PCB設(shè)計第七講課件

主要內(nèi)容第一節(jié)創(chuàng)建PCB文件第二方法第二節(jié)PCB布線技巧第三節(jié)PCB設(shè)計技巧第四節(jié)PCB設(shè)計規(guī)則第七講PCB設(shè)計技巧提高第五節(jié)創(chuàng)建PCB文件第二方法一、在工程中創(chuàng)建PCB文檔打開工程文件和原理圖文件例如：打開多通道設(shè)計工程文件和多通道原理圖創(chuàng)建新的PCB文件。方法：執(zhí)行命令

File→New→PCB新建一個名稱為“PCB1.PcbDoc”的PCB文件。將新建的PCB文檔保存為“多路濾波器.PcbDoc”文件。新創(chuàng)建的PCB文件二、設(shè)置PCB板打開電路板選項設(shè)置對話框執(zhí)行Design→BoardOptions…命令，打開BoardOptions對話框。電路板選項設(shè)置對話框重新定義的PCB板區(qū)域四、繪制電路板外形輪廓單擊工作區(qū)下部的Keep-OutLayer層標簽，選擇KeepOutLayer層。執(zhí)行PlaceLine命令在KeepOut層繪制布線的矩形區(qū)域。繪制KeepOut層布線區(qū)域五、設(shè)置電路板層數(shù)執(zhí)行Design→LayerStackManager命令，打開電路板層數(shù)設(shè)置對話框。在“LayerStackManager”對話框中勾選“TopDielectric”復選項和“BottomDielectric”復選項，設(shè)置電路板為有阻焊層的雙層板，單擊“Ok”按鈕。電路板層數(shù)設(shè)置對話框?qū)朐驪CB工作區(qū)內(nèi)容布局布線調(diào)整…

…完成練習

用第二種方法創(chuàng)建PCB板，并多通道濾波工程的元件導入到PCB板，并把器件移入到設(shè)計區(qū)域內(nèi)。第二節(jié)PCB布線技巧一、控制拐角的類型

