、較高。4.1.2 元器件封裝（1）元器件封裝的分類根據(jù)元器件的不同，將封裝分為分立元器件的封裝和集成電路元器件的封裝。（2）元器件封裝的元器件封裝的一般為：“元器件類型焊盤距離（或焊盤數(shù)）元器件外形尺寸”。根據(jù)元器件封裝的可以判斷元器件封裝的規(guī)格。4.1.3 層印制板分為單層板、雙層板、多層板的結(jié)構(gòu)。Altium Designer 的“層”不是虛擬的，而是印制板材料本身實(shí)際存在的各銅箔層。由于電子線路的元器件安裝、和布線等特殊要求，在一些較新的電子產(chǎn)品中，所用的印刷板不僅可以上、下兩面走線，中間還存在夾層銅箔。例如，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)主板所用的印制板材料多在 4 層以上，這些層因加工相對(duì)較難，大多用

4、做走線較為簡單的電源布線層，并常用大面積填充的辦法來布線。處于上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方常用過孔（Via）來連通。4.1.4 銅膜導(dǎo)線銅膜導(dǎo)線由一層銅膜組成，故又稱為銅膜走線，簡稱導(dǎo)線。它是敷銅板經(jīng)過腐蝕加工后在 PCB 上的走線，用于連接各焊盤和引腳，導(dǎo)通信號(hào)，是印制電路板最重要的部分。印制電路板的設(shè)計(jì)主要任務(wù)就是圍繞如何布置導(dǎo)線來進(jìn)行的。4.1.5 焊盤焊盤在 PCB 上起到信號(hào)連接導(dǎo)通的作用，選擇元器件的焊盤類型要綜合考慮該元器件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)、受熱情況和受力方向等4.1.6 過孔。為連通各層之間的線路，在各層需要連通的導(dǎo)線交匯處鉆一個(gè)公共孔，這就是過孔（Vi

5、a）。過孔有三種，即從頂層貫通到底層的式過孔、從頂層通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層的盲過孔以及內(nèi)層之間的隱藏過孔。一般而言，設(shè)計(jì)線路時(shí)對(duì)過孔的處理遵循以下原則。（1）盡量少用過孔，一旦選用了過孔，務(wù)必處理好它與周邊各元器件的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線或過孔的間隙。（2）載流量越大時(shí)，所需的過孔尺寸也越大，如電源層和地層與其他層連接所用的過孔就要大一些。4.1.7 各類膜膜（Mask）是 PCB 制作工藝和元器件焊接過程中必不可少的涂層材料。按膜所處的位置及其作用，膜可分為元器件面助焊膜和元器件面阻焊膜兩類。其中，助焊膜是涂在焊盤上，提高可焊性能的一層膜；阻焊膜的情況正好相反，為

6、了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接技術(shù)，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘錫，因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層涂料，用于這些部位上錫。可見，這兩種膜是一種互補(bǔ)關(guān)系。4.1.8 絲印層為方便電路板的安裝和維修，通常在印制板的上下兩表面印刷所需要的標(biāo)志圖案和文字符號(hào)，如元器件標(biāo)識(shí)、標(biāo)稱值、元器件外形輪廓、廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期等，這就是絲印層（Silkscreen Tottom Overlay）。4.1.9 網(wǎng)格狀填充區(qū)和填充區(qū)對(duì)要求比較高的印制電路板，通常要在 PCB 上敷銅。其敷銅方式有網(wǎng)格狀填充和實(shí)心式填充兩種。網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)（External Plane）是把大面積的銅箔處理成網(wǎng)狀，而填充區(qū)（Fill

