《CB设计第七讲》PPT课件.ppt

主要内容,第一节 创建PCB文件第二方法 第二节 PCB布线技巧 第三节 PCB设计技巧 第四节 PCB设计规则,第七讲 PCB设计技巧提高,第五节 创建PCB文件第二方法,二、设置PCB板 打开电路板选项设置对话框 执行Design Board Options 命令，打开 Board Options对话框。,电 路 板 选 项 设 置 对 话 框,设置对应的选项 设置单位“Unit”选为为“Metric”；勾选“Sheet Position”区域中的“Display Sheet”复选项，表示在在PCB图中显示白色的图纸；设置Snap Grid X、Y：1mm，单击“OK”按钮。 三、重新定义电路设计区域 执行Design Board Sharp Redefine Board Sharp”命令，重新定义电路设计区域。 移动光标按顺序分别在工作区内坐标为（100 mm，30 mm）、（190 mm，30 mm）、（190 mm，106 mm）和（100 mm，106 mm）的点上单击，最后单击鼠标右键，绘制一个矩形区域。重新定义的PCB板区域。,重新定义的PCB板区域,四、绘制电路板外形轮廓 单击工作区下部的Keep-Out Layer层标签，选择Keep Out Layer层。 执行Place Line命令在Keep Out层绘制布线的矩形区域。,绘制Keep Out层布线区域,五、设置电路板层数 执行Design Layer Stack Manager命令，打开电路板层数设置对话框。 在“Layer Stack Manager”对话框中勾选“Top Dielectric”复选项和“Bottom Dielectric”复选项，设置电路板为有阻焊层的双层板，单击“Ok”按钮。,电路板层数设置对话框,六、导入元件 执行Design Import Changes From 多通道设计.PrjPcb命令，打开如 Engineering Change Order对话框。,Engineering Change Order对话框,导入元件后PCB工作区内容,布局 布线 调整 完成,练 习 用第二种方法创建PCB板，并多通道滤波工程的元件导入到PCB板，并把器件移入到设计区域内。,第二节 PCB布线技巧,一、控制拐角的类型 在交互式布线过程中，有不同拐角类型，当在Preferences对话框里的PCB Editor中，Interactive Routing下的 Restrict to 9045模式的复选框不被选择，圆形拐角和任意角度拐角就可用。,“Ctrl”+“ Shift”+ “Space”可改变拐角类型，改变的顺序为： 任意角度 450 450圆角 900 900圆角 使用“Ctrl”+“ Shift”+ “。”快捷键或“Ctrl”+“ Shift”+“，”快捷键可以增加或减小控制。,二、处理布线冲突 【问题描述】在已有的元器件焊盘、走线、过孔之间放置新的线路。在交互式布线过程中，AD09具有处理布线冲突问题的多种方法。从而使得布线更加快捷，同时使线路疏密均匀、美观得体。 四种解决布线冲突的方法： 围绕障碍物走线 (Walk around Conflicting Object) 推挤障碍物 (Push Conflicting Object) 紧贴并推挤障碍物 (Hug And Push Conflicting Object) 忽略障碍物（None） 四种方法可以通过快捷ShiftR切换,1围绕障碍物走线(Walk around Conflicting Object) 该模式下软件试图跟踪光标寻找路径绕过存在的障碍，它根据存在的障碍来寻找一条绕过障碍的布线的方法。,围绕障碍物的走线模式依据障碍实施绕开的方式进行布线，该方法有以下两种紧贴障碍模式。 最短长度试图以最短的线路绕过障碍； 最大紧贴绕过障碍布线时保持线路紧贴现存的对象。 紧贴模式可通过快捷键ShiftH切换。,2推挤障碍物(Push Conflicting Object) 该模式下软件将根据光标的走向推挤其他对象（走线和过孔），使得这些障碍与新放置的线路不发生冲突，如图所示。如果冲突对象不能移动或经移动后仍无法适应新放置的线路，线路将贴近最近的冲突对象且显示阻碍标志。,推挤障碍物,3. 紧贴并推挤障碍物 (Hug And Push Conflicting Object) 该模式是围绕障碍物走线和推挤障碍物两种模式的结合。软件会根据光标的走向绕开障碍物，并且在仍旧发生冲突时推开障碍物。