在交互式布線過程中，有不同拐角類型，當在Preferences對話框里的PCBEditor中，InteractiveRouting下的Restrictto90／45模式的復選框不被選擇，圓形拐角和任意角度拐角就可用。任意角度450450圓角900900圓角“Ctrl”+“Shift”+“Space”可改變拐角類型，改變的順序為：任意角度450450圓角900900圓角使用“Ctrl”+“Shift”+“?！笨旖萱I或“Ctrl”+“Shift”+“，”快捷鍵可以增加或減小控制。1．圍繞障礙物走線(WalkaroundConflictingObject)該模式下軟件試圖跟蹤光標尋找路徑繞過存在的障礙，它根據(jù)存在的障礙來尋找一條繞過障礙的布線的方法。圍繞障礙物的走線模式依據(jù)障礙實施繞開的方式進行布線，該方法有以下兩種緊貼障礙模式。①最短長度——試圖以最短的線路繞過障礙；②最大緊貼——繞過障礙布線時保持線路緊貼現(xiàn)存的對象。緊貼模式可通過快捷鍵Shift＋H切換。2．推擠障礙物(PushConflictingObject)該模式下軟件將根據(jù)光標的走向推擠其他對象（走線和過孔），使得這些障礙與新放置的線路不發(fā)生沖突，如圖所示。如果沖突對象不能移動或經(jīng)移動后仍無法適應新放置的線路，線路將貼近最近的沖突對象且顯示阻礙標志。推擠障礙物3.緊貼并推擠障礙物(HugAndPushConflictingObject)該模式是圍繞障礙物走線和推擠障礙物兩種模式的結(jié)合。軟件會根據(jù)光標的走向繞開障礙物，并且在仍舊發(fā)生沖突時推開障礙物。它將推開一些焊盤甚至是一些已鎖定的走線和過孔，以適應新的走線。如果無法繞行和推開障礙來解決新的走線沖突，布線器將自動緊貼最近的障礙并顯示阻塞標志。顯示阻塞標志5．沖突解決方案的設(shè)置首次布線時應對沖突解決方案進行設(shè)置，在Preferences對話框中，單擊PCBEditor中的InteractiveRouting項，對話框中設(shè)置的內(nèi)容將取決于最后一次交互式布線時使用的設(shè)置。沖突解決方案設(shè)置也可以在交互式布線時按Tab鍵彈出的InteractiveRoutingforNet對話框中進行設(shè)置對話框中對沖突解決方案進行設(shè)置，都會變成下次進行交互式布線時的初始設(shè)置值。交互式布線設(shè)置三、布線中添加過孔和切換板層在AD09交互布線過程中可以添加過孔。過孔只能在允許的位置添加，軟件會阻止在產(chǎn)生沖突的位置添加過孔。1．添加過孔并切換板層在布線過程中按數(shù)字鍵盤的“*”或“+”鍵添加一個過孔并切換到下一個信號層。按“-”鍵添加一個過孔并切換到上一個信號層。該命令遵循布線層的設(shè)計規(guī)則，也就是只能在允許布線層中切換。單擊以確定過孔位置后可繼續(xù)布線。2.添加過孔而不切換板層按“2”鍵添加一個過孔，但仍保持在當前布線層，單擊以確定過孔位置。練習一、練習控制拐角的類型二、練習四種處理布線沖突方法三、練習在交互式布線中添加過孔和切換板層的方法第三節(jié)PCB設(shè)計技巧一、放置淚滴在導線與焊盤或過孔的連接處有一段過渡，過渡的地方成淚滴狀，所以稱它為淚滴。淚滴的作用是：在焊接或鉆孔時，避免應力集中在導線和焊點的接觸點，而使接觸處斷裂，讓焊盤和過孔與導線的連接更牢固。淚滴的Arc和Track兩種形狀放置淚滴的步驟：執(zhí)行tools→Teardrops命令，彈出淚滴設(shè)置對話框二、放置過孔作為安裝孔在低頻電路中，可以放置過孔或焊盤作為安裝孔。執(zhí)行命令Place→Via，進入放置過孔的狀態(tài)，按Tab鍵彈出Via對話框。將過孔直徑(Diameter)改為：6mm將過孔的孔的直徑(Diameter)改為：3mm然后放在PCB板的4個角上放置過孔作為安裝孔SurroundPadsWith選項用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域在焊盤周圍的圍繞模式。其中，Arcs單選項表示采用圓弧圍繞焊盤，Octagons單選項表示使用八角形圍繞焊盤，使用八角形圍繞焊盤的方式所生成的Gerber文件比較小，生成速度比較快。HatchMode用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域中的填充網(wǎng)格式樣，其中共有4個單選項，其功能如下。90Degree表示在多邊形鋪銅區(qū)域中填充水平和垂直的連線網(wǎng)格。45Degree表示用45°的連線網(wǎng)絡填充多邊形。Horizontal表示用水平的連線填充多邊形鋪銅區(qū)域。Vertical用垂直的連線填充多邊形鋪銅區(qū)域。各填充風格的多邊形鋪銅區(qū)域Properties區(qū)域用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域的性質(zhì)，其中的各選項功能如下：Name：鋪銅區(qū)域的名字，一般不用更改。Layer：用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域所在的層。MinPrimLength：編輯框用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域的精度，該值設(shè)置得越小，多邊形填充區(qū)域就越光滑。