7、）僅是完整保留銅箔。網(wǎng)絡(luò)狀填充區(qū)在電路性能上有較強(qiáng)的抑制高頻干擾的作用，適用于大面積填充的地方，特別是把某些區(qū)域當(dāng)作區(qū)、分割區(qū)或大電流的電源線時(shí)尤為合適。填充區(qū)多用于一般的導(dǎo)線端部或轉(zhuǎn)折區(qū)等需要小面積填充的地方。4.1.10PCB 圖的設(shè)計(jì)流程要設(shè)計(jì)出完整的 PCB 圖,一般按照的流程進(jìn)行。PCB 設(shè)計(jì)流程4.1.11PCB 設(shè)計(jì)的一般原則PCB 設(shè)計(jì)的一般原則包括：電路板的選用、電路板尺寸、元器件布局、布線、焊盤、填充、跨接線等。PCB 編輯器的界面菜單欄在 PCB 設(shè)計(jì)過程中，各項(xiàng)操作都可以使用菜單欄中相應(yīng)的菜單命令來完成，各菜單項(xiàng)的具體作用如下。File（文件）菜單：主要用于文件的打開、

8、關(guān)閉、保存與打印等操作。Edit（編輯）菜單：用于對(duì)象的選取、粘貼與查找等編輯操作。View（視圖 ）菜單：用于視圖的各種管理，如工作窗口的放大與縮小，各種工具、面板、狀態(tài)欄及節(jié)點(diǎn)的顯示與隱藏等。Project（項(xiàng)目）菜單：用于與項(xiàng)目有關(guān)的，如項(xiàng)目文件的打開與關(guān)閉、工程項(xiàng)目的編譯與比較等。Place（放置）菜單：包含了在 PCB 中放置對(duì)象的各種菜單項(xiàng)。Design（設(shè)計(jì)）菜單：用于添加或刪除元器件庫、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖與PCB 間的同步更新及印制電路板的定義等操作。Tools（工具）菜單：可為 PCB 設(shè)計(jì)提供各種工具，如 DRC 檢查，元器件的手動(dòng)和自動(dòng)布局，PCB 圖的密度分析以及信號(hào)

9、完整性分析等操作。Auto Route（自動(dòng)布線）菜單：可進(jìn)行與 PCB 布線相關(guān)的操作。Reports（）菜單：可進(jìn)行生成 PCB 設(shè)計(jì)報(bào)表及 PCB 的測(cè)量操作。Window（窗口）菜單：可對(duì)窗口進(jìn)行。Help（幫助）菜單：提供使用信息幫助。4.2.2（1)標(biāo)準(zhǔn)PCB 的標(biāo)準(zhǔn)，該大部分工具與原理圖的標(biāo)準(zhǔn)相同，在此不再重述，只有以下 2 個(gè)按鈕不同：按鈕：放大顯示過濾元器件。按鈕：快速定位文件中的錯(cuò)誤。標(biāo)準(zhǔn)（2）常用菜單項(xiàng)Filter（過濾器）菜單項(xiàng)：控制的打開與關(guān)閉，用于快速定位各種對(duì)象。Utilities（功能）菜單項(xiàng)：控制的打開與關(guān)閉。Wiring（布線）菜單項(xiàng)：控制布線的打開與關(guān)閉。

10、Navigation（導(dǎo)航）菜單項(xiàng)：控制導(dǎo)航的打開與關(guān)閉，通過這些按鈕，可以實(shí)現(xiàn)不同界面之間的快速跳轉(zhuǎn)。Customize（自定義）菜單項(xiàng)：用戶自定義設(shè)置。4.3 電路板的物理結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)置4.3.1 電路板物理邊框的設(shè)置電路板的物理邊界就是 PCB 的實(shí)際大小和形狀，板形的設(shè)置是在工作層面Mechanical 1 上進(jìn)行的，根據(jù)所設(shè)計(jì)的 PCB 在產(chǎn)品中的位置、空間的大小、形狀以及與其他的配合來確定 PCB 的外形與尺寸。（1）執(zhí)行【File】【Project】【PCB Project】菜單命令，新建一個(gè)項(xiàng)目文件。右擊該項(xiàng)目文件，在快捷菜單上執(zhí)行【Add New to Project】【PC

