PCB设计规则及应用技巧.ppt

1、第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,PCB设计规则,PCB设计的高级技巧,1,2,第8章 PCB设计规则及应用技巧,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,Protel 99 SE,8.1 PCB设计规则,PCB设计规则给PCB的布局、布线等过程提供了设计依据，合理地设置设计规则会提高布线的质量与布通率。 执行“Design/Rules”菜单命令，进入设计规则设置界面。Protel 99 SE的PCB 共有六种设计规则，相应有六个设计规则选择标签，分别用来给不同的设计过程设置PCB规则。 六种设计规则的界面基本相同,8.1.1 概述,设计规则选择标签,每种设计规则的具体分类

2、,当前选中规则,当前选中规则解释,当前规则文字解释,当前规则图示,已定义规则,添加新规则,删除规则,规则分类,编辑规则,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,点击不同的设计规则选择标签，进入相应的设计规则设置界面。在每种设计规则下，又分了多类具体的详细规则，双击选定的具体设计规则或单击“Add”按钮，进入详细规则的设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,设计规则设置界面,编辑规则,规则应用范围,规则名称,规则属性值,规则最大值,规则最小值,规则默认值,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规

3、则及应用技巧,Protel 99 SE,8.1.2 PCB设计规则,1. 布线规则(Routing,布线规则给PCB自动布线器提供了布线时的参考依据，PCB自动布线器根据这些参数进行布线。 共有十类自动布线规则,点击布线规则选择标签，进入布线规则设置界面。默认的当前选中规则为安全间距规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线设计规则界面,共有十类布线设计规则,当前选中将要设置的规则,给当前选中的规则添加新规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,设定同一工作层面上两种（两

4、个）图元之间的最小距离，可以对整个电路板设置一个安全间距，也可以分别对不同的图元间设置不同的安全间距,安全间距规则（Clearance Constraint,一般PCB板的安全间距可设为8mil10mil，较稀疏的PCB板可以设置12mil以上。目前4mil以下的安全间距对生产来说是难以实现的,单击“Add”按钮或双击该选项，进入安全间距设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,安全间距规则设置界面,图元A的选取范围,图元B的选取范围,图元A、间的最小间距,应用规则的网络,规则名称,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PC

5、B设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,根据PCB的设计要求，可以对不同的图元，设定不同的安全间距值。 如可以设置顶层导线和元件之间的安全间距为50mil，之后再通过添加规则设置底层所有图元的安全间距为20mil,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,用于设置布线时导线的拐角形状和拐角尺寸。 有3种拐角模式，通过“Style”下拉菜单选择：“90 Degrees”（90角）、“45 Degrees”（45角）和“Rounded”（圆角）。 单击“Add”按钮或双击该项进入设置界面,拐角模式规则（Routing Corners,P

6、CB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,拐角模式规则设置界面,拐角模式规则的范围,选取拐角角度,圆角或45角的角度缩进值范围,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线工作层规则（Routing Layers,设置布线的工作层面及走线方向。只能对已定义的信号层设置规则（界面中用黑色表示）。 通常相邻两层的走线方向要互相垂直，避免由于走线平行而产生分布电容效应。 多层板的电源层不在这里设置，而是在层堆栈管理器（Layer Stack Manager）中进行。 单击“Add”按钮或双击该

7、项进入设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线工作层规则设置界面,未定义的布线层,已定义的布线层,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线优先级规则（Routing Priority,布线优先级指对各个网络布线的先后顺序。优先级高的网络先布线，优先级低的网络后布线。 Protel 99 SE提供了0100共101个优先级选择，数字0代表最低优先级，100代表最高优先级。界面直观，不单独展示,对有特殊要求的信号可以设置较高的优先级。一般将高速信号时钟线设置为最高的优先

8、级,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线拓扑结构规则（Routing Topology,设置布线时网络采用的拓扑结构，即布线时网络上各个管脚之间（Pin to Pin）的连接顺序关系。 单击“Add”按钮或双击该项进入设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线拓扑结构规则设置界面,选取拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1）最短连线（Shortest）：生成一组最短的连接，将网络上的各引脚连接起