它将推开一些焊盘甚至是一些已锁定的走线和过孔，以适应新的走线。 如果无法绕行和推开障碍来解决新的走线冲突，布线器将自动紧贴最近的障碍并显示阻塞标志。,显示阻塞标志,4忽略障碍物（None） 该模式下软件将直接根据光标走向布线，不对任何冲突阻止布线。用户可以自由布线，冲突以高亮显示。,忽略障碍物 冲突以高亮显示,5冲突解决方案的设置 首次布线时应对冲突解决方案进行设置，在Preferences对话框中，单击PCB Editor中的Interactive Routing项，对话框中设置的内容将取决于最后一次交互式布线时使用的设置。,冲 突 解 决 方 案 设 置,也可以在交互式布线时按Tab键弹出的Interactive Routing for Net对话框中进行设置对话框中对冲突解决方案进行设置，都会变成下次进行交互式布线时的初始设置值。,交 互 式 布 线 设 置,三、布线中添加过孔和切换板层 在AD09交互布线过程中可以添加过孔。过孔只能在允许的位置添加，软件会阻止在产生冲突的位置添加过孔。 1添加过孔并切换板层 在布线过程中按数字键盘的“*”或“+”键添加一个过孔并切换到下一个信号 层。按“-”键添加一个过孔并切换到上一个信号层。该命令遵循布线层的设计规则，也就是只能在允许布线层中切换。单击以确定过孔位置 后可继续布线。 2. 添加过孔而不切换板层 按“2”键添加一个过孔，但仍保持在当前布线层，单击以确定过孔位置。,3添加扇出过孔 按数字键盘的“/”键为当前走线添加过孔，单击确定过孔位置。用这种方法添加过孔后将返回原交互式布线模式，可以马上进行下一处网络布 。 4布线中的板层切换 当在多层板上的焊盘或过孔布线时，可以通过快捷键L把当前线路切换到另一个信号层中。 5. PCB板的单层显示 在PCB设计中，如果显示所有的层，有时显得比较零乱，需要单层显 示，仔细查看每一层的布线情况，按快捷键Shift + S就可单层显示，选择那一层的标签，就显示那一层；在单层显示模式下，按快捷键 Shift + S又可回到多层显示模式。,练 习 一、练习控制拐角的类型 二、练习四种处理布线冲突方法 三、练习在交互式布线中添加过孔和切换板层的方法,第三节 PCB设计技巧,一、放置泪滴 在导线与焊盘或过孔的连接处有一段过渡，过渡的地方成泪滴状，所以称它为泪滴。泪滴的作用是：在焊接或钻孔时，避免应力集中在导线和焊点的接触点，而使接触处断裂，让焊盘和过孔与导线的连接更牢固。,泪滴的Arc和Track两种形状,放置泪滴的步骤： 执行 tools Teardrops命令，弹出泪滴设置对话框,在General设置栏中，如果选择All Pads，将对所有的焊盘放置泪滴；如果选择All Vias，将对所有的过孔放置泪滴；如果选择Selected Objects Only，将只对所选择的元素所连接的焊盘和过孔放置泪滴。 在Action设置栏，Add单选按钮表示此操作将添加泪滴；Remove单选按钮表示将删除泪滴。 在Teardrop Style设置栏，设置泪滴的形状，可选择Arc和Track两种形状。 单击OK按钮，系统将自动按所设置的方式放置泪滴。,二、放置过孔作为安装孔 在低频电路中，可以放置过孔或焊盘作为安装孔。执行命令Place Via，进入放置过孔的状态，按Tab键弹出Via对话框。,将过孔直径(Diameter )改为：6mm 将过孔的孔的直径(Diameter )改为：3mm 然后放在PCB板的4个角上,放 置 过 孔 作 为 安 装 孔,三、布置多边形铺铜区域 在设计电路板时，有时为了提高系统的抗干扰性，需要设置较大面积的接地线区域（大面积接地）。多边形铺铜就可以完成这个功能，布置多边形铺铜区域的方法：,在工作区选择需要设置多边形铺铜的PCB板层。 执行Place Polygon plane命令。打开 Polygon Pour对话框。,多边形铺铜对话框,其中的选项功能如下 Fill Mode用来设置多边形铺铜区域内的形状 Solid(Copper Regions)：表示铺铜区域是实心的。 Hatched(Tracks/Arcs)：表示铺铜区域是网状的。 None(Outlines Only)：表示铺铜区域无填充，仅有轮廓、外围。 Track Width编辑框用于设置多边形铺铜区域中网格连线的宽度。如果连线宽度比网格尺寸小，多边形铺铜区域是网格状的；如果连线宽度和网格尺寸相等或者比网格尺寸大，多边形铺铜区域是实心的。 Grid Size编辑框用于设置多边形铺铜区域中网格的尺寸。