1.原理图常见错误: (1)ERC报告管脚没有接入信号: a. 创建封装时给管脚定义了I/O属性; b.创建元件或放置元件时修改了不一致的grid属性,管脚与线没有连上; c. 创建元件时pin方向反向,必须非pin name端连线. (2)元件跑到图纸界外:没有在元件库图表纸中心创建元件. (3)创建的工程文件网络表只能部分调入pcb:生成netlist时没有选择为global. (4)当使用自己创建的多部分组成的元件时,千万不要使用annotate. 2.PCB中常见错误: (1)网络载入时报告NODE没有找到: a. 原理图中的元件使用了pcb库中没有的封装; b. 原理图中的元件使用了pcb库中名称不一致的封装; c. 原理图中的元件使用了pcb库中pin number不一致的封装.如三极管:sch中pin number 为e,b,c, 而pcb中为1,2,3. (2)打印时总是不能打印到一页纸上: a. 创建pcb库时没有在原点; b. 多次移动和旋转了元件,pcb板界外有隐藏的字符.选择显示所有隐藏的字符, 缩小 pcb, 然后移动字符到边界内. (3)DRC报告网络被分成几个部分: 表示这个网络没有连通,看报告文件,使用选择CONNECTED COPPER查找. 另外提醒朋友尽量使用WIN2000, 减少蓝屏的机会;多几次导出文件,做成新的DDB文件, 减少文件尺寸和PROTEL僵死的机会.如果作较复杂得设计,尽量不要使用自动布线. 在PCB设计中,布线是完成产品设计的重要步骤,可以说前面的准备工作都是为它而做的, 在整个PCB中,以布线的设计过程限定最高,技巧最细、工作量最大.PCB布线有单面布 线、 双面布线及多层布线.布线的方式也有两种:自动布线及交互式布线,在自动布线之 前, 可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻 平行, 以免产生反射干扰.必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易 产生寄生耦合. 自动布线的布通率,依赖于良好的布局,布线规则可以预先设定, 包括走线的弯曲次数、 导通孔的数目、步进的数目等.一般先进行探索式布经线,快速地把短线连通, 然后进行 迷宫式布线,先把要布的连线进行全局的布线路径优化,它可以根据需要断开已布的线. 并试着重新再布线,以改进总体效果. 对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了, 它浪费了许多宝贵的布线通道,为解 决这一矛盾,出现了盲孔和埋孔技术,它不仅完成了导通孔的作用, 还省出许多布线通道 使布线过程完成得更加方便,更加流畅,更为完善,PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单 的过程,要想很好地掌握它,还需广大电子工程设计人员去自已体会, 才能得到其中的真 谛. 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好,但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰, 会使产品的性能下降,有时甚至影响到产品的成功率.所以对电、 地线的布线要认真对 待,把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度,以保证产品的质量. 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因, 现 只对降低式抑制噪音作以表述: 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容. 尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号 线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能 这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用.或是做成 多层板,电源,地线各占用一层. 2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路(数字或模拟电路),而是由数字电路和模拟电路混合 构成的.因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题,特别是地线上的噪音干扰. 数字电路的频率高,模拟电路的敏感度强,对信号线来说,高频的信号线尽可能远离敏感的 模拟电路器件,对地线来说,整人PCB对外界只有一个结点,所以必须在PCB内部进行处理 数、模共地的问题,而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连,只是在 PCB与外界连接的接口处(如插头等).数字地与模拟地有一点短接,请注意,只有一个连 接点.也有在PCB上不共地的,这由系统设计来决定. 3、信号线布在电(地)层上 在多层印制板布线时,由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多,再多加层数就会造成浪 费也会给生产增加一定的工作量,成本也相应增加了,为解决这个矛盾,可以考虑在电 (地)层上进行布线.首先应考虑用电源层,其次才是地层.因为最好是保留地层的完整 性. 4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地(电)中,常用元器件的腿与其连接,对连接腿的处理需要进行综合的考 虑,就电气性能而言,元件腿的焊盘与铜面满接为好,但对元件的焊接装配就存在一些不良 隐患如:①焊接需要大功率加热器.②容易造成虚焊点.所以兼顾电气性能与工艺需要,做 成十字花焊盘,称之为热隔离(heat shield)俗称热焊盘(Thermal),这样,可使在焊接 时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少.多层板的接电(地)层腿的处理相同. 5、布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中,布线是依据网络系统决定的.网格过密,通路虽然有所增加,但步进太 小,图场的数据量过大,这必然对设备的存贮空间有更高的要求,同时也对象计算机类电子 产品的运算速度有极大的影响.而有些通路是无效的,如被元件腿的焊盘占用的或被安装 孔、定们孔所占用的等.网格过疏,通路太少对布通率的影响极大.所以要有一个疏密合理 的网格系统来支持布线的进行. 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸 (2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等. 6、设计规则检查(DRC) 布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定 的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查有如下几个方面: 线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否 合理,是否满足生产要求. 电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否 还有能让地线加宽的地方. 对于关键的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地 分开. 模拟电路和数字电路部分,是否有各自独立的地线. 后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路. 对一些不理想的线形进行修改. 在PCB上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是 否压在器件焊盘上,以免影响电装质量. 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路.概述 本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注 意事项,为一个工作组的设计人员提供设计规范,方便设计人员之间进行交流和相互检查. 