9、来。也是系统默认的拓扑结构。 （2）水平连线（Horizontal）：生成一组连接将网络上的各引脚连接起来，并且在水平方向连线最短。 （3）垂直连线（Vertical）：生成一组连接将网络上的各引脚连接起来，并且在垂直方向连线最短,共有7种拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,4）单菊花链形（Daisy-Simple）：生成连接关系时将源点和终点之间的网络上的各引脚连接起来，且使连线最短。该拓扑结构需要指出源点Source和终点Terminator,单菊花链形拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则

10、及应用技巧,Protel 99 SE,5）中间向外的菊花链形（Daisy-Mid-Driven）：生成连接关系时，以连接的源点Source为中心，向两边的终点Terminator连接网络上的各引脚，把中间节点数量均匀分配给两边的终点，且连线最短,中间向外的菊花链形拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,生成连接关系时，将中间节点Load数平均分组，组的数目和终点数目一样多，每组的中间节点和一个终点连接，组间串联在一起，且连线最短，所有的组最终都连接在同一个源点上，多个源点接在一起,平蘅菊花链形拓扑结构,6）平衡菊花链形（Dais

11、y-Balanced,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,7）放射星形（Starburst）：生成连接关系时，试着轮流以网络中每个节点作为源点连接其他各节点，以连线最短的一组作为布线的连接关系。这时中间节点和终点性质相同,放射星形拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,菊花链形拓扑结构布线时导线从源端开始（一般为信号的发送端）按顺序一个接一个地到达终端（一般为信号的接收端）。从源端到达终端的导线长度不一定相同，导致每个终端接收到的信号不一定同步，但在控制走线上的谐波干扰

12、方面效果很好。 放射星形布线则可以解决信号的同步问题。另外在PCB设计过程中，处理多点共地问题时往往也要采用放射星形拓扑结构,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,设置过孔外径和内径的最小值、最大值及首选值。其中首选值最重要，该值要在最大值、最小值之间,过孔类型规则（Routing Via Style,一般信号过孔的内外径通常分别为16mil和30mil，电源和地的过孔内外径稍大些，通常分别为28mil和50mil。过孔的内径最小不能小于8mil,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99

13、SE,过孔类型规则设置界面,外径取值范围,内孔径取值范围,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,SMD的焊盘底座宽度与布线宽度比值规则（SMD Neck-Down Constraint,设置表面贴装器件（SMD）的焊盘底座宽度与布线宽度的最大比值限制。以百分比形式设置布线宽度与焊盘底座宽度的最大比值,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,SMD焊盘底座宽度与布线宽度比值规则,百分比形式的最大比值限制,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Prote

14、l 99 SE,SMD器件焊盘与导线拐角处最小间距规则（SMD To Corner Constraint,设置表面贴装器件的焊盘与引出导线的拐角处允许的最小间距,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,最小间距值,SMD焊盘与导线拐角处最小间距规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,SMD器件到电源层的连线距离（SMD To Plane Constraint,设置表面贴装元件连接到电源层时，表面贴装器件的焊盘到连接电源层的过孔之间的最短距离限制。这个距离过小易造成表面贴装器件的

15、虚焊,设置界面和前面SMD器件焊盘与导线拐角处最小间距规则界面基本相同。不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,布线宽度规则（Width Constraint,设置布线时导线的最大宽度和最小宽度允许值。最小值和最大值用于在线电气规则检查（DRC）过程。而首选值用于手工布线和自动布线过程,设置界面和前面的界面基本相同。不再展示,一般电源线的线宽取20mil50mil，地线取20mil80mil，而整个板（优先级最低）的线宽一般取8mil13mil，最小可以是4mil6mil,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规

16、则及应用技巧,Protel 99 SE,布线设计规则“Routing”中，布线工作层面“Routing Layers”是必须设置的，安全间距“Clearance Constraint”和布线宽度“Width Constraint”必须至少有一项是设置的,小节,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,2制造设计规则（Manufacturing,设置与电路板制作有关的规则 ，共有11类制造设计规则,界面构成与布线设计规则相同，各类规则的编辑和应用范围的设置方法也与布线设计规则类似,点击“Manufacturing”选择标签，进入制造设计规则设

