Protel 99 SE印制电路板设计与仿真 电子教案

第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SEPCB设计规则PCB设计的高级技巧12第8章PCB设计规则及应用技巧PCB设计规则PCB设计高级技巧Protel99SE8.1PCB设计规则PCB设计规则给PCB的布局、布线等过程提供了设计依据，合理地设置设计规则会提高布线的质量与布通率。执行“Design/Rules”菜单命令，进入设计规则设置界面。Protel99SE的PCB共有六种设计规则，相应有六个设计规则选择标签，分别用来给不同的设计过程设置PCB规则。六种设计规则的界面基本相同。8.1.1概述设计规则选择标签每种设计规则的具体分类当前选中规则当前选中规则解释当前规则文字解释当前规则图示已定义规则添加新规则删除规则规则分类编辑规则第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE点击不同的设计规则选择标签，进入相应的设计规则设置界面。在每种设计规则下，又分了多类具体的详细规则，双击选定的具体设计规则或单击“Add…”按钮，进入详细规则的设置界面。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE设计规则设置界面编辑规则规则应用范围规则名称规则属性值规则最大值规则最小值规则默认值PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE8.1.2PCB设计规则1.布线规则(Routing)布线规则给PCB自动布线器提供了布线时的参考依据，PCB自动布线器根据这些参数进行布线。共有十类自动布线规则。点击布线规则选择标签，进入布线规则设置界面。默认的当前选中规则为安全间距规则。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线设计规则界面共有十类布线设计规则当前选中将要设置的规则给当前选中的规则添加新规则PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE设定同一工作层面上两种（两个）图元之间的最小距离，可以对整个电路板设置一个安全间距，也可以分别对不同的图元间设置不同的安全间距。安全间距规则（ClearanceConstraint）一般PCB板的安全间距可设为8mil～10mil，较稀疏的PCB板可以设置12mil以上。目前4mil以下的安全间距对生产来说是难以实现的。单击“Add…”按钮或双击该选项，进入安全间距设置界面。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE安全间距规则设置界面图元A的选取范围图元B的选取范围图元A、Ｂ间的最小间距应用规则的网络规则名称PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE根据PCB的设计要求，可以对不同的图元，设定不同的安全间距值。如可以设置顶层导线和元件之间的安全间距为50mil，之后再通过添加规则设置底层所有图元的安全间距为20milPCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE用于设置布线时导线的拐角形状和拐角尺寸。有3种拐角模式，通过“Style”下拉菜单选择：“90Degrees”（90°角）、“45Degrees”（45°角）和“Rounded”（圆角）。单击“Add…”按钮或双击该项进入设置界面拐角模式规则（RoutingCorners）PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE拐角模式规则设置界面拐角模式规则的范围选取拐角角度圆角或45°角的角度缩进值范围PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线工作层规则（RoutingLayers）设置布线的工作层面及走线方向。只能对已定义的信号层设置规则（界面中用黑色表示）。通常相邻两层的走线方向要互相垂直，避免由于走线平行而产生分布电容效应。多层板的电源层不在这里设置，而是在层堆栈管理器（LayerStackManager）中进行。单击“Add…”按钮或双击该项进入设置界面PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线工作层规则设置界面未定义的布线层已定义的布线层PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线优先级规则（RoutingPriority）布线优先级指对各个网络布线的先后顺序。优先级高的网络先布线，优先级低的网络后布线。Protel99SE提供了0～100共101个优先级选择，数字0代表最低优先级，100代表最高优先级。界面直观，不单独展示。对有特殊要求的信号可以设置较高的优先级。一般将高速信号时钟线设置为最高的优先级。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线拓扑结构规则（RoutingTopology）设置布线时网络采用的拓扑结构，即布线时网络上各个管脚之间（PintoPin）的连接顺序关系。单击“Add…”按钮或双击该项进入设置界面。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线拓扑结构规则设置界面选取拓扑结构PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE（1）最短连线（Shortest）：生成一组最短的连接，将网络上的各引脚连接起来。也是系统默认的拓扑结构。（2）水平连线（Horizontal）：生成一组连接将网络上的各引脚连接起来，并且在水平方向连线最短。（3）垂直连线（Vertical）：生成一组连接将网络上的各引脚连接起来，并且在垂直方向连线最短。共有7种拓扑结构：PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE（4）单菊花链形（Daisy-Simple）：生成连接关系时将源点和终点之间的网络上的各引脚连接起来，且使连线最短。该拓扑结构需要指出源点Source和终点Terminator。