2、设计流程 PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤. 2.1 网表输入 网表输入有两种方法,一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,选择 Send Netlist,应用OLE功能,可以随时保持原理图和PCB图的一致,尽量减少出错的可能. 另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表,选择File->Import,将原理图生成的网表输入进 来. 2.2 规则设置 如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话,就不用再进行设置 这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进PowerPCB了.如果修改了设计规 则,必须同步原理图,保证原理图和PCB的一致.除了设计规则和层定义外,还有一些规则 需要设置,比如Pad Stacks,需要修改标准过孔的大小.如果设计者新建了一个焊盘或过 孔,一定要加上Layer 25. 注意: PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件,名称为 Default.stp,网表输入进来以后,按照设计的实际情况,把电源网络和地分配给电源层和 地层,并设置其它高级规则.在所有的规则都设置好以后,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理图中的规则设置,保证原理图和PCB 图的规则一致. 2.3 元器件布局 网表输入以后,所有的元器件都会放在工作区的零点,重叠在一起,下一步的工作就是把这 些元器件分开,按照一些规则摆放整齐,即元器件布局.PowerPCB提供了两种方法,手工布 局和自动布局.2.3.1 手工布局 1. 工具印制板的结构尺寸画出板边(Board Outline). 2. 将元器件分散(Disperse Components),元器件会排列在板边的周围. 3. 把元器件一个一个地移动、旋转,放到板边以内,按照一定的规则摆放整齐. 2.3.2 自动布局 PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局,但对大多数的设计来说,效果并不理想, 不推荐使用.2.3.3 注意事项 a. 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器 件放在一起 b. 数字器件和模拟器件要分开,尽量远离 c. 去耦电容尽量靠近器件的VCC d. 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集 e. 多使用软件提供的Array和Union功能,提高布局的效率 2.4 布线 布线的方式也有两种,手工布线和自动布线.PowerPCB提供的手工布线功能十分强大,包 括自动推挤、在线设计规则检查(DRC),自动布线由Specctra的布线引擎进行,通常这两 种方法配合使用,常用的步骤是手工—自动—手工. 2.4.1 手工布线 1. 自动布线前,先用手工布一些重要的网络,比如高频时钟、主电源等,这些网络往往对 走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封装,如BGA,自动布线很 难布得有规则,也要用手工布线. 2. 自动布线以后,还要用手工布线对PCB的走线进行调整. 2.4.2 自动布线 手工布线结束以后,剩下的网络就交给自动布线器来自布.选择Tools->SPECCTRA,启动 Specctra布线器的接口,设置好DO文件,按Continue就启动了Specctra布线器自动布线,结 束后如果布通率为100,那么就可以进行手工调整布线了;如果不到100,说明布局或手工 布线有问题,需要调整布局或手工布线,直至全部布通为止. 2.4.3 注意事项 a. 电源线和地线尽量加粗 b. 去耦电容尽量与VCC直接连接 c. 设置Specctra的DO文件时,首先添加Protect all wires命令,保护手工布的线不被自动 布线器重布 d. 如果有混合电源层,应该将该层定义为Split/mixed Plane,在布线之前将其分割,布完 线之后,使用Pour Manager的Plane Connect进行覆铜 e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式,做法是将Filter设为Pins,选中所有的管脚,修 改属性,在Thermal选项前打勾 f. 手动布线时把DRC选项打开,使用动态布线(Dynamic Route) 2.5 检查 检查的项目有间距(Clearance)、连接性(Connectivity)、高速规则(High Speed) 和电源层(Plane),这些项目可以选择Tools->Verify Design进行.如果设置了高速规 则,必须检查,否则可以跳过这一项.检查出错误,必须修改布局和布线. 注意: 有些错误可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,检查间距时会出 错;另外每次修改过走线和过孔之后,都要重新覆铜一次. 2.6 复查 复查根据“PCB检查表”,内容包括设计规则,层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置; 还要重点复查器件布局的合理性,电源、地线网络的走线,高速时钟网络的走线与屏蔽,去 耦电容的摆放和连接等.复查不合格,设计者要修改布局和布线,合格之后,复查者和设计 者分别签字. 2.7 设计输出 PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件.打印机可以把PCB分层打印,便于设计者和复 查者检查;光绘文件交给制板厂家,生产印制板.光绘文件的输出十分重要,关系到这次设 计的成败,下面将着重说明输出光绘文件的注意事项. a. 需要输出的层有布线层(包括顶层、底层、中间布线层)、电源层(包括VCC层和GND 层)、丝印层(包括顶层丝印、底层丝印)、阻焊层(包括顶层阻焊和底层阻焊),另外还 要生成钻孔文件(NC Drill) b. 如果电源层设置为Split/Mixed,那么在Add Document窗口的Document项选择Routing, 并且每次输出光绘文件之前,都要对PCB图使用Pour Manager的Plane Connect进行覆铜;如 果设置为CAM Plane,则选择Plane,在设置Layer项的时候,要把Layer25加上,在Layer25 层中选择Pads和Viasc. 在设备设置窗口(按Device Setup),将Aperture的值改为199 d. 在设置每层的Layer时,将Board Outline选上 e. 设置丝印层的Layer时,不要选择Part Type,选择顶层(底层)和丝印层的Outline、 Text、Line f. 设置阻焊层的Layer时,选择过孔表示过孔上不加阻焊,不选过孔表示家阻焊,视具体情 况确定 g. 生成钻孔文件时,使用PowerPCB的缺省设置,不要作任何改动 h. 所有光绘文件输出以后,用CAM350打开并打印,由设计者和复查者根据“PCB检查表”检 查 过孔(via)是多层PCB的重要组成部分之一,钻孔的费用通常占PCB制板费用的30到 40.简单的说来,PCB上的每一个孔都可以称之为过孔.从作用上看,过孔可以分成两类: 一是用作各层间的电气连接;二是用作器件的固定或定位.如果从工艺制程上来说,这些过 孔一般又分为三类,即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via).盲孔位 于印刷线路板的顶层和底层表面,具有一定深度,用于表层线路和下面的内层线路的连接, 孔的深度通常不超过一定的比率(孔径).埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔,它不会延 伸到线路板的表面.上述两类孔都位于线路板的内层,层压前利用通孔成型工艺完成,在过 孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层.第三种称为通孔,这种孔穿过整个线路板,可用 于实现内部互连或作为元件的安装定位孔.由于通孔在工艺上更易于实现,成本较低,所以 绝大部分印刷电路板均使用它,而不用另外两种过孔.