11、B】菜單命令，新建一個(gè) PCB 文件，使之處于當(dāng)前的工作窗口中，。新建一個(gè) PCB 文件在當(dāng)前窗口中，包含 6 個(gè)工作層面，具體如下：信號(hào)層和：主要用來建立用于電氣連接的銅箔層。機(jī)械層：用于路板的印制材料層。絲印層：用于添加電路板的說明文字。布線層：用于設(shè)立布線框，支持系統(tǒng)的自動(dòng)布局和自動(dòng)布線功能。層：用于使用的信號(hào)板層。（2）單擊工作窗口下方的，使該層面處于當(dāng)前的工作窗口中。（3）執(zhí)行【Place】【Line】菜單命令，光標(biāo)將變成“形。將光標(biāo)移到工作窗口的合適位置，單擊鼠標(biāo)左鍵即可進(jìn)行線的放置操作，每單擊左鍵一次就確定一個(gè)固定點(diǎn)。通常將板的形狀定義為矩形。但在特殊的情況下，為了滿足電路的某種

12、特殊要求，也可以將板形定義為圓形、橢圓形或者不規(guī)則的多邊形。這些都可以通過 Place（放置）菜單來完成。（4）當(dāng)繪制的線組成了一個(gè)封閉的邊框時(shí)，即可結(jié)束邊框的繪制。單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下 Esc 鍵即可退出該操作，繪制結(jié)束后的 PCB 邊框。繪制 PCB 邊框（5）設(shè)置邊框線屬性。雙擊任一邊框線，即可打開該線的編輯框，。為了確保 PCB 圖中邊框線為封閉狀態(tài)，可以在此框中設(shè)置線的起始和結(jié)束點(diǎn)，使一根線的終點(diǎn)為下一根線的起點(diǎn)。下面介紹具體選項(xiàng)的含義。Track框Layer（圖層）下拉列表：設(shè)置該線所在的工作層面。因此用戶開始畫線時(shí)可以不選擇“Mechanical 1”，在此處進(jìn)行工作層面的修改也

13、可達(dá)到步驟中同樣的效果，只是這樣需要對(duì)每條線進(jìn)行設(shè)置，操作起來比較麻煩。Net（網(wǎng)絡(luò)）下拉列表：設(shè)置邊框線所在的網(wǎng)絡(luò)。通常邊框線不屬于任何網(wǎng)絡(luò)，即不存在任何的電氣特性。Locked（鎖定）復(fù)選框：選中該復(fù)選框時(shí)，邊框線被鎖定，無法對(duì)該線進(jìn)行移動(dòng)等操作。Keepout（板外對(duì)象）復(fù)選框：選中該復(fù)選框時(shí)，邊框線屬性為“Keepout”。具有該屬性的對(duì)象被定義為板外對(duì)象，將不出現(xiàn)在系統(tǒng)生成的 Gerber 文件中。（6）最后單擊 OK 按鈕，完成邊框線屬性的編輯操作。4.3.2 電路板圖紙的設(shè)置（1）通過 Board Options 命令進(jìn)行設(shè)置（2）通過 PCB 模板進(jìn)行設(shè)置4.3.3 電路板的層

14、面設(shè)置Altium Designer 10 提供了圖層堆棧管理器來定義電路板的板層結(jié)構(gòu)。執(zhí)行【Design】【Layer Stack Manager】菜單命令，可打開“圖層堆棧管理器”框。4.3.4 工作層面與顏色設(shè)置打開的 Board Layers and Colors框。該框有 6 個(gè)功能區(qū)，用來設(shè)置 PCB 各層是否顯示和顏色選擇。在每個(gè)功能區(qū)中有一個(gè)“Show”復(fù)選框，若勾選，則 PCB 編輯器的欄中將顯示該層；單擊“Color”下的顏色條，將彈出顏色框，可對(duì) PCB 層的顏色進(jìn)行編輯。在 System Colors 區(qū)域，除了可設(shè)置顏色外，還可選擇顯示飛線、VisibleGrid（可

