8AD15印制電路板的布線設(shè)計(jì)課件

1、第8章 印制電路板的布線設(shè)計(jì)8.1 放置布線工具8.1.1 放置焊盤(pán)8.1.2 放置導(dǎo)線8.1.3 放置圓及圓弧導(dǎo)線8.1.4 放置過(guò)孔8.1.5 放置矩形填充8.1.6 放置敷銅8.1.7 放置直線8.1.8 放置字符串8.1.9 放置位置坐標(biāo)8.1.10 放置尺寸標(biāo)注8.1.11 放置元器件封裝8.2 自動(dòng)布線規(guī)則設(shè)置8.2.1 電氣規(guī)則設(shè)置8.2.2 布線規(guī)則設(shè)置8.2.3 導(dǎo)線寬度規(guī)則及優(yōu)先級(jí)的設(shè)置8.2.4 布線拓?fù)渥右?guī)則設(shè)置8.2.5 布線優(yōu)先級(jí)子規(guī)則設(shè)置8.2.6 布線層子規(guī)則設(shè)置8.2.7 布線拐角子規(guī)則設(shè)置8.2.8 過(guò)孔子規(guī)則設(shè)置8.2.9 扇出布線子規(guī)則設(shè)置8.2.10

2、差分對(duì)布線子規(guī)則設(shè)置8.2.11 規(guī)則設(shè)置向?qū)?.3 自動(dòng)布線策略設(shè)置8.4 PCB自動(dòng)布線8.5 手動(dòng)調(diào)整布線8.6 補(bǔ)淚滴8.7 思考與練習(xí)8.1 放置布線工具把所有的工作全部交給Altium Designer系統(tǒng)來(lái)自行完成是不現(xiàn)實(shí)的。絕大多數(shù)情況下，設(shè)計(jì)者還需要手工完成布局、放置、布線、調(diào)整等操作。在PCB板上放置元器件、導(dǎo)線、焊盤(pán)、字符串等等圖元是開(kāi)展PCB設(shè)計(jì)需要掌握的最基本技能。Altium Designer為用戶提供了豐富的圖元放置和調(diào)整工具，如放置導(dǎo)線、焊盤(pán)、過(guò)孔、字符串、尺寸標(biāo)注，或者繪制直線、圓弧等，這些操作可通過(guò)使用前面所講過(guò)的【布線】工具欄和【實(shí)用工具】欄所提供的快捷操

3、作或命令完成。此外，還可以使用【放置】菜單進(jìn)行圖元放置。顯然，這種方式效率較低。8.1.1 放置焊盤(pán)【例8-1】放置焊盤(pán)操作。（1）在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中，執(zhí)行【放置】/【焊盤(pán)】命令，此時(shí)光標(biāo)變成十字型，并帶有一個(gè)焊盤(pán)。（2）移動(dòng)光標(biāo)到PCB板的合適位置，單擊鼠標(biāo)即可完成放置。此時(shí)PCB編輯器仍處于放置焊盤(pán)的命令狀態(tài)，移動(dòng)到新的位置，可進(jìn)行連續(xù)放置，如圖所示。8.1.2 放置導(dǎo)線1.導(dǎo)線的放置【例8-2】導(dǎo)線的放置。2.導(dǎo)線的屬性設(shè)置8.1.3 放置圓及圓弧導(dǎo)線圓弧可以作為特殊形狀的導(dǎo)線布置在信號(hào)層，也可以用來(lái)定義邊界或繪制一些特殊圖形。在PCB編輯器中，系統(tǒng)為用戶提供了如圖所示4種放置圓及圓弧的

4、方法，分別是：中心法放置圓弧邊沿法放置90圓弧放置任意角度圓弧放置圓環(huán)【例8-3】邊沿法繪制圓弧。8.1.3 放置圓及圓弧導(dǎo)線8.1.4 放置過(guò)孔【例8-4】放置過(guò)孔操作（1）執(zhí)行【放置】/【過(guò)孔】命令，此時(shí)光標(biāo)變成十字型，并帶有一個(gè)過(guò)孔，移動(dòng)光標(biāo)到合適位置處，單擊鼠標(biāo)即可完成放置。（2）雙擊所放置的過(guò)孔，或者在放置過(guò)程中按Tab鍵，可以打開(kāi)如圖所示的【過(guò)孔】屬性對(duì)話框。8.1.5 放置矩形填充【例8-5】放置矩形填充。8.1.6 放置敷銅【例8-6】放置敷銅8.1.7 放置直線這里的直線，我們一般多指與電氣網(wǎng)絡(luò)無(wú)關(guān)的線，可以放置在不同的工作層面，例如在機(jī)械層繪制PCB板的外形輪廓，在禁止布線