17、置界面。默认的当前选中规则为锐角限制规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,制造设计规则界面,共有十一类制造设计规则,当前选中将要设置的规则,给当前选中的规则添加新规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,双击“Acute Angle Constraint”选项或单击“Add”按钮，进入锐角限制规则设置界面,锐角限制规则（Acute Angle Constraint,设定导线间夹角的最小值，如果导线间夹角过小，可能导致拐角尖端过度蚀刻的现象发生。所以导线尽可能拐大于90的角

18、，不采用直角和锐角,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,锐角限制规则设置界面,最小角度,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,双击“Hole Size Constraint”选项或单击“Add”按钮，进入孔径尺寸规则设置界面,孔径尺寸限制规则（Hole Size Constraint,设置孔径尺寸的范围 。用绝对值来表示，也可以用百分比来表示。过孔的形状只有圆形一种,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,孔径尺寸限制规则

19、设置界面,绝对值或百分比选择,孔径尺寸最小值,孔径尺寸最大值,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,过孔的孔径不能太大，最大尺寸不能超过PCB厚的三分之一，一般要比实际元器件孔的孔径小。 孔径过小会带来成本的增加，而且由于工艺限制孔径也不能无限制的小。 建议采用设计规则中给出的标称孔径和最小孔径作为过孔的选定值（内径28mil，外径50mil）。目前最小到8mil,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,层面对匹配规则（Layer Pairs,设置是否启动“检测钻孔层面对与工作层面

20、对匹配情况”的功能,工作层面对由电路板上的过孔和焊盘决定，钻孔层面对在层堆栈管理器中设置，用来设定哪些层之间允许过孔。在多层板设计过程中，常会放置一些通孔、盲孔和半盲孔，不同的孔接通不同的层，要求过孔和钻孔层面对相匹配,设置界面非常直观，不单独展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,最小环径限制规则（Minimum Annular Ring,设定焊盘和过孔的外径与钻孔内径差的最小宽度。过小的最小环径会造成钻孔时铜膜的脱落,直插式元件的焊盘直径一般为孔径的倍，该值还与PCB的厚度有关。对双面板来说最小为60mil，一般取内外径比为3:

21、5,双击“Minimum Annular Ring”选项或单击“Add”按钮，进入最小环径限制规则设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,最小环径限制规则设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,锡膏层延伸限制规则（Paste Mask Expansion,设定表面贴装元件的焊盘与钢模板（锡膏层）焊盘孔之间的距离,在电路板的制作过程中，是先利用钢模将锡膏涂在电路板上，然后将表面贴装元件直接粘贴在电路板表面上的，钢模焊盘要略小于表面贴装元件的焊盘，使得两者之间存在差异

22、,设置界面非常直观，不单独展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,敷铜与焊盘连接类型规则（Polygon Connect Style,设定敷铜与焊盘的连接方式。有3种连接方式： （）辐射状连接（Relief connect）：一般有利于元件散热，但成本高。 （）直接连接（direct connect）：成本低，在小功率电路板中使用。 （3）不连接（no connect,双击该项进入设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,敷铜与焊盘连接类型规则设置界面,选择连接类型,P

23、CB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,电源、接地层安全间距限制规则（Power Plane Clearance,双击该项进入设置界面。界面直观，不再展示,设置电源、接地层安全间距限制规则。 电源、接地层是整块敷铜，如果有焊盘和过孔穿过该层但并不与其连接，则在穿过电源、接地层时应该留出相应的一块不敷铜区，使它们之间留有一定的间距，以免发生短路。该规则就用于设定焊盘以及过孔在穿过电源、接地层时与电源、接地层铜膜间的最小间距,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,电源、接地层连接方式规则

24、（Power Plane Connect Style,设定焊盘或过孔连接到电源、接地层时采用的连接方式。与焊盘和敷铜的连接方式类似，有3种连接方式，辐射状连接、直接连接和不连接,选择辐射状连接，还需要设置焊盘和铜膜的连线宽度、连线数目、扩展距离及焊盘和铜膜间隙的宽度。辐射状连接方式可避免敷铜的热量传到元件引脚上,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,电源、接地层连接方式规则设置界面,选择连接类型,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,阻焊层伸展量规则（Solder Mask Ex