15、視柵格）、PadHoles（焊盤孔）、ViaHoles（導(dǎo)孔）和 DRC 檢測(cè)等。Board Layersand Colors框4.3.5PCB 布線框的設(shè)置（1）單擊 Keep-Out Layer（布線層），使該層處于當(dāng)前的工作窗口。（2）執(zhí)行【Place】【Line】線菜單命令，此時(shí)，光標(biāo)變成“形，移動(dòng)光標(biāo)到工作窗口，在布線層上創(chuàng)建一個(gè)封閉的多邊形，。這里使用的“Keepout”布線與對(duì)象屬性編輯框中的“Keepout”布線復(fù)選框的作用是相同的，即表示不屬于板內(nèi)的對(duì)象。PCB 布線框（3）完成布線框的設(shè)置后，單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下 Esc 鍵，即可退出布線框的操作。布線框設(shè)置完畢，進(jìn)行自動(dòng)布

16、局操作時(shí)元器件自動(dòng)導(dǎo)入到該布線框中。有關(guān)自動(dòng)布局的內(nèi)容將在后面的章節(jié)介紹。4.3.6Preferen（屬性）設(shè)置在 Preferen（屬性）框中，可以對(duì)一些與 PCB 編輯器相關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。設(shè)置后的系統(tǒng)參數(shù)將用于這個(gè)工程的設(shè)計(jì)環(huán)境，并不隨 PCB 文件的改變而改變。執(zhí)行【Tools】【Preferen】屬性菜單命令，即可打開 Preferen框，選擇 PCB Editor。該框中，需要設(shè)置的主要有 5 個(gè)設(shè)置項(xiàng)：General（常規(guī)）、Display（顯示）、Show/Hide（顯示/隱藏）、Defaults（默認(rèn)）和 PCB 3D。Preferen（屬性）框4.4 網(wǎng)絡(luò)表的編輯和導(dǎo)入

17、4.4.1 設(shè)置同步比較規(guī)則在 PCB 編輯器，執(zhí)行【Project】【Project Options】菜單命令，進(jìn)入 Optionsfor PCB Project.(可供選擇的電路板項(xiàng)目.)框。選擇 Comparator（比較），在該選項(xiàng)卡中可以對(duì)同步比較規(guī)則進(jìn)行設(shè)置，。同步器的主要作用是完成原理圖與 PCB 圖之間的同步更新，即可以完成任何兩個(gè)文件之間的同步更新，可以是兩個(gè) PCB 文件之間，網(wǎng)絡(luò)表文件和 PCB 文件之間，也可以是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)表文件之間的同步更新。同步比較器設(shè)置框4.4.2 導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表（1）打開第 3 章所設(shè)計(jì)的“防盜器.PrjPCB”項(xiàng)目文件，“防盜器電路.SchDoc”原

18、理圖也隨項(xiàng)目文件一起進(jìn)入 Project 面板中，在“防盜器.PrjPCB”項(xiàng)目文件中新添加一個(gè) PCB 文件，并命名為“防盜器電路.PcbDoc”，使之處于當(dāng)前的工作窗口中。(2)在原理圖編輯界面中，執(zhí)行【Design】【Update PCB防盜器電路.PcbDoc】更新 PCB 文件菜單命令，系統(tǒng)將對(duì)原理圖和 PCB 圖的網(wǎng)絡(luò)報(bào)表進(jìn)行比較，并彈出一個(gè) Engineering Change Order（工程變更順序）框，?！肮こ套兏樞颉笨颍?）單擊按鈕，系統(tǒng)將掃描所有的改變，看能否在 PCB 文件上執(zhí)行所有的改變。若能執(zhí)行，所對(duì)應(yīng)的 Check（檢查）欄中將顯示標(biāo)記。標(biāo)記說明這些改變都是合