单菊花链形拓扑结构PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE（5）中间向外的菊花链形（Daisy-Mid-Driven）：生成连接关系时，以连接的源点Source为中心，向两边的终点Terminator连接网络上的各引脚，把中间节点数量均匀分配给两边的终点，且连线最短。中间向外的菊花链形拓扑结构PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE生成连接关系时，将中间节点Load数平均分组，组的数目和终点数目一样多，每组的中间节点和一个终点连接，组间串联在一起，且连线最短，所有的组最终都连接在同一个源点上，多个源点接在一起。平蘅菊花链形拓扑结构（6）平衡菊花链形（Daisy-Balanced）：PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE（7）放射星形（Starburst）：生成连接关系时，试着轮流以网络中每个节点作为源点连接其他各节点，以连线最短的一组作为布线的连接关系。这时中间节点和终点性质相同。放射星形拓扑结构PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE菊花链形拓扑结构布线时导线从源端开始（一般为信号的发送端）按顺序一个接一个地到达终端（一般为信号的接收端）。从源端到达终端的导线长度不一定相同，导致每个终端接收到的信号不一定同步，但在控制走线上的谐波干扰方面效果很好。放射星形布线则可以解决信号的同步问题。另外在PCB设计过程中，处理多点共地问题时往往也要采用放射星形拓扑结构。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE设置过孔外径和内径的最小值、最大值及首选值。其中首选值最重要，该值要在最大值、最小值之间。过孔类型规则（RoutingViaStyle）一般信号过孔的内外径通常分别为16mil和30mil，电源和地的过孔内外径稍大些，通常分别为28mil和50mil。过孔的内径最小不能小于8mil。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE过孔类型规则设置界面外径取值范围内孔径取值范围PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SESMD的焊盘底座宽度与布线宽度比值规则（SMDNeck-DownConstraint）设置表面贴装器件（SMD）的焊盘底座宽度与布线宽度的最大比值限制。以百分比形式设置布线宽度与焊盘底座宽度的最大比值。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SESMD焊盘底座宽度与布线宽度比值规则百分比形式的最大比值限制PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SESMD器件焊盘与导线拐角处最小间距规则（SMDToCornerConstraint）设置表面贴装器件的焊盘与引出导线的拐角处允许的最小间距。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE最小间距值SMD焊盘与导线拐角处最小间距规则PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SESMD器件到电源层的连线距离（SMDToPlaneConstraint）设置表面贴装元件连接到电源层时，表面贴装器件的焊盘到连接电源层的过孔之间的最短距离限制。这个距离过小易造成表面贴装器件的虚焊。设置界面和前面SMD器件焊盘与导线拐角处最小间距规则界面基本相同。不再展示。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线宽度规则（WidthConstraint）设置布线时导线的最大宽度和最小宽度允许值。最小值和最大值用于在线电气规则检查（DRC）过程。而首选值用于手工布线和自动布线过程。设置界面和前面的界面基本相同。不再展示。一般电源线的线宽取20mil～50mil，地线取20mil～80mil，而整个板（优先级最低）的线宽一般取8mil～13mil，最小可以是4mil～6mil。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE布线设计规则“Routing”中，布线工作层面“RoutingLayers”是必须设置的，安全间距“ClearanceConstraint”和布线宽度“WidthConstraint”必须至少有一项是设置的。小节:PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE2．制造设计规则（Manufacturing）设置与电路板制作有关的规则，共有11类制造设计规则。界面构成与布线设计规则相同，各类规则的编辑和应用范围的设置方法也与布线设计规则类似。点击“Manufacturing”选择标签，进入制造设计规则设置界面。默认的当前选中规则为锐角限制规则。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE制造设计规则界面共有十一类制造设计规则当前选中将要设置的规则给当前选中的规则添加新规则PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE双击“AcuteAngleConstraint”选项或单击“Add…”按钮，进入锐角限制规则设置界面。锐角限制规则（AcuteAngleConstraint）设定导线间夹角的最小值，如果导线间夹角过小，可能导致拐角尖端过度蚀刻的现象发生。所以导线尽可能拐大于90°的角，不采用直角和锐角。PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE锐角限制规则设置界面最小角度PCB设计规则PCB设计高级技巧第8章PCB设计规则及应用技巧Protel99SE双击“HoleSizeConstraint”选项或单击“Add…”按钮，进入孔径尺寸规则设置界面。孔径尺寸限制规则（HoleSizeConstraint）设置孔径尺寸的范围。用绝对值来表示，也可以用百分比来表示。过孔