PCB设计第七讲课件

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文件第二方法一、在工程中创建PCB文档打开工程文件和原理图文件例如：打开多通道设计工程文件和多通道原理图创建新的PCB文件。方法：执行命令

File→New→PCB新建一个名称为“PCB1.PcbDoc”的PCB文件。将新建的PCB文档保存为“多路滤波器.PcbDoc”文件。新创建的PCB文件二、设置PCB板打开电路板选项设置对话框执行Design→BoardOptions…命令，打开BoardOptions对话框。电路板选项设置对话框重新定义的PCB板区域四、绘制电路板外形轮廓单击工作区下部的Keep-OutLayer层标签，选择KeepOutLayer层。执行PlaceLine命令在KeepOut层绘制布线的矩形区域。绘制KeepOut层布线区域五、设置电路板层数执行Design→LayerStackManager命令，打开电路板层数设置对话框。在“LayerStackManager”对话框中勾选“TopDielectric”复选项和“BottomDielectric”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PCBEditor中，InteractiveRouting下的Restrictto90／45模式的复选框不被选择，圆形拐角和任意角度拐角就可用。任意角度450450圆角900900圆角“Ctrl”+“Shift”+“Space”可改变拐角类型，改变的顺序为：任意角度450450圆角900900圆角使用“Ctrl”+“Shift”+“。”快捷键或“Ctrl”+“Shift”+“，”快捷键可以增加或减小控制。1．围绕障碍物走线(WalkaroundConflictingObject)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。①最短长度——试图以最短的线路绕过障碍；②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Shift＋H切换。2．推挤障碍物(PushConflictingObject)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(HugAndPushConflictingObject)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PCBEditor中的InteractiveRouting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InteractiveRoutingforNet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。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SurroundPadsWith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。HatchMode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。90Degree表示在多边形铺铜区域中填充水平和垂直的连线网格。45Degree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。MinPrimLength：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。LockPrimitive：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。IgnoreOn-LineViolations：设置多边形铺铜区域是否进行在线设计规则检查。NetOptions区域用于设置多边形铺铜区域中的网络，其中的ConnectToNet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（LinearDimension）执行Place→Dimension→Linear命令。单击Tab键，打开LinearDimension对话框。直线尺寸标注对话框各选项功能：PickGap设置尺寸线与标注对象间的距离。ExtensionWidth设置尺寸延长线的线宽。ArrowLength设置箭头线长度。ArrowSize设置箭头长度（斜线）。LineWidth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。TextWidth设置尺寸字体线宽。TextGap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。TextPosition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（AngularDimension）执行Place→Dimension→Angular命令。单击Tab键，打开AngularDimension对话框。角度尺寸标注对话框3．弧度尺寸标注（RadialDimension）执行Place→Dimension→Radial命令。单击Tab键，打开RadialDimension对话框。弧度尺寸标注对话框4．引线尺寸标注（LeaderDimension）执行Place→Dimension→Leader命令。单击Tab键，打开LeaderDimension对话框。引线尺寸标注对话框5．基准尺寸标注（DatumDimension）执行Place→Dimension→Datum命令。单击Tab键，打开DatumDimension对话框。基准尺寸标注对话框6．基线标准尺寸标注（BaselineDimension）执行Place→Dimension→Baseline命令。单击Tab键，打开BaselineDimension对话框。基线尺寸标注对话框7．中心标准尺寸标注（CenterDimension）执行Place→Dimension→Center命令。单击Tab键，打开CenterDimension对话框。中心尺寸标注对话框9．轴向直径尺寸标注（LinearDiameterDimension）执行Place→Dimension→LinearDiameter命令。单击Tab键，打开LinearDiameter对话框。轴向直径尺寸标注8．径向直径尺寸标注（RadialDiameterDimension）执行Place→Dimension→RadialDiameter命令。单击Tab键，打开RadialDiameter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。“HighSpeed”——高速电路规则类。“Placement”——布局规则类。“SignalIntegrity”——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DesignRules，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。NewRule是新建规则；DeleteRule是删除规则；ExportRules是将规则导出，将以.rul

为后缀名导出到文件中；

ImportRules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NewRule……选项系统将自动生成名为Clearance的新设计规则在WheretheFirstobjectmatches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wheretheSecondobjectmatches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MinimumClearance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（ShortCircuit）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AllowShortCircuit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Maxwidth（最大宽度）、PreferredWidth（最佳宽度）、Minwidth（最小宽度）三个值。

布线宽度设置2.RoutingTopology（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（Daisysimple）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（DaisyBalanced）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（StarBurst）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（RoutingRriority）别设置该规则用于设置布线的优先次序，设置的范围从0~100，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（RoutingCorners）选项设置45°拐角90°拐角圆形拐角4.过孔（RoutingViaStyle）选项设置

可设置的过孔包括过孔直径viaDiameter和过孔中的通孔直径ViaHoleSize，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（FanoutControl）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。FanoutOptions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LayerStackManager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（DifferentialPairsRouting）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（SolderMaskExpansion）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（PasteMaskExpansion）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（PowerPlaneConnectStyle）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（PowerPlaneClearance）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（PolygonConnectstyle）设置该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方式

八、测试点设计规则测试点（Testpiont）规则用于设计测试点的形状、用法等。1.测试点风格（TestpointStyle）设置该规则中可以指定测试点的大小和格点大小等。2.测试点用法（TestpointUsage）设置

Allowmultipletestpointsonsamenet：用于设置是否可以在同一网络上允许多个测试点存在。Required