LockPrimitive：設(shè)置是否鎖定多邊形鋪銅區(qū)域。如果選擇該復選框，多邊形鋪銅區(qū)域就成為一個整體。Locked：設(shè)置是否移動多邊形鋪銅區(qū)域在板上的位置。如果選擇該復選框，移動時給出一個提示信息。IgnoreOn-LineViolations：設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域是否進行在線設(shè)計規(guī)則檢查。NetOptions區(qū)域用于設(shè)置多邊形鋪銅區(qū)域中的網(wǎng)絡，其中的ConnectToNet用于選擇與多邊形鋪銅區(qū)域相連的網(wǎng)絡，一般選擇GND。四、放置尺寸標注1．直線尺寸標注（LinearDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Linear命令。單擊Tab鍵，打開LinearDimension對話框。直線尺寸標注對話框各選項功能：PickGap設(shè)置尺寸線與標注對象間的距離。ExtensionWidth設(shè)置尺寸延長線的線寬。ArrowLength設(shè)置箭頭線長度。ArrowSize設(shè)置箭頭長度（斜線）。LineWidth設(shè)置箭頭線寬。Offset設(shè)置箭頭與尺寸延長線端點的偏移量。Height設(shè)置尺寸字體高度。Rotation設(shè)置尺寸標注線拉出的旋轉(zhuǎn)角度。TextWidth設(shè)置尺寸字體線寬。TextGap設(shè)置尺寸字體與尺寸線左右的間距。Properties區(qū)域用來設(shè)置直線標注的性質(zhì)，其中的選項功能如下：Layer設(shè)置當前尺寸文本所放置的PCB板層。Format設(shè)置當前尺寸文本的放置風格。在下拉列表中選擇尺寸放置的風格共有4個選項。TextPosition設(shè)置當前尺寸文本的放置位置。Unit設(shè)置當前尺寸采用的單位。可以在下拉列表中選擇放置尺寸的單位，系統(tǒng)提供了“mils”、“millimeters”、“Inches”、“Centimeters”和“Automatic”共五個選項，其中“Automatic”項表示使用系統(tǒng)定義的單位。2．角度尺寸標注（AngularDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Angular命令。單擊Tab鍵，打開AngularDimension對話框。角度尺寸標注對話框3．弧度尺寸標注（RadialDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Radial命令。單擊Tab鍵，打開RadialDimension對話框?；《瘸叽鐦俗υ捒?．引線尺寸標注（LeaderDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Leader命令。單擊Tab鍵，打開LeaderDimension對話框。引線尺寸標注對話框5．基準尺寸標注（DatumDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Datum命令。單擊Tab鍵，打開DatumDimension對話框?；鶞食叽鐦俗υ捒?．基線標準尺寸標注（BaselineDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Baseline命令。單擊Tab鍵，打開BaselineDimension對話框。基線尺寸標注對話框7．中心標準尺寸標注（CenterDimension）執(zhí)行Place→Dimension→Center命令。單擊Tab鍵，打開CenterDimension對話框。中心尺寸標注對話框9．軸向直徑尺寸標注（LinearDiameterDimension）執(zhí)行Place→Dimension→LinearDiameter命令。單擊Tab鍵，打開LinearDiameter對話框。軸向直徑尺寸標注8．徑向直徑尺寸標注（RadialDiameterDimension）執(zhí)行Place→Dimension→RadialDiameter命令。單擊Tab鍵，打開RadialDiameter對話框。徑向直徑尺寸標注10.標準尺寸標注標準標注用于任意傾斜角度的直線距離標注，執(zhí)行Place→Dimension→Dimension命令。標準尺寸標注11.坐標標注執(zhí)行Place→Coordinate命令。單擊Tab鍵，打開Coordinate對話框坐標標注對話框12.設(shè)置坐標原點在PCB編輯器中，系統(tǒng)提供了一套坐標系，其坐標原點稱為絕對原點，位于圖紙的最左下角。但在編輯PCB板時，往往根據(jù)需要在方便的地方設(shè)計PCB板，所以PCB板的左下角往往不是絕對坐標原點。AD09提供了設(shè)置原點的工具，用戶可以利用它設(shè)定自己的坐標系。執(zhí)行Edit→Origin→Set命令鼠標箭頭變?yōu)槭止鈽耍趫D紙中移動十字光標到適當?shù)奈恢?，單擊鼠標左鍵，即可將該點設(shè)置為用戶坐標系的原點。如果需要恢復原來的坐標系，執(zhí)行：