25、pansion,设置阻焊层中焊盘的伸展量。阻焊层用来给PCB涂防焊漆，防止焊锡向外延伸。阻焊层是负性的，除焊盘和过孔外，整面都是铺满铜的。 阻焊层上留出的焊盘一般来说要比实际焊盘略大一些，两者之间存在间隙，本规则用来设定这个间隙。默认值为4mil,双击该项进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,测试点样式规则（Testpoint Style,设置测试点的焊盘和过孔的物理参数,测试点尽可能设置为正方形，并均匀地布在PCB的背面，直径至少为35mil。测试点间隔尽可能为100mil,双击该项进入设置界面,PC

26、B设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,测试点样式规则设置界面,元件下是否允许有测试点,测试点大小,测试点孔径大小,允许放测试点的层面,测试点间隔大小,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,测试点用法规则（Testpoint Usage,设置哪些网络需要测试点。 设置完测试点后，在自动布线过程中会自动地在电路板上的电气网络添加测试点,双击该项进入设置界面,界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,点击“High

27、Speed”选择标签，进入高频电路设计规则设置界面。默认的当前选中规则为菊花状布线分支长度限制规则,3高频电路设计规则（High Speed,高频电路进行布线时，要考虑电路内部相互干扰的问题。该界面就是与高频电路设计有关的各种规则。共有6类规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,高频电路设计规则设置界面,共有六类布线设计规则,当前选中将要设置的规则,给当前选中的规则添加新规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,菊花状布线分支长度限制规则（Daisy Chain Stub

28、Length,设定采用菊花链拓扑结构的网络在布线时其分支的最大长度，分支过长会对高频电路产生不良影响,双击该项进入设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,菊花状布线分支长度限制规则设置界面,分支长度的最大值,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络长度限制规则（Length Constraint,设定PCB中网络长度的范围。高频电路中过长的走线会引起信号干扰。 如果一个范围内有多个限制规则，则以长度范围最小的规则为基准,双击该项进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设

29、计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络长度匹配规则（Matched Net Lengths,设定网络长度匹配规则。大致相同的网络长度可以减少各个网络之间的相互耦合，降低互相干扰的程度,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面,对长度短于范围内最长网络的那些网络一般是在网络中加入折线以增长过短的网络长度。共有3种折叠线方式：90 度折线、45 度折线和波浪线,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络长度匹配规则设置界面,规则应用范围,允许的最大误差,对大于误差范围的网络处理方式,

30、PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,最大过孔数目限制规则（Maximum Via Count Constraint,设定电路板中允许过孔数目的最大值。在高频电路板中过孔数目过多会对电路产生不良影响，尽量不使用过孔,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,平行导线段间距限制规则（Parallel Segment Constraint,设定允许平行走线的导线间的最小间距、最大长度和规则的使用范围。不允许同类规则范围重叠

31、,高速电路中尽可能避免近距离的平行走线，不能避免时也要平行走线尽可能短,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,PCB设计高级技巧,Protel 99 SE,平行导线段间距限制规则设置界面,选定范围,选定范围B,范围、间的间距,平行导线长度,应用规则的工作层,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,SMD焊盘下过孔限制（Vias Under SMD Constraint,设置自动布线时是否允许在SMD焊盘下放置过孔。 发生多个不同的适用范围争用时，重叠范围将不允许在SMD焊盘下放置过孔,双击该选项或单击“Ad

32、d”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,4元件布局规则设置,设置与元件自动布局相关的一些设计规则。共有5类设计规则。 点击“Placement”选择标签，进入元件布局规则设置界面。默认的当前选中规则为元件间距限制规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,设定元件之间的最小间距和间距的计算方法,元件间距限制规则（Component Clearance Constraint,双击该选项或单击“Add”按钮，进入元件间距限制规则设置界面,PC

33、B设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,元件间距限制规则设置界面,选定范围,选定范围B,范围、间的间距,间距的计算方式,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,PCB上不同元件相邻的焊盘之间的最小间距不应低于50mil。当采用自动插件和焊接元件时，间距可取50mil100mil。手工插件和焊接元件时，间距可大些，取100mil150mil,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,元件放置方向规则（Component Orientat

