1 概述
本文檔的目的在於說明使用PADS 的印製板設計軟體PowerPCB 進行印製板設計的流程和一些注意事項,為一個工作組的設計人員提供設計規範,方便設計人員之間進行交流和相互檢查。
2 設計流程
PCB 的設計流程分為網表輸入、規則設置、元器件佈局、佈線、檢查、復查、輸出六個步驟.
2.1 網表輸入
網表輸入有兩種方法,一種是使用PowerLogic 的OLE PowerPCB Connection 功能,選擇Send Netlist,應用OLE 功能,可以隨時保持原理圖和PCB 圖的一致,儘量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB 中裝載網表,選擇File->Import,將原理圖生成的網表輸入進來。
2.2 規則設置
如果在原理圖設計階段就已經把PCB 的設計規則設置好的話,就不用再進行設置這些規則了,因為輸入網表時,設計規則已隨網表輸入進PowerPCB 了。如果修改了設計規則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB 的一致。除了設計規則和層定義外,還有一些規則需要設置,比如Pad Stacks,需要修改標準過孔的大小。如果設計者新建了一個焊盤或過孔,一定要加上Layer 25。
注意:
PCB 設計規則、層定義、過孔設置、CAM 輸出設置已經作成缺省啟動檔,名稱為Default.stp,網表輸入進來以後,按照設計的實際情況,把電源網路和地分配給電源層和地層,並設置其他高級規則。在所有的規則都設置好以後,在PowerLogic 中,使用OLE PowerPCB Connection 的Rules From PCB 功能,更新原理圖中的規則設置,保證原理圖和PCB 圖的規則一致。
2.3 元器件佈局
網表輸入以後,所有的元器件都會放在工作區的零點,重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開,按照一些規則擺放整齊,即元器件佈局。PowerPCB提供了兩種方法,手工佈局和自動佈局。
2.3.1 手工佈局
1. 工具印製板的結構尺寸畫出板邊(Board Outline)。
2. 將元器件分散(Disperse Components),元器件會排列在板邊的周圍。
3. 把元器件一個一個地移動、旋轉,放到板邊以內,按照一定的規則擺放整齊。
2.3.2 自動佈局
PowerPCB 提供了自動佈局和自動的局部簇佈局,但對大多數的設計來說,效果並不理想,不推薦使用。
2.3.3 注意事項
a. 佈局的首要原則是保證佈線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關係的器件放在一起
b. 數位器件和模擬器件要分開,儘量遠離
c. 去耦電容儘量靠近器件的VCC
d. 放置器件時要考慮以後的焊接,不要太密集
e. 多使用軟體提供的Array 和Union 功能,提高佈局的效率
2.4 佈線
佈線的方式也有兩種,手工佈線和自動佈線。PowerPCB 提供的手工佈線功能十分強大,包括自動推擠、線上設計規則檢查(DRC),自動佈線由Specctra 的佈線引擎進行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工—自動—手工。
2.4.1 手工佈線
1. 自動佈線前,先用手工布一些重要的網路,比如高頻時鐘、主電源等,這些網路往往對走線距離、線寬、線間距、遮罩等有特殊的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動佈線很難布得有規則,也要用手工佈線。
2. 自動佈線以後,還要用手工佈線對PCB 的走線進行調整。
2.4.2 自動佈線
手工佈線結束以後,剩下的網路就交給自動佈線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動Specctra 佈線器的介面,設置好DO 檔,按Continue 就啟動了Specctra佈線器自動佈線,結束後如果布通率為100%,那麼就可以進行手工調整佈線了;
如果不到100%,說明佈局或手工佈線有問題,需要調整佈局或手工佈線,直至全部布通為止。
2.4.3 注意事項
a. 電源線和地線儘量加粗
b. 去耦電容儘量與VCC 直接連接
c. 設置Specctra 的DO 檔時,首先添加Protect all wires 命令,保護手工布的線不被自動佈線器重布
d. 如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在佈線之前將其分割,布完線之後,使用Pour Manager 的Plane Connect 進行覆銅
e. 將所有的器件管腳設置為熱焊盤方式,做法是將Filter 設為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal 選項前打勾
f. 手動佈線時把DRC 選項打開,使用動態佈線(Dynamic Route)
2.5 檢查
檢查的專案有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規則(High Speed)和電源層(Plane),這些項目可以選擇Tools->Verify Design 進行。如果設置了高速規則,必須檢查,否則可以跳過這一項。檢查出錯誤,必須修改佈局和佈線。
注意:
有些錯誤可以忽略,例如有些接插件的Outline 的一部分放在了板框外,檢查間距時會出錯;另外每次修改過走線和過孔之後,都要重新覆銅一次。
2.6 復查
復查根據“PCB 檢查表",內容包括設計規則,層定義、線寬、間距、焊盤、過孔設置;還要重點復查器件佈局的合理性,電源、地線網路的走線,高速時鐘網路的走線與遮罩,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改佈局和佈線,合格之後,復查者和設計者分別簽字。
2.7 設計輸出
PCB 設計可以輸出到印表機或輸出光繪檔。印表機可以把PCB 分層列印,便於設計者和復查者檢查;光繪檔交給制板廠家,生產印製板。光繪文件的輸出十分重要,關係到這次設計的成敗,下面將著重說明輸出光繪文件的注意事項。
a. 需要輸出的層有佈線層(包括頂層、底層、中間佈線層)、電源層(包括VCC 層和GND 層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲印)、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鑽孔檔(NC Drill)
b. 如果電源層設置為Split/Mixed,那麼在Add Document 視窗的Document 項選擇Routing,並且每次輸出光繪檔之前,都要對PCB 圖使用Pour Manager 的PlaneConnect 進行覆銅;如果設置為CAM Plane,則選擇Plane,在設置Layer 項的時候,要把Layer25 加上,在Layer25 層中選擇Pads 和Vias
c. 在設備設置視窗(按Device Setup),將Aperture 的值改為199
d. 在設置每層的Layer 時,將Board Outline 選上
e. 設置絲印層的Layer 時,不要選擇Part Type,選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text、Line
f. 設置阻焊層的Layer 時,選擇過孔表示過孔上不加阻焊,不選過孔表示家阻焊,視具體情況確定
g. 生成鑽孔檔時,使用PowerPCB 的缺省設置,不要作任何改動
h. 所有光繪檔輸出以後,用CAM350 打開並列印,由設計者和復查者根據“PC
B 檢查表"檢查
- Apr 29 Fri 2011 21:23
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