5、層繪制電氣邊界，在絲印層繪制說(shuō)明圖形等。 執(zhí)行【放置】/【走線】命令，都可以開(kāi)始直線的放置操作，具體過(guò)程以及屬性的設(shè)置與上面介紹的導(dǎo)線基本相同。8.1.8 放置字符串【例8-7】放置字符串。1）執(zhí)行【放置】/【字符串】命令，光標(biāo)變成十字型，并帶有一個(gè)“String”的字符串，如圖所示。8.1.9 放置位置坐標(biāo)執(zhí)行【放置】/【坐標(biāo)】命令，此時(shí)光標(biāo)變成十字型，并帶有一個(gè)位置坐標(biāo)，隨光標(biāo)的移動(dòng)而變化，移動(dòng)光標(biāo)到需要放置坐標(biāo)的位置，單擊鼠標(biāo)即可進(jìn)行放置，如圖所示。8.1.10 放置尺寸標(biāo)注【例8-8】放置直線尺寸標(biāo)注8.1.11 放置元器件封裝【例8-9】放置元件封裝8.2 自動(dòng)布線規(guī)則設(shè)置自動(dòng)布線的

6、規(guī)則設(shè)置是在Altium Designer的PCB編輯器中，執(zhí)行【設(shè)計(jì)】/【規(guī)則】命令，即可打開(kāi)【PCB規(guī)則及約束編輯器】對(duì)話窗。也可以在PCB設(shè)計(jì)環(huán)境中單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇【設(shè)計(jì)】/【規(guī)則】，打開(kāi)【PCB規(guī)則及約束編輯器】對(duì)話窗，如圖所示。8.2.1 電氣規(guī)則設(shè)置1.電氣規(guī)則設(shè)置 打開(kāi)【PCB規(guī)則及約束編輯器】對(duì)話框，在左邊窗口中，單擊【Electrical】前面的“+”符號(hào)，可以看到需要設(shè)置的電氣子規(guī)則有4項(xiàng)，如圖所示。1. “Clearance”（安全間距）子規(guī)則 【Clearance】規(guī)則主要用來(lái)設(shè)置PCB板設(shè)計(jì)中導(dǎo)線、焊盤(pán)、過(guò)孔以及敷銅等導(dǎo)電對(duì)象之間的最小安全間隔。8.2.1 電氣規(guī)則

7、設(shè)置2.“Short-Circuit”（短路）子規(guī)則 【Short-Circuit】規(guī)則主要用于設(shè)置PCB板上的不同網(wǎng)絡(luò)間的導(dǎo)線是否允許短路。3.“Un-Routed Net”（未布線網(wǎng)絡(luò)）子規(guī)則 【Un-Routed Net】規(guī)則主要用于檢查PCB板中用戶指定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)是否自動(dòng)布線成功，對(duì)于沒(méi)有布通或者未布線的網(wǎng)絡(luò)，將使其仍保持飛線連接狀態(tài)。8.2.1 電氣規(guī)則設(shè)置4.“Un-Connected Pin”（未連接引腳）子規(guī)則 【Un-Connected Pin】規(guī)則主要用于檢查指定范圍內(nèi)的元件引腳是否均已連接到網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于未連接的引腳，給予警告提示，顯示為高亮狀態(tài)。8.2.2 布線規(guī)則設(shè)置單

8、擊【Routing】前面的“+”符號(hào)，展開(kāi)布線規(guī)則，可以看到有8項(xiàng)子規(guī)則，如圖所示。8.2.3 導(dǎo)線寬度規(guī)則及優(yōu)先級(jí)的設(shè)置【例8-10】導(dǎo)線寬度規(guī)則及優(yōu)先級(jí)的設(shè)置實(shí)例：定義2個(gè)導(dǎo)線寬度規(guī)則，一個(gè)適用于整個(gè)PCB，另一個(gè)則適用于電源網(wǎng)絡(luò)和接地網(wǎng)絡(luò)。8.2.4 布線拓?fù)渥右?guī)則設(shè)置【Routing Topology】（布線拓?fù)洌┮?guī)則主要用于設(shè)置自動(dòng)布線時(shí)導(dǎo)線的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)邏輯。8.2.5 布線優(yōu)先級(jí)子規(guī)則設(shè)置【Routing Priority】（布線優(yōu)先級(jí)）規(guī)則主要用于設(shè)置PCB網(wǎng)絡(luò)表中布通網(wǎng)絡(luò)布線的先后順序，設(shè)定完畢后，優(yōu)先級(jí)別高的網(wǎng)絡(luò)先進(jìn)行布線，優(yōu)先級(jí)別低的網(wǎng)絡(luò)后進(jìn)行布線，規(guī)則設(shè)置窗口如圖所示。8.