以下所说的过孔,没有特殊说明的, 均作为通孔考虑. 从设计的角度来看,一个过孔主要由两个部分组成,一是中间的钻孔(drill hole),二是 钻孔周围的焊盘区,见下图.这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小.很显然,在高速,高 密度的PCB设计时,设计者总是希望过孔越小越好,这样板上可以留有更多的布线空间,此 外,过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路.但孔尺寸的减小同时带来 了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀 (plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心位 置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜.比如,现在正常的 一块6层PCB板的厚度(通孔深度)为50Mil左右,所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达 到8Mil. 二、过孔的寄生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容,如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的 直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于: C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间,降低了电路的速度.举 例来说,对于一块厚度为50Mil的PCB板,如果使用内径为10Mil,焊盘直径为20Mil的过孔, 焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致 是:C=1.41×4.4×0.050×0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,这部分电容引起的上升时间变化量 为:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2×0.517x(55/2)=31.28ps .从这些数值可以看出,尽管单个过 孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显,但是如果走线中多次使用过孔进行层间 的切换,设计者还是要慎重考虑的. 三、过孔的寄生电感 同样,过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感,在高速数字电路的设计中,过孔的寄生 电感带来的危害往往大于寄生电容的影响.它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,减弱 整个电源系统的滤波效用.我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感: L=5.08h[ln(4h/d) 1]其中L指过孔的电感,h是过孔的长度,d是中心钻孔的直径.从式中可 以看出,过孔的直径对电感的影响较小,而对电感影响最大的是过孔的长度.仍然采用上面 的例子,可以计算出过孔的电感为:L=5.08×0.050[ln(4×0.050/0.010) 1]=1.015nH .如果 信号的上升时间是1ns,那么其等效阻抗大小为:XL=πL/T10-90=3.19Ω.这样的阻抗在有高 频电流的通过已经不能够被忽略,特别要注意,旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通 过两个过孔,这样过孔的寄生电感就会成倍增加. 四、高速PCB中的过孔设计 通过上面对过孔寄生特性的分析,我们可以看到,在高速PCB设计中,看似简单的过 孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应.为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响, 在设计中可以尽量做到: 1、从成本和信号质量两方面考虑,选择合理尺寸的过孔大小.比如对6-10层的内 存模块PCB设计来说,选用10/20Mil(钻孔/焊盘)的过孔较好,对于一些高密度的小尺寸的 板子,也可以尝试使用8/18Mil的过孔.目前技术条件下,很难使用更小尺寸的过孔了.对 于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸,以减小阻抗. 2、上面讨论的两个公式可以得出,使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄 生参数. 3、PCB板上的信号走线尽量不换层,也就是说尽量不要使用不必要的过孔. 4、电源和地的管脚要就近打过孔,过孔和管脚之间的引线越短越好,因为它们会 导致电感的增加.同时电源和地的引线要尽可能粗,以减少阻抗. 5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔,以便为信号提供最近的回路.甚至可以在 PCB板上大量放置一些多余的接地过孔.当然,在设计时还需要灵活多变.前面讨论的过孔 模型是每层均有焊盘的情况,也有的时候,我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉.特别是 在过孔密度非常大的情况下,可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽,解决这样的问 题除了移动过孔的位置,我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小. 问:从WORD文件中拷贝出来的符号,为什么不能够在PROTEL中正常显示 复:请问你是在SCH环境,还是在PCB环境,在PCB环境是有一些特殊字符不能显示,因为那时保 留字. 问:net名与port同名,pcb中可否连接 答复:可以,PROTEL可以多种方式生成网络,当你在在层次图中以port-port时,每张线路图可 以用相同的NET名,它们不会因网络名是一样而连接.但请不要使用电源端口,因为那是全局 的. 问::请问在PROTEL99SE中导入PADS文件, 为何焊盘属性改了 复:这多是因为两种软件和每种版本之间的差异造成,通常做一下手工体调整就可以了. 问:请问杨大虾:为何通过软件把power logic的原理图转化成protel后,在protel中无法 进行属性修改,只要一修改,要不不现实,要不就是全显示属性?谢谢! 复:如全显示,可以做一个全局性编辑,只显示希望的部分. 问:请教铺銅的原则? 复:铺銅一般应该在你的安全间距的2倍以上.这是LAYOUT的常规知识. 问:请问Potel DXP在自动布局方面有无改进?导入封装时能否根据原理图的布局自动排开? 复:PCB布局与原理图布局没有一定的内在必然联系,故此,Potel DXP在自动布局时不会根 据原理图的布局自动排开.(根据子图建立的元件类,可以帮助PCB布局依据原理图的连 接). 问:请问信号完整性分析的资料在什么地方购买 复:Protel软件配有详细的信号完整性分析手册. 问:为何铺铜,文件哪么大?有何方法? 复:铺铜数据量大可以理解.但如果是过大,可能是您的设置不太科学. 问:有什么办法让原理图的图形符号可以缩放吗? 复:不可以. 问:PROTEL仿真可进行原理性论证,如有详细模型可以得到好的结果 复:PROTEL仿真完全兼容Spice模型,可以从器件厂商处获得免费Spice模型,进行仿真. PROTEL也提供建模方法,具有专业仿真知识,可建立有效的模型. 问:99SE中如何加入汉字,如果汉化后好象少了不少东西! 3-28 14:17:0 但确实少了不 少功能! 复:可能是汉化的版本不对. 问:如何制作一个孔为2*4MM 外径为6MM的焊盘? 复:在机械层标注方孔尺寸.与制版商沟通具体要求. 问:我知道,但是在内电层如何把电源和地与内电层连接.没有网络表,如果有网络表就没 有问题了 复:利用from-to类生成网络连接 问:还想请教一下99se中椭圆型焊盘如何制作?放置连续焊盘的方法不可取,线路板厂家不 乐意.可否在下一版中加入这个设置项? 复:在建库元件时,可以利用非焊盘的图素形成所要的焊盘形状.