34、ions Rule,设定元件放置的方向。一般PCB上的元件要求沿水平和垂直两个方向放置，方便插件。但对一些有特殊要求的元器件，如大多数设备的按键排列则按结构要求放置,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络忽略规则（Net To Ignore,设置在自动布局时应忽略的网络，用Cluster Placer自动布局时忽略电源和接地网络可以使布局速度和质量有所提高,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 P

35、CB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,允许元件放置层规则（Permitted Layers Rule,设定自动布局时允许元件放置的电路板层面。对有SMD器件的单面板，SMD器件只能放在焊接面，普通器件则放在元件面上,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,区域定义规则（Room Definition,在指定层上定义一个区域，且指定某元件、元件类或焊盘布线时是在该区域内还是在外。移动区域就可以移动指定的元件、元件类或焊盘,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界

36、面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,区域定义规则设置界面,区域包括的图元,区域大小,区域所在层,图元在区域内或外,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,5信号完整性规则,信号完整性是指信号能以正确的时序和正确的值进行响应的能力。进行信号完整性需要设置导线阻抗、传输延迟、信号过冲等参数,点击“Signal Integrity”选择标签，进入信号完整性规则设置界面。默认的当前选中规则为信号下降沿传输延迟时间,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB

37、设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号完整性规则设置界面,当前默认规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号下降沿传输延迟时间（Flight Time-Falling Edge,设定在PCB的信号线上输入波形从下降沿到阈值电压时经过的时间间隔,设置界面直观，仅展示信号下降沿传输延迟时间规则界面,信号上升沿传输延迟时间（Flight Time-Rising Edge,与上含义同，只是时间为上升沿传输延迟时间,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号下降沿传输延迟

38、时间界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,阻抗限制规则 （Impedance Constraint,设定电路板中指定网络允许阻抗的最大值和最小值,设置界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,下降沿过冲规则（Overshoot-Failing Edge,设定下降沿允许低于基值信号的最大值限制,设置界面直观，仅展示信号下降沿过冲规则界面,上升沿过冲规则（Overshoot-Rising Edge,与下降沿过冲规则对应，用于设定上升沿允许高于基值信号的最大值限制

39、,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号下降沿过冲规则界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号基值规则（Signal Base Value,设置低电平信号的基准电压,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,激励信号规则（Signal Stimulus,设置激励信号的各种参数。共有三种激励信号类型：恒定电平“Constant Level”、单脉冲“S

40、ignal Pluse”和周期脉冲“Periodic Pulse,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,激励信号规则设置界面,激励信号类型,起始电平,信号起始时间,信号停止时间,信号周期,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,高电平信号规则（Signal Top Value,用于设置逻辑高电平信号对应的电压值,双击该选项或单击“Add”按钮，进入设置界面。界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及

41、应用技巧,Protel 99 SE,上升沿斜率规则（Slope-Rising Edge,下降沿斜率规则（Slope-Falling Edge,设置信号从下降沿阈值电压下降到低电平电压时的最大延时时间,与下降沿斜率规则对应，用于设定信号从阈值电压上升到逻辑高电平的最大延时时间,设置界面直观，仅展示下降沿斜率规则界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,下降沿斜率规则界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络电压规则（Supply Nets,设定电路板中供电网络的电压值。必须

42、将接地网络的电压设置为0,设置界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号上升沿欠调规则（Undershoot-Rising Edge,信号下降沿欠调规则（Undershoot-Falling Edge,设定信号的下降沿上允许高于信号基值的最大值,设置界面直观，仅展示信号下降沿欠调规则界面,与信号下降沿欠调规则对应，用于设定信号的上升沿上允许的低于信号基值的最大值,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,信号下降沿欠调界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8

43、章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,6其他相关规则设置,点击“Other”选择标签，进入信号完整性规则设置界面。共包含3类设计规则 。 默认的当前选中规则为短路限制规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,其它规则设置界面,当前默认规则,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,短路限制规则（Short-Circuit Constraint,设定是否允许两个图元短路。当两个有不同网络名称的图元连接在一起时认为发生短路,在实际电路板的设计过程中，一般要避免短路发生

