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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
本文标题:第6章双面印制电路板设计举例
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