在进行PCB设计时使其具 有相同网络属性.我们可以向Protel公司建议. 问:如何免费获取以前的原理图库和pcb库 复:那你可以的WWW.PROTEL.COM下载 问:刚才本人提了个在覆铜上如何写上空心(不覆铜)的文字,专家回答先写字,再覆铜,然后 册除字,可是本人试了一下,删除字后,空的没有,被覆铜 覆盖了,请问专家是否搞错了,你能 不能试一下 复:字必须用PROTEL99SE提供的放置中文的办法,然后将中文(英文)字解除元件,(因为 那是一个元件)将安全间距设置成1MIL,再覆铜,然后移动覆铜,程序会询问是否重新覆 铜,回答NO. 问:画原理图时,如何元件的引脚次序? 复:原理图建库时,有强大的检查功能,可以检查序号,重复,缺漏等.也可以使用阵列排 放的功能,一次性放置规律性的引脚. 问:protel99se6自动布线后,在集成块的引脚附近会出现杂乱的走线,像毛刺一般,有时 甚至是三角形的走线,需要进行大量手工修正,这种问题怎么避免? 复:合理设置元件网格,再次优化走线. 问:用PROTEL画图,反复修改后,发现文件体积非常大(虚肿),导出后再导入就小了许 多.为什么??有其他办法为文件瘦身吗? 复:其实那时因为PROTEL的铺铜是线条组成的原因造成的,因知识产权问题,不能使用PADS 里的“灌水”功能,但它有它的好处,就是可以自动删除“死铜”.致与文件大,你用 WINZIP压缩一下就很小.不会影响你的文件发送. 问:请问:在同一条导线上,怎样让它不同部分宽度不一样,而且显得连续美观?谢谢! 复:不能自动完成,可以利用编辑技巧实现. liaohm问:如何将一段圆弧进行几等分? fanglin163答复:利用常规的几何知识嘛.EDA只是工具. 问:protel里用的HDL是普通的VHDL 复:Protel PLD不是,Protel FPGA是. 问:补泪滴后再铺铜,有时铺出来的网格会残缺,怎么办? 复:那是因为你在补泪滴时设置了热隔离带原因,你只需要注意安全间距与热隔离带方式. 也可以用修补的办法. 问:可不可以做不对称焊盘?拖动布线时相连的线保持原来的角度一起拖动? 复:可以做不对称焊盘.拖动布线时相连的线不能直接保持原来的角度一起拖动. 问:请问当Protel发挥到及至时,是否能达到高端EDA软件同样的效果 复:视设计而定. 问:Protel DXP的自动布线效果是否可以达到原ACCEL的水平? 复:有过之而无不及. 问:protel的pld功能好象不支持流行的HDL语言? 复:Protel PLD使用的Cupl语言,也是一种HDL语言.下一版本可以直接用VHDL语言输入. 问:PCB里面的3D功能对硬件有何要求? 复:需要支持OpenGL. 问:如何将一块实物硬制版的布线快速、原封不动地做到电脑之中? 复:最快的办法就是扫描,然后用BMP2PCB程序转换成胶片文件,然后再修改,但你的PCB精 度必须在0.2MM以上.BMP2PCB程序可在21IC上下载,你的线路板必须用沙纸打的非常光亮才 能成功. 问:直接画PCB板时,如何为一个电路接点定义网络名? 复:在Net编辑对话框中设置. 问:怎么让做的资料中有孔径显示或符号标志,同allego一样 复:在输出中有选项,可以产生钻孔统计及各种孔径符号. 问:自动布线的锁定功能不好用,系统有的会重布,不知道怎么回事? 复:最新的版本无此类问题. 问:如何实现多个原器件的整体翻转 复:一次选中所要翻转的元件. 问:我用的p 99 版加入汉字就死机,是什么原因? 复:应是D版所致. 问:powpcb的文件怎样用PROTEL打开? 复:先新建一PCB文件,然后使用导入功能达到. 问:怎样从PROTEL99中导入GERBER文件 复:Protel pcb只能导入自己的Gerber,而Protel的CAM可以导入其它格式的Gerber. 问:如何把布好PCB走线的细线条部分地改为粗线条 复:双击修改 全局编辑.注意匹配条件.修改规则使之适应新线宽. 问:如何修改一个集成电路封装内的焊盘尺寸? 若全局修改的话应如何设置? 复:全部选定,进行全局编辑 问:如何修改一个集成电路封装内的焊盘尺寸? 复:在库中修改一个集成电路封装内的焊盘尺寸大家都知道,在PCB板上也可以修改.(先 在元件属性中解锁). 问:能否在做PCB时对元件符号的某些部分加以修改或删除? 复:在元件属性中去掉元件锁定,就可在PCB中编辑元件,并且不会影响库中元件. 问:该焊盘为地线,包地之后,该焊盘与地所连线如何设置宽度 复:包地前设置与焊盘的连接方式 问:为何99se存储时要改为工程项目的格式? 复:便于文件管理. 问:如何去掉PCB上元件的如电阻阻值,电容大小等等,要一个个去掉吗,有没有快捷方法 复:使用全局编辑,同一层全部隐藏 问:能告诉将要推出的新版本的PROTEL的名称吗?简单介绍一下有哪些新功能?protel手动 布线的推挤能力太弱! 复:Protel DXP,在仿真和布线方面会有大的提高. 问:如何把敷铜区中的分离的小块敷铜除去 复:在敷铜时选择"去除死铜" 问:VDD和GND都用焊盘连到哪儿了,怎么看不到呀 复:打开网络标号显示. 问:在PCB中有画弧线? 在画完直线,接着直接可以画弧线具体如DOS版弧线模式那样!能实现 吗?能的话,如何设置? 复:可以,使用shift 空格可以切换布线形式 问:protel99se9层次图的总图用edit/export spread生成电子表格的时候,却没有生成各 分图纸里面的元件及对应标号、封装等.如果想用电子表格的方式一次性修改全部图纸的封 装,再更新原理图,该怎么作? 复:点中相应的选项即可. 问:protel99se6的PCB通过specctra interface导出到specctra10.1里面,发现那些没有网 络标号的焊盘都不见了,结果specctra就从那些实际有焊盘的地方走线,布得一塌糊涂,这 种情况如何避免? 复:凡涉及到两种软件的导入/导出,多数需要人工做一些调整. 问:在打开内电层时,放置元件和过孔等时,好像和内电层短接在一起了,是否正确 复:内电层显示出的效果与实际的缚铜效果相反,所以是正确的 问:protel的执行速度太慢,太耗内存了,这是为什么?而如allegro那么大的系统,执行 起来却很流畅! 复:最新的Protel软件已不是完成一个简单的PCB设计,而是系统设计,包括文件管理、3D 分析等.只要PIII,128M以上内存,Protel亦可运行如飞. 问:如何自动布线中加盲,埋孔? 复:设置自动布线规则时允许添加盲孔和埋孔 问:3D的功能对硬件有什么要求?谢谢,我的好象不行 复:请把金山词霸关掉 问:补泪滴可以一个一个加吗? 复:当然可以 问:请问在PROTEL99SE中倒入PADS文件, 为何焊盘属性改了, 复:这类问题,一般都需要手工做调整,如修改属性等. 问:protell99se能否打开orcad格式的档案,如不能以后是否会考虑添加这一功能? 复:现在可以打开. 问:在99SEPCB板中加入汉字没发加,但汉化后SE少了不少东西! 复:可能是安装的文件与配置不正确. 问:SE在菜单汉化后,在哪儿启动3D功能? 复:您说的是View3D接口吗,请在系统菜单(左边大箭头下)启动. 问:请问如何画内孔不是圆形的焊盘??? 复:不行. 问:在PCB中有几种走线模式?我的计算机只有两种,通过空格来切换 复:Shift+空格 问:请问:对于某些可能有较大电流的线,如果我希望线上不涂绿油,以便我在其上上锡, 以增大电流.我该怎么设计?谢谢! 复:可以简单地在阻焊层放置您想要的上锡的形状. 问:如何连续画弧线,用画园的方法每个弯画个园吗? 复:不用,直接用圆弧画. 问:如何锁定一条布线? 复:先选中这个网络,然后在属性里改. 问:随着每次修改的次数越来越多,protel文件也越来越大,请问怎么可以让他文件尺寸变 小呢? 复:在系统菜单中有数据库工具.(Fiel菜单左边的大箭头下). wangjinfeng问:请问PROTEL中画PCB板如何设置采用总线方式布线? 高英凯答复:Shift+空格. 问:如何利用protel的PLD功能编写GAL16V8程序? 复:利用protel的PLD功能编写GAL16V8程序比较简单,直接使用Cupl DHL硬件描述语言就可 以编程了.帮助里有实例.Step by step. 问:我用99se6布一块4层板子,布了一个小时又二十分钟布到99.6%,但再过来11小时多以 后却只布到99.9%!不得已让它停止了 复:对剩下的几个Net,做一下手工预布,剩下的再自动,可达到100%的布通. 问:在pcb多层电路板设计中,如何设置内电层?前提是完全手工布局和布线. 复:有专门的菜单设置. 