44、，但有时需要将不同的网络短接在一起,双击该选项或单击“Add”按钮，进入短路限制规则设置界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,短路限制规则设置界面,选定范围,选定范围B,是否允许、短路,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,未连接引脚限制规则（Un-Connected Pin Constraint,设置对哪些引脚进行检查。即设置查找电路图中未连接引脚的范围,未布通网络限制规则（Un-Routed Nets Constraint,检查网络布线是否完整，该规则用于设定检查的范围

45、,界面直观，不再展示,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,8.1.3 设计规则检查,Protel 99 SE提供的设计规则检查功能可以对相关阶段的设计规则进行检查 。 执行“Tool/Design Rule Check”菜单命令，进入设计规则检查界面 。 共有两个则标签：批次检查标签“Report”、在线规则检查标签“On-line”,批次检查表示启动一次检查一次，并产生报告文件。在线规则检查表示在设计过程中后台实时检查设计情况。两个标签项的界面相似,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,设计规则检查界面,批次检查标签,在线检查,布线规

46、则检查项选择区,制造规则选择区,高频电路规则区,信号完整性分析选择区,元件布局规则区,产生报告文件,高亮显示违规对象,连同子网一齐检查,有xx个违规停止检查,对内部电源报警,启动批次检查功能,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,设计规则选项区域分别对5类设计规则的检查项进行选择，选中某项表示要对该项进行设计规则检查 ，如果在设计规则中没有对相应的项进行设置，则以灰色显示，表示不能对它进行检查。 单击“Run DRC”按钮启动批次设计规则检查功能，并产生检查报告。 执行“Tool/Preference”菜单命令，单击“Option”选项卡，选中“Online DRC”选项

47、表示在线设计规则检查生效,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,执行“Design/Option”菜单命令，单击“Layer”选项卡，选中“System”栏的“DRC Errors”选项，显示当前设计规则检查结果。关闭该项，则DRC错误在PCB编辑界面不会显示出来，但已生效的在线设计规则检查仍起作用,在PCB的设计过程应启动在线设计规则检查功能，以保证设计过程符合要求，在PCB设计结束前应以批次检查方式启动设计规则检查功能，并生成检查报表，以确认电气设计合格，PCB易于加工，器件易于装配、焊接等,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8

48、章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,8.2 PCB设计的高级技巧,把具有相同性质的图元组织在一起构成类。Protel 99 SE中共有4种类：网络类（Net Class）、元件封装类（Component Class）、飞线类（From-To Class）和焊盘类（Pad Class,8.2.1 PCB的类及应用,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1定义类,执行“Design/Classes”菜单命令，进入类编辑界面。共有4个选项标签，分别用来定义4种网络类,选择标签,定义新类,编辑已存在的类,删除类,选择类,不可

49、编辑的系统类,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,定义网络类,在“Net”标签下单击“Add”按钮，进入定义网络类界面,每种类下都有一个不可编辑的All类，分别是All Nets、All Components、All From-Tos和All Pads。它们是系统定义的类。不能对它们进行修改,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,定义网络类界面,新网络类名称,不在新网络类中的网络,添加到新网络类中的网络,添加键,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技

50、巧,Protel 99 SE,在“Name”栏里指定要新定义网络类的名称，在“No-Member”栏选取要加入到该网络类的网络，再按“”按钮，即可将该网络添加到右边的“Member”栏。单击“OK”按钮，产生新的网络类。 如果要删除网络类中的某个网络，先在“Member”栏中选取该网络，再按“”按钮，即可将该网络从“Member”栏中删除,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,定义元件封装类和焊盘类,定义元件封装类和焊盘类的方法与定义网络类的方法基本相同,定义飞线类,要定义飞线类，需要先用From-To编辑器来指定飞线。定义飞线类的方法