为了使多边形连线的放置最有效，建议避免使用元件管脚间距的整数倍值设置网格尺寸。,Surround Pads With选项用于设置多边形铺铜区域在焊盘周围的围绕模式。其中，Arcs单选项表示采用圆弧围绕焊盘，Octagons单选项表示使用八角形围绕焊盘，使用八角形围绕焊盘的方式所生成的Gerber文件比较小，生成速度比较快。 Hatch Mode用于设置多边形铺铜区域中的填充网格式样，其中共有4个单选项，其功能如下。 90 Degree表示在多边形铺铜区域中填充水平和垂直的连线网格。 45 Degree表示用45的连线网络填充多边形。 Horizontal表示用水平的连线填充多边形铺铜区域。 Vertical用垂直的连线填充多边形铺铜区域。,各填充风格的多边形铺铜区域,Properties区域用于设置多边形铺铜区域的性质，其中的各选项功能如下： Name：铺铜区域的名字，一般不用更改。 Layer：用于设置多边形铺铜区域所在的层。 Min Prim Length：编辑框用于设置多边形铺铜区域的精度，该值设置得越小，多边形填充区域就越光滑。 Lock Primitive：设置是否锁定多边形铺铜区域。如果选择该复选框，多边形铺铜区域就成为一个整体。 Locked：设置是否移动多边形铺铜区域在板上的位置。如果 选择该复选框，移动时给出一个提示信息。 Ignore On-Line Violations：设置多边形铺铜区域是否进行在线设计规则检查。 Net Options区域用于设置多边形铺铜区域中的网络，其中的Connect To Net用于选择与多边形铺铜区域相连的网 络，一般选择GND。,四、放置尺寸标注 1直线尺寸标注（Linear Dimension） 执行Place Dimension Linear命令。单击Tab键，打开 Linear Dimension对话框。,直 线 尺 寸 标 注 对 话 框,各选项功能： Pick Gap设置尺寸线与标注对象间的距离。 Extension Width设置尺寸延长线的线宽。 Arrow Length设置箭头线长度。 Arrow Size设置箭头长度（斜线）。 Line Width设置箭头线宽。 Offset设置箭头与尺寸延长线端点的偏移量。 Height设置尺寸字体高度。 Rotation设置尺寸标注线拉出的旋转角度。 Text Width设置尺寸字体线宽。 Text Gap设置尺寸字体与尺寸线左右的间距。,Properties区域用来设置直线标注的性质，其中的选项功能如下： Layer设置当前尺寸文本所放置的PCB板层。 Format设置当前尺寸文本的放置风格。在下拉列表中选择尺寸放置的风格共有4个选项。 Text Position设置当前尺寸文本的放置位置。 Unit设置当前尺寸采用的单位。可以在下拉列表中选择放置尺寸的单位，系统提供了“mils”、“millimeters”、“Inches”、“Centimeters”和“Automatic”共五个选项，其中“Automatic”项表示使用系统定义的单位。,2角度尺寸标注（ Angular Dimension） 执行Place Dimension Angular命令。单击Tab键，打开Angular Dimension对话框。,角 度 尺 寸 标 注 对 话 框,3弧度尺寸标注（Radial Dimension） 执行Place Dimension Radial命令。单击Tab键，打开 Radial Dimension对话框。,弧 度 尺 寸 标 注 对 话 框,4引线尺寸标注（Leader Dimension） 执行Place Dimension Leader命令。单击Tab键，打开 Leader Dimension对话框。,引 线 尺 寸 标 注 对 话 框,5基准尺寸标注（Datum Dimension） 执行Place Dimension Datum命令。单击Tab键，打开 Datum Dimension对话框。,基 准 尺 寸 标 注 对 话 框,6基线标准尺寸标注（Baseline Dimension） 执行Place Dimension Baseline命令。单击Tab键，打开 Baseline Dimension对话框。,基 线 尺 寸 标 注 对 话 框,7中心标准尺寸标注（Center Dimension） 执行Place Dimension Center命令。单击Tab键，打开 Center Dimension对话框。