9、2.6 布線層子規(guī)則設(shè)置【Routing Layers】（布線層）規(guī)則主要用于設(shè)置在自動(dòng)布線過(guò)程中允許進(jìn)行布線的工作層，一般情況下用在多層板中，規(guī)則設(shè)置窗口如圖所示。8.2.7 布線拐角子規(guī)則設(shè)置【Routing Corners】（布線拐角）規(guī)則主要用于設(shè)置自動(dòng)布線時(shí)的導(dǎo)線拐角模式，通常的情況下，為了提高PCB板的電氣性能，在PCB布板時(shí)應(yīng)盡量減少“直角導(dǎo)線”的存在，這個(gè)規(guī)則的設(shè)置窗口如圖所示。8.2.8 過(guò)孔子規(guī)則設(shè)置【Routing Via Style】（過(guò)孔）規(guī)則主要用于設(shè)置自動(dòng)布線時(shí)采用的過(guò)孔尺寸，設(shè)置窗口如圖所示。8.2.9 扇出布線子規(guī)則設(shè)置如圖所示，是【Fanout_BGA】規(guī)則

10、的設(shè)置窗口。8.2.10 差分對(duì)布線子規(guī)則設(shè)置【Differential Pairs Routing】(差分對(duì)布線)規(guī)則主要用于對(duì)一組差分對(duì)設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)，設(shè)置窗口如圖所示。8.2.11 規(guī)則設(shè)置向?qū)?.3 自動(dòng)布線策略設(shè)置執(zhí)行【自動(dòng)布線】/【設(shè)置】命令，則打開(kāi)如圖所示【Situs布線策略】窗口。該窗口分為上下兩部分，分別是【布線設(shè)置報(bào)告】窗口和【布線策略】窗口。8.4 PCB自動(dòng)布線 自動(dòng)布線的命令全部集中在【自動(dòng)布線】子菜單中，如圖所示。使用這些命令，設(shè)計(jì)者可以指定自動(dòng)布線的不同范圍，并且可以控制自動(dòng)布線的有關(guān)進(jìn)程，如終止、暫停、重置等。8.4 PCB自動(dòng)布線1.指定范圍的自動(dòng)布線【全部】

11、【網(wǎng)絡(luò)】【網(wǎng)絡(luò)類】【連接】【區(qū)域】【Room】【元件】【器件類】【選中對(duì)象的連接】【選擇對(duì)象之間的連接】2.扇出操作3.自動(dòng)布線進(jìn)程控制 在【自動(dòng)布線】命令欄中，還有如下幾個(gè)命令，用于控制自動(dòng)布線的進(jìn)程?！就Ｖ埂浚河糜诮K止PCB板的自動(dòng)布線。【復(fù)位】：重新設(shè)置自動(dòng)布線的規(guī)則及參數(shù)，并再次開(kāi)始自動(dòng)布線?！綪ause】：暫停當(dāng)前的自動(dòng)布線。4. 全局自動(dòng)布線 在對(duì)電路板設(shè)置好自動(dòng)布線規(guī)則、選擇好自動(dòng)布線策略之后，就可以開(kāi)始自動(dòng)布線的實(shí)際操作了。由上面的菜單命令我們知道，自動(dòng)布線可以對(duì)整個(gè)電路板全局進(jìn)行，也可以只對(duì)指定的網(wǎng)絡(luò)或元件等局部進(jìn)行。8.5 手動(dòng)調(diào)整布線1.手動(dòng)調(diào)整的內(nèi)容修改拐角過(guò)多的布線。

12、引腳之間的連線應(yīng)盡量短是PCB板布線的一項(xiàng)重要原則，而自動(dòng)布線由于算法的原因，導(dǎo)致布線后的拐角過(guò)多，許多連線往往走了不必要的路徑。移動(dòng)放置不合理的導(dǎo)線。例如：在芯片引腳之間穿過(guò)的電源線和地線、在散熱器下方放置的導(dǎo)線等，為了避免發(fā)生短路，應(yīng)盡量調(diào)整它們的位置。刪除不必要的過(guò)孔。自動(dòng)布線過(guò)程中，系統(tǒng)有時(shí)會(huì)使用過(guò)多的過(guò)孔來(lái)完成布線，而過(guò)孔在產(chǎn)生電容的同時(shí)，往往也會(huì)因加工過(guò)程中的毛刺而產(chǎn)生電磁輻射，因此，應(yīng)盡量減少過(guò)孔。2.手工調(diào)整的方法 手工調(diào)整可以采用系統(tǒng)提供的相關(guān)菜單命令，如取消布線命令、清除網(wǎng)絡(luò)命令等，也可以直接使用一些編輯操作，如選中、刪除、復(fù)制等。值得一提的是，對(duì)于某些不需要?jiǎng)h除但需要移動(dòng)的布線，系統(tǒng)特為設(shè)計(jì)者提供了拖動(dòng)時(shí)保持角度這一新增功能，以便在拖動(dòng)現(xiàn)有布線時(shí)，能夠保持相鄰線段的角度，保證布線的質(zhì)量。8.6 補(bǔ)淚滴所謂補(bǔ)淚滴，就是在銅膜導(dǎo)線與焊盤(pán)或者過(guò)孔交接的位置處，特別地將銅膜導(dǎo)線逐漸加寬的一種操作，由于