Edit→Origin→Reset命令即可。練習一、放置淚滴二、放置過孔作為安裝孔三、布置多邊形敷銅區(qū)域四、放置尺寸標注五、設(shè)置坐標原點第三節(jié)PCB設(shè)計規(guī)則一、設(shè)計規(guī)則概述根據(jù)設(shè)計規(guī)則的適用范圍共分為如下10個類別：“Electrical”——電氣規(guī)則類?！癛outing”——布線規(guī)則類?！癝MT”——SMT元件規(guī)則類?！癕ask”——阻焊膜規(guī)則類。“Plane”——內(nèi)部電源層規(guī)則類。“Testpoint”——測試點規(guī)則類?！癕anufacturing”——制造規(guī)則類?！癏ighSpeed”——高速電路規(guī)則類?！癙lacement”——布局規(guī)則類?！癝ignalIntegrity”——信號完整性規(guī)則類二、打開設(shè)計規(guī)則設(shè)置對話框

在PCB電路板編輯環(huán)境下，執(zhí)行菜單命令DesignRules，系統(tǒng)將彈出如圖所示的PCB設(shè)計規(guī)則和約束)對話框。

設(shè)計規(guī)則設(shè)置對話框

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(shè)計規(guī)則設(shè)置優(yōu)先權(quán)的大小。對設(shè)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，將會彈出如圖所示的菜單。NewRule是新建規(guī)則；DeleteRule是刪除規(guī)則；ExportRules是將規(guī)則導出，將以.rul

為后綴名導出到文件中；

ImportRules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。三、電氣設(shè)計規(guī)則

Electrical（電氣設(shè)計）規(guī)則是設(shè)置電路板在布線時必須遵守，包括：安全距離設(shè)置、短路選項設(shè)置、未布線網(wǎng)絡選項設(shè)置和未連接管腳選項設(shè)置等四個方面的設(shè)置。1.安全距離設(shè)置在Clearance上右擊鼠標，從彈出的快捷菜單中選擇NewRule……選項系統(tǒng)將自動生成名為Clearance的新設(shè)計規(guī)則在WheretheFirstobjectmatches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一個網(wǎng)絡名。同樣的在wheretheSecondobjectmatches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(wǎng)絡名。在Constraints選項區(qū)域中的MinimumClearance文本框里輸入安全距離。單擊Close按鈕，將退出設(shè)置，系統(tǒng)自動保存更改。安全距離設(shè)置完成效果2.短路（ShortCircuit）選項區(qū)域設(shè)置短路設(shè)置就是否允許電路中有導線交叉短路。設(shè)置方法同上，系統(tǒng)默認不允許短路，即取消AllowShortCircuit復選項的選定。3.未布線網(wǎng)絡選項設(shè)置可以指定網(wǎng)絡，檢查網(wǎng)絡布線是否成功，如果不成功，將保持用飛線連接。4.未連接管腳選項設(shè)置對指定的網(wǎng)絡檢查是否所有元件管腳都連線了。四、布線設(shè)計規(guī)則

1．布線寬度（Width

）選項設(shè)置

導線的寬度有三個參數(shù)值可以供設(shè)置，分別為Maxwidth（最大寬度）、PreferredWidth（最佳寬度）、Minwidth（最小寬度）三個值。

布線寬度設(shè)置2.RoutingTopology（布線拓撲結(jié)構(gòu)）選項設(shè)置拓撲規(guī)則定義是采用的布線的拓撲邏輯約束。常用的布線約束為統(tǒng)計最短邏輯規(guī)則，用戶可以根據(jù)具體設(shè)計選擇不同的布線拓撲規(guī)則。最短(Shortest)規(guī)則