19、法的，標(biāo)記說明此改變是不可執(zhí)行的，需要返回到以前的步驟中進(jìn)行修改，然后重新進(jìn)行更新。（4）進(jìn)行校驗(yàn)后單擊按鈕，系統(tǒng)將完成網(wǎng)絡(luò)表的導(dǎo)入，同時(shí)在每一項(xiàng)的Done（完成）欄中顯示標(biāo)記，提示導(dǎo)入成功，。掃描設(shè)計(jì)改變及校驗(yàn)（5）單擊按鈕關(guān)閉該框，這時(shí)可以看到在 PCB 圖布線框的右側(cè)出現(xiàn)了導(dǎo)入的所有元器件的封裝模型。在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表時(shí)，原理圖中的元器件并不直接導(dǎo)入到用戶繪制的布線框中，而是位于布線框的外面?？赏ㄟ^自動(dòng)布局操作，系統(tǒng)將自動(dòng)將元器件放置在布線框內(nèi)。當(dāng)然，用戶也可以手工拖動(dòng)元器件到布線框內(nèi)。4.4.3 原理圖與 PCB 圖的同步更新（1）打開上一節(jié)的“防盜器電路.PcbDoc”文件，使之處于當(dāng)前的

20、工作窗口中。（2）執(zhí)行【Design】【Update Schematics in 防盜器.PrjPCB】更新原理圖菜單命令，系統(tǒng)將對(duì)原理圖和 PCB 圖的網(wǎng)絡(luò)報(bào)表進(jìn)行比較，并彈出一個(gè)框，顯示比較結(jié)果并提示用戶確認(rèn)是否查看二者的區(qū)別。（3）單擊 Yes 按鈕，進(jìn)入“查看比較結(jié)果”框。在該框中，可以查看詳細(xì)的比較結(jié)果，了解二者的區(qū)別。（4）單擊 Continue 按鈕，系統(tǒng)將彈出一個(gè)比較結(jié)果窗口，。用戶可以單擊 Yes 按鈕更新 PCB 圖。單擊No 按鈕或Cancel 按鈕關(guān)閉該框而不進(jìn)行任何更新操作。比較更新結(jié)果（5）選擇按鈕之后，將彈出一個(gè) Engineering Change Order（

21、工程變更順序）框，先后單擊按鈕和按鈕，系統(tǒng)將完成網(wǎng)絡(luò)表的更新導(dǎo)入。PCB 元器件的布局自動(dòng)布局約束參數(shù)自動(dòng)布局的參數(shù)設(shè)計(jì)在 PCB Rules and Constras Editor（PCB 規(guī)則和約束編輯器）框中進(jìn)行。在主菜單中，執(zhí)行【Design】【Rules】菜單命令，打開PCB Rules and Constras Editor框，單擊規(guī)則列表中的 Placement 布局，對(duì)其中的子規(guī)則逐項(xiàng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。4.5.2 元器件的自動(dòng)布局（1）在已經(jīng)導(dǎo)入了網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝的“防盜器.PcbDoc”PCB 編輯器內(nèi)，。通過后面步驟設(shè)定好自動(dòng)布局參數(shù)。導(dǎo)入的網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝（2）在 Kee

22、p-Out Layer（布線層）設(shè)置布線框。（3）執(zhí)行【Tools】【Component Placement】【AutoPlace.】自動(dòng)布局菜單命令，系統(tǒng)彈出的 Auto Place（自動(dòng)布局）框?！白詣?dòng)布局”框自動(dòng)布局有兩種方式：Clustlacer（成組布局）方式和 Sistical Placer（統(tǒng)計(jì)布局）方式。4.5.3 推擠式自動(dòng)布局（1）在進(jìn)行推擠式布局前，首先要設(shè)定推擠式布局的深度參數(shù)。執(zhí)行【Tools】【Component Placement】【Set Shove Depth.】設(shè)置推擠深度菜單命令，即可打開 Shove Depth（推擠深度）框，。設(shè)置完成后單擊按鈕關(guān)閉該框

