PowerPCB電路板設(shè)計(jì)規(guī)范

1 概述

本文檔的目的在于說(shuō)明使用PADS的印制板設(shè)計(jì)軟件PowerPCB進(jìn)行印制板設(shè)計(jì)的流程和一些注意事項(xiàng)，為一個(gè)工作組的設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)規(guī)范，方便設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。

2 設(shè)計(jì)流程

PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線(xiàn)、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟.

2.1 網(wǎng)表輸入 網(wǎng)表輸入有兩種方法，一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，選擇Send Netlist，應(yīng)用OLE功能，可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯(cuò)的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表，選擇File->Import，將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)。

2.2 規(guī)則設(shè)置 如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話(huà)，就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了，因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí)，設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則，必須同步原理圖，保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外，還有一些規(guī)則需要設(shè)置，比如Pad Stacks，需要修改標(biāo)準(zhǔn)過(guò)孔的大小。如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)焊盤(pán)或過(guò)孔，一定要加上Layer 25。 注意： PCB設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、過(guò)孔設(shè)置、CAM輸出設(shè)置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件，名稱(chēng)為Default.stp，網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后，按照設(shè)計(jì)的實(shí)際情況，把電源網(wǎng)絡(luò)和地分配給電源層和地層，并設(shè)置其它高級(jí)規(guī)則。在所有的規(guī)則都設(shè)置好以后，在PowerLogic中，使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能，更新原理圖中的規(guī)則設(shè)置，保證原理圖和PCB圖的規(guī)則一致。

2.3 元器件布局 網(wǎng)表輸入以后，所有的元器件都會(huì)放在工作區(qū)的零點(diǎn)，重疊在一起，下一步的工作就是把這些元器件分開(kāi)，按照一些規(guī)則擺放整齊，即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法，手工布局和自動(dòng)布局。

2.3.1 手工布局

1. 工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫(huà)出板邊（Board Outline）。

2. 將元器件分散（Disperse Components），元器件會(huì)排列在板邊的周?chē)?

3. 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，放到板邊以?xún)?nèi)，按照一定的規(guī)則擺放整齊。 2.3.2 自動(dòng)布局 PowerPCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局，但對(duì)大多數(shù)的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，效果并不理想，不推薦使用。

2.3.3 注意事項(xiàng) a. 布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率，移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接，把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起

b. 數(shù)字器件和模擬器件要分開(kāi)，盡量遠(yuǎn)離

c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC

d. 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接，不要太密集

e. 多使用軟件提供的Array和Union功能，提高布局的效率

2.4 布線(xiàn) 布線(xiàn)的方式也有兩種，手工布線(xiàn)和自動(dòng)布線(xiàn)。PowerPCB提供的手工布線(xiàn)功能十分強(qiáng)大，包括自動(dòng)推擠、在線(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查（DRC），自動(dòng)布線(xiàn)由Specctra的布線(xiàn)引擎進(jìn)行，通常這兩種方法配合使用，常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。

2.4.1 手工布線(xiàn) 1. 自動(dòng)布線(xiàn)前，先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò)，比如高頻時(shí)鐘、主電源等，這些網(wǎng)絡(luò)往往對(duì)走線(xiàn)距離、線(xiàn)寬、線(xiàn)間距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封裝，如BGA， 自動(dòng)布線(xiàn)很難布得有規(guī)則，也要用手工布線(xiàn)。

2. 自動(dòng)布線(xiàn)以后，還要用手工布線(xiàn)對(duì)PCB的走線(xiàn)進(jìn)行調(diào)整。

2.4.2 自動(dòng)布線(xiàn) 手工布線(xiàn)結(jié)束以后，剩下的網(wǎng)絡(luò)就交給自動(dòng)布線(xiàn)器來(lái)自布。選擇Tools->SPECCTRA，啟動(dòng)Specctra布線(xiàn)器的接口，設(shè)置好DO文件，按Continue就啟動(dòng)了Specctra布線(xiàn)器自動(dòng)布線(xiàn)，結(jié)束后如果布通率為100%，那么就可以進(jìn)行手工調(diào)整布線(xiàn)了；如果不到100%，說(shuō)明布局或手工布線(xiàn)有問(wèn)題，需要調(diào)整布局或手工布線(xiàn)，直至全部布通為止。