,中 心 尺 寸 标 注 对 话 框,9轴向直径尺寸标注（Linear Diameter Dimension） 执行Place Dimension Linear Diameter命令。单击Tab键，打开 Linear Diameter 对话框。,轴 向 直 径 尺 寸 标 注,8径向直径尺寸标注（Radial Diameter Dimension） 执行Place Dimension Radial Diameter命令。单击Tab键，打开 Radial Diameter 对话框。,径 向 直 径 尺 寸 标 注,10. 标准尺寸标注 标准标注用于任意倾斜角度的直线距离标注， 执行Place Dimension Dimension命令。,标 准 尺 寸 标 注,11. 坐标标注 执行Place Coordinate命令。单击Tab键，打开 Coordinate对话框,坐 标 标 注 对 话 框,12. 设置坐标原点 在PCB编辑器中，系统提供了一套坐标系，其坐标原点称为绝对原点，位于图纸的最左下角。但在编辑PCB板时，往往根据需要在方便的地方设计PCB板，所以PCB板的左下角往往不是绝对坐标原点。AD09提供了设置原点的工具，用户可以利用它设定自己的坐标系。 执行Edit Origin Set 命令 鼠标箭头变为十字光标，在图纸中移动十字光标到适当的位置，单击鼠标左键，即可将该点设置为用户坐标系的原点。 如果需要恢复原来的坐标系，执行： Edit Origin Reset 命令即可。,练 习 一、 放置泪滴 二、放置过孔作为安装孔 三、布置多边形敷铜区域 四、放置尺寸标注 五、设置坐标原点,第三节 PCB设计规则,一、设计规则概述 根据设计规则的适用范围共分为如下10个类别： “Electrical”电气规则类。 “Routing”布线规则类。 “SMT”SMT元件规则类。 “Mask”阻焊膜规则类。 “Plane”内部电源层规则类。 “Testpoint”测试点规则类。 “Manufacturing”制造规则类。 “High Speed”高速电路规则类。 “Placement”布局规则类。 “Signal Integrity”信号完整性规则类,二、打开设计规则设置对话框,在 PCB 电路板编辑环境下，执行菜单命令 Design Rules，系统将弹出如图所示的 PCB 设计规则和约束) 对话框。,设 计 规 则 设 置 对 话 框,对话框左下角有按钮 Priorities ，单击该按钮，可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大小。 对设计规则的基本操作有：新建规则、删除规则、导出和导入规则等。可以在左边任一类规则上右击鼠标，将会弹出如图所示的菜单。,New Rule 是新建规则； Delete Rule 是删除规则； Export Rules 是将规则导出，将以 .rul 为后缀名导出到文件中； Import Rules 是从文件中导入规则； Report 选项，将当前规则以报告文件的方式给出。,三、电气设计规则 Electrical （电气设计）规则是设置电路板在布线时必须遵守，包括：安全距离设置、短路选项设置、未布线网络选项设置和未连接管脚选项设置等 四 个方面的设置。,1.安全距离设置 在 Clearance 上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中选择 New Rule 选项,系统将自动生成名为 Clearance 的新设计规则,在 Where the First object matches 选项区域中选定一种电气类型。在这里选定 Net 单选项，同时在下拉菜单中选择一个网络名。 同样的在 where the Second object matches 选项区域中也选定 Net 单选项，从下拉菜单中选择另外一个网络名。 在 Constraints 选项区域中的 Minimum Clearance 文本框里输入 安全距离。 单击 Close 按钮，将退出设置，系统自动保存更改。,安 全 距 离 设 置 完 成 效 果,2. 短路（Short Circuit）选项区域设置,短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路。设置方法同上，系统默认不允许短路，即取消 Allow Short Circuit 复选项的选定。,3. 未布线网络选项设置,可以指定网络，检查网络布线是否成功，如果不成功，将保持用飞线连接。,4. 