23、。推擠深度框（2）執(zhí)行【Tools】【Component Placement】【Shove】推擠菜單命令，即可開始推擠式布局操作。這時(shí)光標(biāo)會(huì)變成“形，選擇基準(zhǔn)元器件，移動(dòng)光標(biāo)到所選元件上，然后單擊鼠標(biāo)左鍵，系統(tǒng)將根據(jù)用戶設(shè)置的 Shove Depth 推擠基準(zhǔn)元器件周圍的元器件，使之處于安全間距之外。（3）此時(shí)光標(biāo)仍處于激活狀態(tài)，單擊其他的元件可繼續(xù)進(jìn)行推擠式布局操作。（4）單擊鼠標(biāo)右鍵或者按下 Esc 鍵，退出推擠式布局操作。此外，對(duì)于元器件數(shù)目比較少的 PCB，無須對(duì)元器件進(jìn)行推擠式自動(dòng)布局操作。4.5.4 導(dǎo)入自動(dòng)布局文件進(jìn)行布局對(duì)元器件的布局還可以采用導(dǎo)入自動(dòng)布局文件來完成，其實(shí)質(zhì)是導(dǎo)

24、入自動(dòng)布局策略。執(zhí)行【Tools】【Component Placement】【Place From File】導(dǎo)入布局文件菜單命令，彈出的框，從中選擇自動(dòng)布局文件（后綴為 PIK），然后單擊按鈕，即可導(dǎo)入此文件進(jìn)入自動(dòng)布局。導(dǎo)入自動(dòng)布局文件動(dòng)布局框4.5.5 元器件元器件動(dòng)布局是指手動(dòng)調(diào)整元器件的位置。在元器件自動(dòng)布局時(shí)，雖然設(shè)置了自動(dòng)布局的參數(shù)，但是只是對(duì)元件進(jìn)行初步的設(shè)置，自動(dòng)布局后元件的擺放并不整齊，走線的長度也不是最短，PCB 布線效果也不夠完美，因此需要對(duì)元器件的布局進(jìn)一步調(diào)整。在 PCB 上，可以通過對(duì)元器件的移動(dòng)來完成手動(dòng)布局的操作，但是單純動(dòng)移動(dòng)不夠精確，不能非常整齊地放置元件

25、。為此 PCB 編輯器提供了專門動(dòng)布局操作，可以通過 Edit 菜單下 Align 子菜單中令來完成，。Align 子菜單PCB 布線設(shè)置 PCB 自動(dòng)布線規(guī)則Altium Designer 10 在 PCB 編輯器中，為用戶提供了 10 大類 49 種設(shè)計(jì)規(guī)則，包括元器件的電氣特性、走線寬度、走線拓?fù)洳季?、表貼焊盤、阻焊層、電源層、測(cè)試點(diǎn)、電路板制作、元器件布局、信號(hào)完整性等設(shè)計(jì)過程中的方方面面。在進(jìn)行自動(dòng)布線之前，用戶首先應(yīng)對(duì)自動(dòng)布線規(guī)則進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)置。執(zhí)行【Design】【Rules】規(guī)則菜單命令，即可打開 PCB Rules and ConstrasEditor（印制電路板的規(guī)則和約束

26、編輯器）框，?！坝≈齐娐钒宓囊?guī)則和約束編輯器”框1.Electrical（電氣類）規(guī)則該類規(guī)則主要用于 DRC 電氣校驗(yàn)。當(dāng)布線過程中電氣特性規(guī)則時(shí)，DRC 校驗(yàn)器將自動(dòng)提示用戶。該類規(guī)則包括 4 種設(shè)計(jì)規(guī)則。單擊“Electrical”電氣選項(xiàng)，框右側(cè)將只顯示該類的設(shè)計(jì)規(guī)則，如圖 4-50 所示。2.Clearance（安全間距）規(guī)則安全間距規(guī)則是設(shè)置具有電氣特性對(duì)象之間間距的規(guī)則，。在 PCB 上，具有電氣特性的對(duì)象包括導(dǎo)線、焊盤、過孔和銅箔填充區(qū)等，在規(guī)則設(shè)置時(shí)可以選擇規(guī)則的對(duì)象和具體的間距值，對(duì)象可以是導(dǎo)線與導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與焊盤之間、焊盤與焊盤之間。Clearance 安全間距規(guī)則3.