2.4.3 注意事項(xiàng) a. 電源線(xiàn)和地線(xiàn)盡量加粗

b. 去耦電容盡量與VCC直接連接

c. 設(shè)置Specctra的DO文件時(shí)，首先添加Protect all wires命令，保護(hù)手工布的線(xiàn)不被自動(dòng)布線(xiàn)器重布

d. 如果有混合電源層，應(yīng)該將該層定義為Split/mixed Plane，在布線(xiàn)之前將其分割，布完線(xiàn)之后，使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅

e. 將所有的器件管腳設(shè)置為熱焊盤(pán)方式，做法是將Filter設(shè)為Pins，選中所有的管腳， 修改屬性，在Thermal選項(xiàng)前打勾 f. 手動(dòng)布線(xiàn)時(shí)把DRC選項(xiàng)打開(kāi)，使用動(dòng)態(tài)布線(xiàn)（Dynamic Route）

2.5 檢查 檢查的項(xiàng)目有間距（Clearance）、連接性（Connectivity）、高速規(guī)則（High Speed）和電源層（Plane），這些項(xiàng)目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則，必須檢查，否則可以跳過(guò)這一項(xiàng)。檢查出錯(cuò)誤，必須修改布局和布線(xiàn)。

注意： 有些錯(cuò)誤可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，檢查間距時(shí)會(huì)出錯(cuò)；另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后，都要重新覆銅一次。

2.6 復(fù)查 復(fù)查根據(jù)“PCB檢查表”，內(nèi)容包括設(shè)計(jì)規(guī)則，層定義、線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)、過(guò)孔設(shè)置；還要重點(diǎn)復(fù)查器件布局的合理性，電源、地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的走線(xiàn)，高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò)的走線(xiàn)與屏蔽，去耦電容的擺放和連接等。復(fù)查不合格，設(shè)計(jì)者要修改布局和布線(xiàn)，合格之后，復(fù)查者和設(shè)計(jì)者分別簽字。

?2.7 設(shè)計(jì)輸出 PCB設(shè)計(jì)可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件。打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計(jì)者和復(fù)查者檢查；光繪文件交給制板廠(chǎng)家，生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要，關(guān)系到這次設(shè)計(jì)的成敗，下面將著重說(shuō)明輸出光繪文件的注意事項(xiàng)。

a. 需要輸出的層有布線(xiàn)層（包括頂層、底層、中間布線(xiàn)層）、電源層（包括VCC層和GND層）、絲印層（包括頂層絲印、底層絲印）、阻焊層（包括頂層阻焊和底層阻焊），另外還要生成鉆孔文件（NC Drill）

b. 如果電源層設(shè)置為Split/Mixed，那么在Add Document窗口的Document項(xiàng)選擇Routing，并且每次輸出光繪文件之前，都要對(duì)PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅；如果設(shè)置為CAM Plane，則選擇Plane，在設(shè)置Layer項(xiàng)的時(shí)候，要把Layer25加上，在Layer25層中選擇Pads和Vias

c. 在設(shè)備設(shè)置窗口（按Device Setup），將Aperture的值改為199 d. 在設(shè)置每層的Layer時(shí)，將Board Outline選上

e. 設(shè)置絲印層的Layer時(shí)，不要選擇Part Type，選擇頂層（底層）和絲印層的Outline、Text、Line

f. 設(shè)置阻焊層的Layer時(shí)，選擇過(guò)孔表示過(guò)孔上不加阻焊，不選過(guò)孔表示家阻焊，視具體情況確定

g. 生成鉆孔文件時(shí)，使用PowerPCB的缺省設(shè)置，不要作任何改動(dòng)

h. 所有光繪文件輸出以后，用CAM350打開(kāi)并打印，由設(shè)計(jì)者和復(fù)查者根據(jù)“PCB檢查表”檢查