未连接管脚选项设置 对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线了。,四、布线设计规则 1 布线宽度（ Width ）选项设置 导线的宽度有三个参数值可以供设置，分别为 Max width （最大宽度）、 Preferred Width （最佳宽度）、 Min width （最小宽度）三个值。,布 线 宽 度 设 置,2. Routing Topology （布线拓扑结构）选项设置 拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束。 常用的布线约束为统计最短逻辑规则，用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则。 最短 (Shortest) 规则,水平最短（Horizontal）规则,垂直最短（ Vertical）规则,水平方向连线最短,垂直方向连线最短,简单雏菊（Daisy simple）规则,从一点到另一点连通所有的节点，并使连线最短。,雏菊中点规则设置,选择一个 Source （源点），以它为中心向左右连通所有的节点，并使连线最短。,雏菊平衡（Daisy Balanced）规则,选择一个源点，将所有的中间节点数目平均分成组，所有的组都连接在源点上，并使连线最短。,星形（Star Burst ）规则,选择一个源点，以星形方式去连接别的节点，并使连线最短。,2 布线优先级（ Routing Rriority ）别设置 该规则用于设置布线的优先次序，设置的范围从 0100 ，数值越大，优先级越高，如图 所示。,布线优先级设置,3. 布线层设置 该规则设置布线板层数。可选层数包括顶层和底层布线层，共有 32 个布线层可以设置。,布线层设置,4. 拐角（ Routing Corners ）选项设置,45 拐角,90 拐角,圆形拐角,4. 过孔（ Routing Via Style ）选项设置,可设置的过孔包括过孔直径 via Diameter 和过孔中的通孔直径 Via Hole Size ，包括 Maximum （最大值）、 Minimum （最小值）和 Preferred （最佳值）。设置时过孔直径和通孔直径的差值不宜过小，否则将不宜于制板加工，差值一般在 10mil 以上。,5.逃逸式扇出布线（Fanout Control）设置 逃逸式扇出将尝试将每个焊盘都布线到其元件的边缘，这样使得它们将来的布线更加容易方便。 扇出行为 使用内部焊盘作为第一步扇出，采用的是传统的扇出行为（即从焊盘引出一小段线，然后在线的末端放置一个过孔，以此过孔到达另一层），然后从过孔处逃逸式布线到器件的边缘，通过可用的层来进行扇出，一直到所有的焊盘都逃逸式布线完毕。 Fanout Options 对话框可让你控制并定义扇出和逃逸式布线的相关选项，同时有些选项用于盲孔（层对之间的钻孔，可在层栈管理器 Layer Stack Manager 对话框设置）。,BGA器件的扇出和逃逸式布线的例子,逃逸式扇出选项,6. 差分对（Differential Pairs Routing）布线,差分对布线是一项要求在印刷电路板上创建利于差分信号（对等和反相的信号）平衡的传输系统的技术。差分线路一般与外部的差分信号系统相连接，如连接器或电缆。,差 分 对 布 线 设 置,五、表面贴装（SMT）规则设置 1. SMD焊盘与导线拐角处最小间距规则,2. SMD焊盘与电源层过孔最小间距规则,3. SMD表贴元件焊盘颈缩率规则,六、阻焊层（MASK）设计规则 1.阻焊层延伸量（ Solder Mask Expansion ）设置,阻焊层延伸量设置,在电路板的制作时，阻焊层要预留一部分空间给焊盘。这个延伸量就是防止阻焊层和焊盘相重叠.,2. 表面贴装元件延伸量（ Paste Mask Expansion ）设置,表面贴装元件延伸量设置,设置表面贴装元件的焊盘和阻焊之间的距离,七、内电层（Plane）设计规则 1 电源层连接方式（ Power Plane Connect Style ）设置,用于设置过孔到电源层的连接方式,2. 电源层安全距离（ Power Plane Clearance ）设置,该规则用于设置电源层与穿过它的导孔之间的安全距离，即防止导线短路的最小距离。,3. 敷铜连接方式（ Polygon Connect style ）设置,该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方