问:protel PCB图可否输出其它文件格式,如HyperLynx的? 它的帮助文件中说可以,但是在 菜单中却没有这个选项 复:现在Protel自带有PCB信号分析功能. 问:请问pcb里不同的net,最后怎么让他们连在一起? 复:最好不要这么做,应该先改原理图,按规矩来,别人接手容易些. 问:自动布线前如何把先布的线锁定??一个一个选么? 复:99SE中的锁定预布线功能很好,不用一个一个地选,只要在自动布线设置中点一个勾就 可以了. 问:PSPICE的功能有没有改变 复:在Protel即将推出的新版本中,仿真功能会有大的提升. 问:如何使用Protel 99se的PLD仿真功能? 复:首先要有仿真输入文件(.si),其次在configure中要选择Absolute ABS选项,编译成功 后,可仿真.看仿真输出文件. 问:protel.ddb历史记录如和删 复:先删除至回收战,然后清空回收站. 问:自动布线为什么会修改事先已布的线而且把它们认为没有布过重新布了而设置我也正确 了? 复:把先布的线锁定.应该就可以了. 问:布线后有的线在视觉上明显太差,PROTEL这样布线有他的道理吗(电气上) 复:仅仅通过自动布线,任何一个布线器的结果都不会太美观. 问:可以在焊盘属性中修改焊盘的X和Y的尺寸 复:可以. 问:protel99se后有没推出新的版本? 复:即将推出.该版本耗时2年多,无论在功能、规模上都与Protel99SE,有极大的飞跃. 问:99se的3d功能能更增进些吗?好像只能从正面看!其外形能自己做吗? 复:3D图形可以用 Ctrl 上,下,左,右 键翻转一定的角度.不过用处不大,显卡 要好才行. 问:有没有设方孔的好办法?除了在机械层上画. 复:可以,在Multi Layer上设置. 问:一个问题:填充时,假设布线规则中间距为20mil,但我有些器件要求100mil间距,怎样才 能自动填充? 复:可以在design–>rules–>clearance constraint里加 问:在protel中能否用orcad原理图 复:需要将orcad原理图生成protel支持的网表文件,再由protel打开即可. 问:请问多层电路板是否可以用自动布线 复:可以的,跟双面板一样的,设置好就行了. 一、印刷线路元件布局结构设计讨论 一台性能优良的仪器,除选择高质量的元器件,合理的电路外,印刷线路板的元件布局 和电气连线方向的正确结构设计是决定仪器能否可靠工作的一个关键问题,对同一种元件和 参数的电路,由于元件布局设计和电气连线方向的不同会产生不同的结果,其结果可能存在 很大的差异.因而,必须把如何正确设计印刷线路板元件布局的结构和正确选择布线方向及 整体仪器的工艺结构三方面联合起来考虑,合理的工艺结构,既可消除因布线不当而产生的 噪声干扰,同时便于生产中的安装、调试与检修等. 下面我们针对上述问题进行讨论,由于优良“结构”没有一个严格的“定义”和“模 式”,因而下面讨论,只起抛砖引玉的作用,仅供参考.每一种仪器的结构必须根据具体要 求(电气性能、整机结构安装及面板布局等要求),采取相应的结构设计方案,并对几种可 行设计方案进行比较和反复修改.印刷板电源、地总线的布线结构选择—-系统结构:模拟 电路和数字电路在元件布局图的设计和布线方法上有许多相同和不同之处.模拟电路中,由 于放大器的存在,由布线产生的极小噪声电压,都会引起输出信号的严重失真,在数字电路 中,TTL噪声容限为0.4V~0.6V,CMOS噪声容限为Vcc的0.3~0.45倍,故数字电路具有较强的 抗干扰的能力.良好的电源和地总线方式的合理选择是仪器可靠工作的重要保证,相当多的 干扰源是通过电源和地总线产生的,其中地线引起的噪声干扰最大. 二、印刷电路板图设计的基本原则要求 1．印刷电路板的设计,从确定板的尺寸大小开始,印刷电路板的尺寸因受机箱外壳大 小限制,以能恰好安放入外壳内为宜,其次,应考虑印刷电路板与外接元器件(主要是电位 器、插口或另外印刷电路板)的连接方式.印刷电路板与外接元件一般是通过塑料导线或金 属隔离线进行连接.但有时也设计成插座形式.即:在设备内安装一个插入式印刷电路板要 留出充当插口的接触位置.对于安装在印刷电路板上的较大的元件,要加金属附件固定,以 提高耐振、耐冲击性能. 2．布线图设计的基本方法 首先需要对所选用元件器及各种插座的规格、尺寸、面积等有完全的了解;对各部件的 位置安排作合理的、仔细的考虑,主要是从电磁场兼容性、抗干扰的角度,走线短,交叉 少,电源,地的路径及去耦等方面考虑.各部件位置定出后,就是各部件的连线,按照电路 图连接有关引脚,完成的方法有多种,印刷线路图的设计有计算机辅助设计与手工设计方法 两种. 最原始的是手工排列布图.这比较费事,往往要反复几次,才能最后完成,这在没有其 它绘图设备时也可以,这种手工排列布图方法对刚学习印刷板图设计者来说也是很有帮助 的.计算机辅助制图,现在有多种绘图软件,功能各异,但总的说来,绘制、修改较方便, 并且可以存盘贮存和打印. 接着,确定印刷电路板所需的尺寸,并按原理图,将各个元器件位置初步确定下来,然 后经过不断调整使布局更加合理,印刷电路板中各元件之间的接线安排方式如下: (1)印刷电路中不允许有交叉电路,对于可能交叉的线条,可以用“钻”、“绕”两 种办法解决.即,让某引线从别的电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去,或从可能 交叉的某条引线的一端“绕”过去,在特殊情况下如何电路很复杂,为简化设计也允许用导 线跨接,解决交叉电路问题. (2)电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”,“卧式”两种安装方式.立式指 的是元件体垂直于电路板安装、焊接,其优点是节省空间,卧式指的是元件体平行并紧贴于 电路板安装,焊接,其优点是元件安装的机械强度较好.这两种不同的安装元件,印刷电路 板上的元件孔距是不一样的. (3)同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电路的电源滤波电容也应接在该级接 地点上.特别是本级晶体管基极、发射极的接地点不能离得太远,否则因两个接地点间的铜 箔太长会引起干扰与自激,采用这样“一点接地法”的电路,工作较稳定,不易自激. (4)总地线必须严格按高频-中频-低频一级级地按弱电到强电的顺序排列原则,切 不可随便翻来复去乱接,级与级间宁肯可接线长点,也要遵守这一规定.特别是变频头、再 生头、调频头的接地线安排要求更为严格,如有不当就会产生自激以致无法工作.调频头等 高频电路常采用大面积包围式地线,以保证有良好的屏蔽效果. (5)强电流引线(公共地线,功放电源引线等)应尽可能宽些,以降低布线电阻及其 电压降,可减小寄生耦合而产生的自激. (6)阻抗高的走线尽量短,阻抗低的走线可长一些,因为阻抗高的走线容易发笛和吸 收信号,引起电路不稳定.电源线、地线、无反馈元件的基极走线、发射极引线等均属低阻 抗走线,射极跟随器的基极走线、收录机两个声道的地线必须分开,各自成一路,一直到功 效末端再合起来,如两路地线连来连去,极易产生串音,使分离度下降. 三、印刷板图设计中应注意下列几点 1．布线方向:从焊接面看,元件的排列方位尽可能保持与原理图相一致,布线方向最 好与电路图走线方向相一致,因生产过程中通常需要在焊接面进行各种参数的检测,故这样 做便于生产中的检查,调试及检修(注:指在满足电路性能及整机安装与面板布局要求的前 提下). 2．各元件排列,分布要合理和均匀,力求整齐,美观,结构严谨的工艺要求. 3．电阻,二极管的放置方式:分为平放与竖放两种: (1)平放:当电路元件数量不多,而且电路板尺寸较大的情况下,一般是采用平放较 好;对于1/4W以下的电阻平放时,两个焊盘间的距离一般取4/10英寸,1/2W的电阻平放时,两 焊盘的间距一般取5/10英寸;二极管平放时,1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系 列整流管,一般取4~5/10英寸. (2)竖放:当电路元件数较多,而且电路板尺寸不大的情况下,一般是采用竖放,竖 放时两个焊盘的间距一般取1~2/10英寸. 4．电位器:IC座的放置原则 (1)电位器:在稳压器中用来调节输出电压,故设计电位器应满中顺时针调节时输出 电压升高,反时针调节器节时输出电压降低;在可调恒流充电器中电位器用来调节充电电流 折大小,设计电位器时应满中顺时针调节时,电流增大.电位器安放位轩应当满中整机结构 安装及面板布局的要求,因此应尽可能放轩在板的边缘,旋转柄朝外. (2)IC座:设计印刷板图时,在使用IC座的场合下,一定要特别注意IC座上定位槽放 置的方位是否正确,并注意各个IC脚位是否正确,例如第1脚只能位于IC座的右下角线或者 左上角,而且紧靠定位槽(从焊接面看). 