27、Width（走線寬度限制）欄框走線寬度限制欄的布線寬度分為 Max Width（最大線寬）、Min Width（最小線寬）和 Preferred Width（首選線寬）3 種，主要是為了方便修改布線寬度。選中 Characteristic Impedance Driven Width 復(fù)選框時(shí)，將顯示其阻抗驅(qū)動(dòng)屬性：pedance（最大阻抗）、Min Impedance（最小阻抗）和 Preferred Impedance（首選阻抗）。4.Routing Topology（走線拓?fù)洳季郑┮?guī)則走線拓?fù)洳季忠?guī)則用來選擇走線的拓?fù)洌?。在設(shè)置該項(xiàng)規(guī)則時(shí)，可以設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中走線采用的拓?fù)洹Ｗ呔€拓?fù)洳季忠?guī)

28、則5.Routing Priority（走線優(yōu)先級(jí)）規(guī)則走線優(yōu)先級(jí)規(guī)則用來設(shè)置布線優(yōu)先級(jí)，。在該框中，可以設(shè)置每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)走線的優(yōu)先級(jí)。在 PCB 上空間有限，通過設(shè)置走線的優(yōu)先級(jí)可以決定導(dǎo)線占用空間的先后。設(shè)置規(guī)則時(shí)可以針對(duì)單個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置優(yōu)先級(jí)。Altium Designer1 10提供了 0100 共 101 種優(yōu)先級(jí)選擇，其中“0”表示優(yōu)先級(jí)最低，“100”表示優(yōu)先級(jí)最高，默認(rèn)的布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則為所有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先級(jí)為“0”。走線優(yōu)先級(jí)規(guī)則6.Routing Layers（板層布線）規(guī)則板層布線規(guī)則主要設(shè)置允許該布線規(guī)則的層，。板層布線規(guī)則框7.Routing Corners（導(dǎo)線拐角）規(guī)則導(dǎo)線拐

29、角規(guī)則用于對(duì)導(dǎo)線拐角形式進(jìn)行設(shè)置，。PCB 上有 3 種拐角方式，通常情況下會(huì)采用 45的拐角形式。設(shè)置規(guī)則時(shí)可以針對(duì)每個(gè)連接、每個(gè)網(wǎng)絡(luò)或整個(gè) PCB 定義拐角形式。導(dǎo)線拐角規(guī)則8.Routing Via Style（布線過孔）規(guī)則布線過孔規(guī)則用于設(shè)置走線時(shí)采用的過孔的尺寸參數(shù)，。過孔直徑和過孔孔徑都有 3 種定義方式um（最大尺寸）um（最小尺寸）和 Preferred（首選尺寸）。默認(rèn)的過孔直徑為 50mil，過孔孔徑為 28mil。在 PCB 的編輯過程中，可以根據(jù)不同的元器件設(shè)置不同的過孔大小，過孔尺寸應(yīng)參考元件引腳的實(shí)際粗細(xì)來進(jìn)行設(shè)置。布線過孔規(guī)則9.Fanoontrol（走線扇出控

30、制）規(guī)則走線扇出控制規(guī)則用于對(duì)走線時(shí)使用的扇出輸出形式進(jìn)行設(shè)置，。在設(shè)置規(guī)則時(shí)，可以針對(duì)每一個(gè)引腳、每一個(gè)元件或整個(gè) PCB 設(shè)置扇出輸出形式。走線扇出控制規(guī)則10.Differential Pairs Routing（布線對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則）布線對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則用來設(shè)置走線對(duì)的形式，。布線對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)則4.6.2 設(shè)置 PCB 自動(dòng)布線策略（1）執(zhí)行【Auto Route】【Setup】建立菜單命令，即可打開的 SitusRouting Strategies（布線策略）框，在該框中可以設(shè)置 PCB 的自動(dòng)布線策略?！安季€策略”框所謂布線策略，是指在進(jìn)行 PCB 的自動(dòng)布線時(shí)所采取的方法，如探索式布線、迷宮式布