水平最短（Horizontal）規(guī)則

垂直最短（Vertical）規(guī)則水平方向連線最短垂直方向連線最短簡單雛菊（Daisysimple）規(guī)則

從一點到另一點連通所有的節(jié)點，并使連線最短。雛菊中點規(guī)則設(shè)置

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。雛菊平衡（DaisyBalanced）規(guī)則

選擇一個源點，將所有的中間節(jié)點數(shù)目平均分成組，所有的組都連接在源點上，并使連線最短。星形（StarBurst）規(guī)則

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。2．布線優(yōu)先級（RoutingRriority）別設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置布線的優(yōu)先次序，設(shè)置的范圍從0~100，數(shù)值越大，優(yōu)先級越高，如圖所示。布線優(yōu)先級設(shè)置3.布線層設(shè)置

該規(guī)則設(shè)置布線板層數(shù)?？蛇x層數(shù)包括頂層和底層布線層，共有32個布線層可以設(shè)置。布線層設(shè)置4.拐角（RoutingCorners）選項設(shè)置45°拐角90°拐角圓形拐角4.過孔（RoutingViaStyle）選項設(shè)置

可設(shè)置的過孔包括過孔直徑viaDiameter和過孔中的通孔直徑ViaHoleSize，包括Maximum（最大值）、Minimum（最小值）和Preferred（最佳值）。設(shè)置時過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，差值一般在10mil以上。5.逃逸式扇出布線（FanoutControl）設(shè)置

逃逸式扇出將嘗試將每個焊盤都布線到其元件的邊緣，這樣使得它們將來的布線更加容易方便。扇出行為

使用內(nèi)部焊盤作為第一步扇出，采用的是傳統(tǒng)的扇出行為（即從焊盤引出一小段線，然后在線的末端放置一個過孔，以此過孔到達另一層），然后從過孔處逃逸式布線到器件的邊緣，通過可用的層來進行扇出，一直到所有的焊盤都逃逸式布線完畢。FanoutOptions對話框可讓你控制并定義扇出和逃逸式布線的相關(guān)選項，同時有些選項用于盲孔（層對之間的鉆孔，可在層棧管理器LayerStackManager對話框設(shè)置）。BGA器件的扇出和逃逸式布線的例子逃逸式扇出選項6.差分對（DifferentialPairsRouting）布線差分對布線是一項要求在印刷電路板上創(chuàng)建利于差分信號（對等和反相的信號）平衡的傳輸系統(tǒng)的技術(shù)。差分線路一般與外部的差分信號系統(tǒng)相連接，如連接器或電纜。差分對布線設(shè)置五、表面貼裝（SMT）規(guī)則設(shè)置1.SMD焊盤與導線拐角處最小間距規(guī)則

2.SMD焊盤與電源層過孔最小間距規(guī)則

3.SMD表貼元件焊盤頸縮率規(guī)則

六、阻焊層（MASK）設(shè)計規(guī)則1.阻焊層延伸量（SolderMaskExpansion）設(shè)置

阻焊層延伸量設(shè)置在電路板的制作時，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.2.表面貼裝元件延伸量（PasteMaskExpansion）設(shè)置

表面貼裝元件延伸量設(shè)置設(shè)置表面貼裝元件的焊盤和阻焊之間的距離七、內(nèi)電層（Plane）設(shè)計規(guī)則1．電源層連接方式（PowerPlaneConnectStyle）設(shè)置

用于設(shè)置過孔到電源層的連接方式2.電源層安全距離（PowerPlaneClearance）設(shè)置

該規(guī)則用于設(shè)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。

3.敷銅連接方式（PolygonConnectstyle）設(shè)置該規(guī)則用于設(shè)置多邊形敷銅與焊盤之間的連接方式

八、測試點設(shè)計規(guī)則測試點（Testpiont）規(guī)則用于設(shè)計測試點的形狀、用法等。1.測試點風格（TestpointStyle）設(shè)置該規(guī)則中可以指定測試點的大小和格點大小等。2.測試點用法（TestpointUsage）設(shè)置

Allowmultipletestpointsonsamenet：用于設(shè)置是否可以在同一網(wǎng)絡上允許多個測試點存在。Required