5．进出接线端布置 (1)相关联的两引线端不要距离太大,一般为2~3/10英寸左右较合适. (2)进出线端尽可能集中在1至2个侧面,不要太过离散. 6．设计布线图时要注意管脚排列顺序,元件脚间距要合理. 7．在保证电路性能要求的前提下,设计时应力求走线合理,少用外接跨线,并按一定 顺充要求走线,力求直观,便于安装,高度和检修. 8．设计布线图时走线尽量少拐弯,力求线条简单明了. 9．布线条宽窄和线条间距要适中,电容器两焊盘间距应尽可能与电容引线脚的间距相 符; 10．设计应按一定顺序方向进行,例如可以由左往右和由上而下的顺序进行 一、电路设计常用软件介绍 PROTEL 电路自动设计 ORCAD EDA软件 PSPICE 电路仿真 EWB 电路仿真 VISIO 图表制作 WINBOARD、WINDRAFT 和IVEX-SPICE 电原理图绘制与印制电路板设计软件 Electronic Workbench v5.0c – v5.12 电子电路仿真工作室 MedWin v2.04 单片机集成开发环境 [中文版] Panasonic MITSUBISHI PLC 可编程控制器编译软件 一、印制板设计要求 电源滤波/退耦电容:一般在原理图中仅画出若干电源滤波/退耦电容,但未指出它们各自应接于何处.其实这些电容是为开关器件(门电路)或其它需要滤波/退耦的部件而设置的,布置这些电容就应尽量靠近这些元部件,离得太远就没有作用了.有趣的是,当电源滤波/退耦电容布置的合理时,接地点的问题就显得不那么明显. 二、Protel 打印设置 打印机一次只打印一个层(不管您选了几个层,只是分几次打印而已),后一个是一次打印所有你选中的层面,根据需要自己选择!下一步:点击下方的Options按钮,进行属性设置.假设我们选final然后进入Options进行设置,进入后的选项一般不用动,Scale为打印比例,默认的为1:1,如果想满页打印,就将那个小框打上钩,哦!右边的Show Hole蛮重要,选中他就可以把电路板上的孔打印出来(做光刻板就要选这个,有帮助),好了,点击Setup进行纸张大小设置就完成了打印机 Options.还没完呢!麻烦把!回到选打印机属性的对话框,选择Layers,进行打印层的设置,进去以后,看见了吧!是不是很熟悉呢!根据自己需要选择吧. 三、常用的PCB库文件 四、PCB及电路抗干扰措施 五、PCB布线原则 六、关于滤波 浪涌电压、振铃电压、火花放电等瞬间干扰信号,其特点是作用时间极短,但电压幅度高、瞬态能量大.瞬态干扰会造成单片开关电源输出电压的波动;当瞬态电压叠加在整流滤波后的直流输入电压VI上,使VI超过内部功率开关管的漏-源击穿电压V(BR)DS时,还会损坏TOPSwitch芯片,因此必须采用抑制措施.通常,静电放电(ESD)和电快速瞬变脉冲群(EFT)对数字电路的危害甚于其对模拟电路的影响.静电放电在5 — 200MHz的频率范围内产生强烈的射频辐射.此辐射能量的峰值经常出现在35MHz — 45MHz之间发生自激振荡.许多I/O电缆的谐振频率也通常在这个频率范围内,结果,电缆中便串入了大量的静电放电辐射能量.当电缆暴露在4 — 8kV静电放电环境中时,I/O电缆终端负载上可以测量到的感应电压可达到600V.这个电压远远超出了典型数字的门限电压值0.4V.典型的感应脉冲持续时间大约为400纳秒.将I/O电缆屏蔽起来,且将其两端接地,使内部信号引线全部处于屏蔽层内,可以将干扰减小60 — 70dB,负载上的感应电压只有0.3V或更低.电快速瞬变脉冲群也产生相当强的辐射发射,从而耦合到电缆和机壳线路.电源线滤波器可以对电源进行保护.线 — 地之间的共模电容是抑制这种瞬态干扰的有效器件,它使干扰旁路到机壳,而远离内部电路.当这个电容的容量受到泄漏电流的限制而不能太大时,共模扼流圈必须提供更大的保护作用.这通常要求使用专门的带中心抽头的共模扼流圈,中心抽头通过一只电容(容量由泄漏电流决定)连接到机壳.共模扼流圈通常绕在高导磁率铁氧体芯上,其典型电感值为15 ~ 20mH. 滤波器,切断电磁干扰沿信号线或电源线传播的路径,与屏蔽共同够成完善的电磁干扰防护,无论是抑制干扰源、消除耦合或提高接收电路的抗能力,都可以采用滤波技术.针对不同的干扰,应采取不同的抑制技术,由简单的线路清理,至单个元件的干扰抑制器、滤波器和变压器,再至比较复杂的稳压器和净化电源,以及价格昂贵而性能完善的不间断电源,下面分别作简要叙述. 属瞬变干扰抑制器的有气体放电管、金属氧化物压敏电阻、硅瞬变吸收二极管和固体放电管等多种.其中金属氧化物压敏电阻和硅瞬变吸收二极管的工作有点象普通的稳压管,是箝位型的干扰吸收器件;而气体放电管和固体放电管是能量转移型干扰吸收器件(以气体放电管为例,当出现在放电管两端的电压超过放电管的着火电压时,管内的气体发生电离,在两电极间产生电弧.由于电弧的压降很低,使大部分瞬变能量得以转移,从而保护设备免遭瞬变电压破坏).瞬变干扰抑制器与被保护设备并联使用. 气体放电管也称避雷管,目前常用于程控交换机上.避雷管具有很强的浪涌吸收能力,很高的绝缘电阻和很小的寄生电容,对正常工作的设备不会带来任何有害影响.但它对浪涌的起弧响应,与对直流电压的起弧响应之间存在很大差异.例如90V气体放电管对直流的起弧电压就是90V,而对5kV/μs的浪涌起弧电压最大值可能达到1000V.这表明气体放电管对浪涌电压的响应速度较低.故它比较适合作为线路和设备的一次保护.此外,气体放电管的电压档次很少. 压敏电阻是目前广泛应用的瞬变干扰吸收器件.描述压敏电阻性能的主要参数是压敏电阻的标称电压和通流容量即浪涌电流吸收能力.前者是使用者经常易弄混淆的一个参数.压敏电阻标称电压是指在恒流条件下(外径为7mm以下的压敏电阻取0.1mA;7mm以上的取1mA)出现在压敏电阻两端的电压降.由于压敏电阻有较大的动态电阻,在规定形状的冲击电流下(通常是8/20μs的标准冲击电流)出现在压敏电阻两端的电压(亦称是最大限制电压)大约是压敏电阻标称电压的1.8~2倍(此值也称残压比).这就要求使用者在选择压敏电阻时事先有所估计,对确有可能遇到较大冲击电流的场合,应选择使用外形尺寸较大的器件(压敏电阻的电流吸收能力正比于器件的通流面积,耐受电压正比于器件厚度,而吸收能量正比于器件体积).使用压敏电阻要注意它的固有电容.根据外形尺寸和标称电压的不同,电容量在数千至数百pF之间,这意味着压敏电阻不适宜在高频场合下使用,比较适合于在工频场合,如作为晶闸管和电源进线处作保护用.特别要注意的是,压敏电阻对瞬变干扰吸收时的高速性能(达ns)级,故安装压敏电阻必须注意其引线的感抗作用,过长的引线会引入由于引线电感产生的感应电压(在示波器上,感应电压呈尖刺状).引线越长,感应电压也越大.为取得满意的干扰抑制效果,应尽量缩短其引线.关于压敏电阻的电压选择,要考虑被保护线路可能有的电压波动(一般取1.2~1.4倍).如果是交流电路,还要注意电压有效值与峰值之间的关系.所以对 220V线路,所选压敏电阻的标称电压应当是220×1.4×1.4≈430V.此外,就压敏电阻的电流吸收能力来说,1kA(对8/20μs的电流波)用在晶闸管保护上,3kA用在电器设备的浪涌吸收上;5kA用在雷击及电子设备的过压吸收上;10kA用在雷击保护上.压敏电阻的电压档次较多,适合作设备的一次或二次保护. 七、PCB使用技巧 1、元器件标号自动产生或已有的元器件标号取消重来 2、单面板设置: 3、自动布线前设定好电源线加粗 4、PCB封装更新,只要在原封装上右键弹出窗口内的footprint改为新的封装号 5、100mil=2.54mm;1mil=1/1000英寸 7、定位孔的放置 8、设置图纸参数 10、元件旋转: X键:使元件左右对调(水平面); Y键:使元件上下对调(垂直面) 11、元件属性: 12、生成元件列表(即元器件清单)Reports|Bill of Material 13、原理图电气法则测试(Electrical Rules Check)即ERC Tools工具|ERC…电气规则检查 Multiple net names on net:检测“同一网络命名多个网络名称”的错误 Unconnected net labels:“未实际连接的网络标号”的警告性检查 Unconnected power objects:“未实际连接的电源图件”的警告性检查 Duplicate sheet mnmbets:检测“电路图编号重号” Duplicate component designator:“元件编号重号” bus label format errors:“总线标号格式错误” Floating input pins:“输入引脚浮接” Suppress warnings:“检测项将忽略所有的警告性检测项,不会显示具有警告性错误的测试报告” Create report file:“执行完测试后程序是否自动将测试结果存在报告文件中” Add error markers:是否会自动在错误位置放置错误符号 15、PCB布线的原则如下 16、工作层面类型说明 布线工程师谈PCB设计 作者:本站 来源:本站整理 发布时间:2006-3-2 11:56:27 发布人:51c51 减小字体 增大字体 PCB布线技术—一个布线工程师谈PCB设计的经验! LBSALE[10]LBSALE 今天刚到这里注册,看到不少弟兄的帖子,感觉没有对PCB有一个系统的、合理的设计流程.