[教程]超强精品PowerPCB电路板设计规范

1、概述$ E/ v; X: {6 ~4 N
　　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。5 }* H" C' M- m' T

1 \; R- h& T- y' {5 F2 T) U2、设计流程/ K9 l! r. b3 A) j1 C
　　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.) z6 j9 `; j4 |5 Y3 r9 n, f" s* U% X. p5 F

: ^3 r% h6 C* W8 i- ?5 k2.1 网表输入
3 w, {; U4 c9 v6 M' W! c4 D　　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。# e" m9 o9 Z' R. h& x" ]

9 F* R1 I; P) A7 k, f6 z- d2.2 规则设置
$ J1 o" r9 w4 T- J. {　　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。
9 Y5 s# g8 \0 _5 P  {/ e( A  D
7 L/ x5 p; y7 @+ ?注意：9 L- T5 Q2 ~2 o& H" w
　　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。
0 B3 }$ ?+ P- {  {% X  M* [$ u% t5 C/ {/ w$ R3 f: W5 |
2.3 元器件布局7 [. n0 P. J4 o8 y
　　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。6 m7 V/ I# N9 Q6 z
2.3.1 手工布局
2 ^% }/ V- ?2 I8 j0 k　　1. 工具印制板的结构尺寸画出板边（Board Outline）。. ~0 J* k% K8 ?2 n/ V" {
　　2. 将元器件分散（Disperse Components），元器件会排列在板边的周围。
; c! \' Q2 C' `　　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。* Y: R2 \$ i; S6 y: B& S8 l* V

. z- Q( W7 J# N: y7 q4 d2 c2.3.2 自动布局
$ v6 d# P, D3 I+ k  i　　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。
& D6 Z1 Y/ d8 Z, W0 Z7 L5 C( u2 G8 `8 O% i. A
2.3.3 注意事项2 Q5 |" R% f! _/ O: E/ k" J1 t
　　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6 e% {: I& D5 k
　　b. 数字器件和模拟器件要分开，尽量远离
, w( }4 K% v) k& F5 H8 F8 r. C2 N　　c. 去耦电容尽量靠近器件的VCC
( q/ J; J) q* O' \: ]　　d. 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集
" g# r; e& o; z　　e. 多使用软件提供的Array和Union功能，提高布局的效率
. e6 e: b7 v* Y5 m! Y6 M4 ?* v% W+ Y1 q* T
2.4 布线% I2 t7 o7 {$ a0 K
　　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。
0 W  j% }+ \8 O+ ~, U
0 z, a2 d  L: ~+ n, U" q& T2.4.1 手工布线
% d  C0 S" b! h! ~& O　　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。% w  W' d0 O8 W! `/ S
　　2. 自动布线以后，还要用手工布线对PCB的走线进行调整。' \& P1 m5 u( s% l2 }
# A3 F" S0 U- Y& u( R' U$ A
2.4.2 自动布线
1 N8 ]& l  y% T7 Q9 e' m　　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。
% [' `7 ]: c* L0 X
7 ]2 C* q& h* ~: _4 }$ l( r2.4.3 注意事项
( c2 L: m% H1 A) v2 ~+ H9 O( }　　a. 电源线和地线尽量加粗
  j! e! D% D* u4 r2 _; s8 \1 c1 ^7 Q　　b. 去耦电容尽量与VCC直接连接& [+ e7 b1 J! D4 S$ x+ S7 A
　　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
' w8 n; C8 x+ |, Q2 j% _( u1 U　　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) a: i7 N- O! H: T5 x% K& Y1 ?
　　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' J4 m! ?  v+ p1 L' N7 Q
　　f. 手动布线时把DRC选项打开，使用动态布线（Dynamic Route）
7 Q  b9 P! V7 h6 e, g
6 G$ z4 W+ |. t& ~+ I/ E0 l' i3 S9 z2.5 检查, t1 h9 K8 M- O; s  J. A
　　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。
2 x- A, p1 Q9 m, ~: t8 f4 K* _  n7 D; V( @
注意：
) }5 m+ S" q) \0 d　　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。
+ H. S9 ]( Y5 b3 H: B* E
  ]6 b! P4 W9 C; r% h! z2.6 复查/ {) n- Y. D4 A  |( P/ W* A9 U) C  Q/ {
　　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。
& \% S  c5 g( ^/ [! z
. f8 ^4 F! B; H% f, A3 S2.7 设计输出) f- `% w3 m5 w2 W
　　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。- b' @/ D! |  `$ f

- y0 a* N8 S7 y& n7 M! p　　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" C. h3 V) t+ o# P; n
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）' e* Q; t! q* i
　　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Vias.0 a" C/ K, J5 v* \; I
　　c.在设备设置窗口（按Device Setup），将Aperture的值改为199" |4 X9 P& T3 ?! c+ a
　　d. 在设置每层的Layer时，将Board Outline选上
* z; {. r% q2 F/ q　　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、" C- \1 S  g( _8 n. d( [
Text、Line0 r4 b6 Z6 ?) p1 X: d
　　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* Z: P3 V2 W. p1 y/ A! A. l6 u
　　g. 生成钻孔文件时，使用PowerPCB的缺省设置，不要作任何改动: l* ], {+ P  c+ W+ V9 F: b
　　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