31、線、推擠式拓?fù)洳季€等。自動(dòng)布線的布通率依賴于良好的布局?？蛑辛谐隽四J(rèn)的 5 種自動(dòng)布線策略，對(duì)默認(rèn)的布線策略不可以進(jìn)行編輯和刪除操作。Cleanup：清除策略。Default 2 Layer Board：默認(rèn)的雙面板布線策略。Default 2 Layer With Edge Connectors：默認(rèn)的具有邊緣連接器的雙面布線策略。Default Multi layer Board：默認(rèn)的多層板布線策略。Via Miser:在多層板中盡量減少過孔使用的策略。（2）選中 Lock All Preroutes 復(fù)選框后，所有先前的布線將被鎖定，重新自動(dòng)布線時(shí)將不改變這部分的布線。（3）單擊 A

32、dd 按鈕，系統(tǒng)將彈出的框，在該框中可以添加新的布線策略。添加新布線策略框（4）在 StrategyName 文本框中填寫新建布線策略的名稱，在 StrategyDescription 文本框中填寫對(duì)該布線策略的描述。在這個(gè)文本框的下面可以拖動(dòng)滑塊改變此布線策略允許的過孔數(shù)目，過孔數(shù)目越多自動(dòng)布線越快。（5）選中左邊的 PCB 布線策略列表中的一項(xiàng)，然后單擊按鈕，此布線策略將被添加到右側(cè)當(dāng)前的 PCB 布線策略列表中，被作為新創(chuàng)建的布線策略中的一項(xiàng)。如果想要?jiǎng)h除右欄中的某一項(xiàng)，單擊選中該項(xiàng)后，單擊按鈕即可刪除。單擊按鈕或按鈕可以改變各個(gè)布線策略的優(yōu)先級(jí)，位于最上方的布線策略優(yōu)先級(jí)最高。在 Al

33、tium Designer 10 布線策略列表中，主要有以下幾種布線方式。Adjacent Memory：表示 U 形走線的布線方式，采用這種布線方式時(shí)，自動(dòng)布線器對(duì)相鄰的元器件引腳采用U 形走線方式。Clean Pad Entries：表示清除焊盤冗余走線的布線方式，采用這種布線方式可以優(yōu)化 PCB 的自動(dòng)布線，清除焊盤上多余的走線。Completion：表示競(jìng)爭推擠式拓?fù)涞牟季€方式，采用該布線方式時(shí)，布線器對(duì)布線完全進(jìn)行推擠操作，以避開不在同一網(wǎng)絡(luò)中的過孔和焊盤。Fan out Signal：扇出布線方式，當(dāng)表貼型元件的布線不同的工作層面時(shí)，采用該布線方式可以先從該元件的焊盤引出一段導(dǎo)線，

34、然后通過過孔與其他的工作層面連接。Fan out to Plane：表貼型元器件焊盤采用扇出形式連接到電源層和接地網(wǎng)絡(luò)中。Globally Optimized Main：全局最優(yōu)化拓?fù)洳季€方式。Hug：包圍式布線方式，采用該布線方式時(shí)，自動(dòng)布線器將采取環(huán)繞的布線方式。Layatterns：采用該布線方式將決定同一工作層面的布線是否采用布線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)布線。Main：主推擠式拓?fù)潋?qū)動(dòng)布線，采用該布線方式時(shí)，自動(dòng)布線器對(duì)布線主要進(jìn)行推擠操作，以避開不在同一網(wǎng)絡(luò)中的過孔和焊盤。Memory：啟發(fā)式并行模式布線，采用該布線方式將對(duì)器元器件上的走線方式進(jìn)行最佳的評(píng)估，對(duì)地址線和數(shù)據(jù)線一般采用有規(guī)律的并行走線方式。Multilayer Main：多層板拓?fù)潋?qū)動(dòng)布線方式。Spread：采用這種布線方式時(shí)，自動(dòng)布線器自動(dòng)使位于兩個(gè)焊盤之間的走線處于正中間的位置。Straighten：采用這種布線方式時(shí)，自動(dòng)布線器布線時(shí)將盡量走直線。單擊按鈕，可以進(jìn)行布線規(guī)則的設(shè)置。單擊按鈕，即可完成布線策略的設(shè)置。4.6.3 電路板自動(dòng)布線（1）執(zhí)行【Auto Route】【All.】菜單命令，