就随便写点,请高手指教. 一般PCB基本设计流程如下:前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版. 第一:前期准备.这包括准备元件库和原理图.“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好.在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库.元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库.原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库.PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行.PS:注意标准库中的隐藏管脚.之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了. 第二:PCB结构设计.这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB 设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等.并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域). 第三:PCB布局.布局说白了就是在板子上放器件.这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design-> Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->Load Nets).就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接.然后就可以对器件布局了.一般布局按如下原则进行: ①． 按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源); ②． 完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁; ③． 对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施; ④． I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件; ⑤． 时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件; ⑥． 在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容. ⑦． 继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可); ⑧． 布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉 ——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” . 这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑.布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑. 第四:布线.布线是整个PCB设计中最重要的工序.这将直接影响着PCB板的性能好坏.在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求.如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门.其次是电器性能的满足.这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准.这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能.接着是美观.假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块.这样给测试和维修带来极大的不便.布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法.这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了.布线时主要按以下原则进行: ①．一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能.在条件允许的范围内,尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最细宽度可达0.05~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm.对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地则不能这样使用) ②． 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,输入端与输出端的边线应避免相邻平行,以免产生反射干扰.必要时应加地线隔离,两相邻层的布线要互相垂直,平行容易产生寄生耦合. ③． 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是.时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零; ④． 尽可能采用45º的折线布线,不可使用90º折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线) ⑤． 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少; ⑥． 关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地. ⑦． 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出. ⑧． 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用 ⑨．原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用.或是做成多层板,电源,地线各占用一层. ——PCB布线工艺要求 ①． 线 一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离; 布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil).特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距. ②． 焊盘(PAD) 焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸 1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil).实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸; PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右. ③． 