51、与定义网络类的方法基本相同,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,2类的应用,在自动布局、布线前，对有特殊要求的元器件、网络等进行分类，在设置设计规则参数时，对这些类按要求设置不同的布局、布线参数，会给PCB的设计带来很大方便。 例如把发热量大的元器件定义为一个元件封装类，在布局规则设置时给这个封装类设置一个较大的元件间距，布局时就可保证这些元件的间距要求，保证元件的散热,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,8.2.2 From-To编辑器,From-To编辑器用来编辑焊盘与焊

52、盘之间的连接关系。 当网络表文件加载到PCB后，在PCB编辑器中会以预拉线的形式显示出焊盘之间的连接关系（两个焊盘之间的预拉线称为飞线）。这些连接关系由布线设计规则中设定的拓扑结构决定。可以使用From-To编辑器编辑网络中部分或全部网络的连接方式，或对一个网络重新设置特定的拓扑结构,执行“Design/From-To Editor”菜单命令，进入From-To编辑器界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,FromTo编辑器界面,网络选择区,已选择网络,当前网络中的焊盘及位置,自动生成拓扑结构规则选择区,编辑FromTo连接,删除连

53、线,在两焊盘间加连线,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,编辑飞线的拓扑结构时，最好指定源点焊盘和终点焊盘。这可以通过编辑焊盘的属性来完成：在“From Pad”或“To Pad”下拉栏中选取要编辑的焊盘，在预览窗口中以小圈指示，双击该焊盘进入属性对话框，在“Advanced”栏中修改其电气类型。默认的类型为Load。 系统自动按最短规则生成的飞线不会显示出它的拓扑结构来,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1外部网络表和内部网络表 外部网络表指由原理图产生的网络表。内部网络表就是加载完外部网络表后在PCB图中

54、产生的连接关系。PCB设计是通过内部网络表完成的。 内部网络表由网络表管理器管理,8.2.3 网络表管理器,2网络表管理器 执行“Design/Netlist Manager”菜单命令，进入网络表管理器界面,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,网络表管理器界面,存在的网络类,当前类中的网络,网络中的引脚,编辑网络类,添加网络类,删除网络类,添加网络,删除网络,编辑引脚,编辑网络,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1更改元件封装 可以从原理图中修改元器件封装，重新产生网络表，

55、通过加载网络表来修改PCB图封装，也可以直接从PCB中修改。 在PCB编辑器中，双击需修改的元件，进入元件属性对话框，在“Footprint”项中直接输入新的封装即可,8.2.4 更改元件封装和引脚连接关系,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,在PCB编辑器中，双击需要修改连接关系的元件引脚，进入焊盘属性对话框，在对话框的“Advanced”选项卡的“Net”下拉菜单显示PCB中的所有网络，选择新的网络名即可,2修改元件引脚的连接关系,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,元件

56、属性对话框图,焊盘属性对话框,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1手工交互布线 对一些有特殊要求的信号往往要先进行手工布线，如易受干扰的信号导线、一些承载大电流的电源线和地线、时钟信号线等，并将这些已布通的导线锁定。再对其余的信号进行自动布线。 手工交互布线常用的方法有对指定网络布线、对指定元件布线和对指定区域布线,8.2.5 布线,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,2自动布线 在自动布线前，应先锁定已经布通的导线。 执行“Auto Route/All”菜单命令，进入自动

57、布线界面，先选中“Pre-routes”栏的“Lock All Pre-routes”项，再单击“Route All”，可保护预布线，并完成PCB的布线,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,执行“Tools/Un-route/Net”菜单命令，删除已布好的某个网络，再在这个网络重新手工布线。 执行“Tools/Un-route/Connection”菜单命令，删除两个焊盘之间的导线，再在这两个焊盘之间重新手工布线。 在手工调整布线过程中，选中“Tools/Preferences/Options/Automatically Remove Loops”选项，允许自动删除布线回路,3手工调整,PCB设计规则,PCB设计高级技巧,第8章 PCB设计规则及应用技巧,Protel 99 SE,1敷铜 “敷铜”就是在电路板上没有布线的地方铺设铜膜。往往将敷铜与地线或电源线连接起来，以提高PCB的抗干扰能力，改善散热条件。 执行“Place/Polygon Plane”菜单命令，进入放置敷铜界面,8.2.6 敷铜、