过孔(VIA) 一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil); 当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm(40mil/24mil). ④． 焊盘、线、过孔的间距要求 PAD and VIA : ≥ 0.3mm(12mil) PAD and PAD : ≥ 0.3mm(12mil) PAD and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil) TRACK and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil) 密度较高时: PAD and VIA : ≥ 0.254mm(10mil) PAD and PAD : ≥ 0.254mm(10mil) PAD and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil) TRACK and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil) 第五:布线优化和丝印.“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的.一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍.感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Place->polygon Plane).铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源.时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉.同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面. 第六:网络和DRC检查和结构检查.首先,在确定电路原理图设计无误的前提下,将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(NETCHECK),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系的正确性; 网络检查正确通过后,对PCB设计进行DRC检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证PCB布线的电气性能.最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认. 第七:制版.在此之前,最好还要有一个审核的过程. PCB设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好.所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子. 印制线路板设计经验点滴 对于电子产品来说,印制线路板设计是其从电原理图变成一个具体产品必经的一道 设计工序,其设计的合理性与产品生产及产品质量紧密相关,而对于许多刚从事电子设 计的人员来说,在这方面经验较少,虽然已学会了印制线路板设计软件,但设计出的印 制线路板常有这样那样的问题,而许多电子刊物上少有这方面文章介绍,笔者曾多年从 事印制线路板设计的工作,在此将印制线路板设计的点滴经验与大家分享,希望能起到 抛砖引玉的作用.笔者的印制线路板设计软件早几年是TANGO,现在则使用PROTEL2.7 F OR WINDOWS. 板的布局: 印制线路板上的元器件放置的通常顺序: 放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类 ,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动; 放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等; 放置小器件. 元器件离板边缘的距离:可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于 板厚,这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时,要提供给导轨槽使用,同 时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损,如果印制线路板上元器件过多,不得 已要超出3mm范围时,可以在板的边缘加上3mm的辅边,辅边开V形槽,在生产时用手掰断 即可. 高低压之间的隔离:在许多印制线路板上同时有高压电路和低压电路,高压电路部分的 元器件与低压部分要分隔开放置,隔离距离与要承受的耐压有关,通常情况下在2000kV 时板上要距离2mm,在此之上以比例算还要加大,例如若要承受3000V的耐压测试,则高 低压线路之间的距离应在3.5mm以上,许多情况下为避免爬电,还在印制线路板上的高低 压之间开槽. 印制线路板的走线: 印制导线的布设应尽可能的短,在高频回路中更应如此;印制导线的拐弯应成圆角,而 直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能;当两面板布线时,两面 的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线,避免相互平行,以减小寄生耦合;作为电路的 输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行,以免发生回授,在这些导线之间最好加 接地线. 印制导线的宽度:导线宽度应以能满足电气性能要求而又便于生产为宜,它的最小值以 承受的电流大小而定,但最小不宜小于0.2mm,在高密度、高精度的印制线路中,导线宽 度和间距一般可取0.3mm;导线宽度在大电流情况下还要考虑其温升,单面板实验表明, 当铜箔厚度为50μm、导线宽度1~1.5mm、通过电流2A时,温升很小,因此,一般选用1 ~1.5mm宽度导线就可能满足设计要求而不致引起温升;印制导线的公共地线应尽可能地 粗,可能的话,使用大于2~3mm的线条,这点在带有微处理器的电路中尤为重要,因为 当地线过细时,由于流过的电流的变化,地电位变动,微处理器定时信号的电平不稳, 会使噪声容限劣化;在DIP封装的IC脚间走线,可应用10-10与12-12原则,即当两脚间 通过2根线时,焊盘直径可设为50mil、线宽与线距都为10mil,当两脚间只通过1根线时 ,焊盘直径可设为64mil、线宽与线距都为12mil. 印制导线的间距:相邻导线间距必须能满足电气安全要求,而且为了便于操作和生产, 间距也应尽量宽些.最小间距至少要能适合承受的电压.这个电压一般包括工作电压、 附加波动电压以及其它原因引起的峰值电压.如果有关技术条件允许导线之间存在某种 程度的金属残粒,则其间距就会减小.因此设计者在考虑电压时应把这种因素考虑进去 .在布线密度较低时,信号线的间距可适当地加大,对高、低电平悬殊的信号线应尽可 能地短且加大间距. 印制导线的屏蔽与接地:印制导线的公共地线,应尽量布置在印制线路板的边缘部分. 在印制线路板上应尽可能多地保留铜箔做地线,这样得到的屏蔽效果,比一长条地线要 好,传输线特性和屏蔽作用将得到改善,另外起到了减小分布电容的作用.印制导线的 公共地线最好形成环路或网状,这是因为当在同一块板上有许多集成电路,特别是有耗 电多的元件时,由于图形上的限制产生了接地电位差,从而引起噪声容限的降低,当做 成回路时,接地电位差减小.另外,接地和电源的图形尽可能要与数据的流动方向平行 ,这是抑制噪声能力增强的秘诀;多层印制线路板可采取其中若干层作屏蔽层,电源层 、地线层均可视为屏蔽层,一般地线层和电源层设计在多层印制线路板的内层,信号线 设计在内层和外层. 焊盘: 焊盘的直径和内孔尺寸:焊盘的内孔尺寸必须从元件引线直径和公差尺寸以及搪锡层厚 度、孔径公差、孔金属化电镀层厚度等方面考虑,焊盘的内孔一般不小于0.6mm,因为小 于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工,通常情况下以金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内 孔直径,如电阻的金属