PCB電路設計流程
PCB的設計流程分為網(wǎng)表輸入、規則設置、元器件布局、布線(xiàn)、檢查、復查、輸出六個(gè)步驟.
1. 網(wǎng)表輸入
網(wǎng)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(shí)保持原理圖和PCB圖的一致,盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表,選擇File->Import,將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)。
2.規則設置
如果在原理圖設計階段就已經(jīng)把PCB的設計規則設置好的話(huà),就不用再進(jìn)行設置。
這些規則了,因為輸入網(wǎng)表時(shí),設計規則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)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(guò)孔的大小。如果設計者新建了一個(gè)焊盤(pán)或過(guò)孔,一定要加上Layer 25。
注意:PCB設計規則、層定義、過(guò)孔設置、CAM輸出設置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件,名稱(chēng)為Default.stp,網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后,按照設計的實(shí)際情況,把電源網(wǎng)絡(luò )和地分配給電源層和地層,并設置其它高級規則。在所有的規則都設置好以后,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。
3. 元器件布局
網(wǎng)表輸入以后,所有的元器件都會(huì )放在工作區的零點(diǎn),重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開(kāi),按照一些規則擺放整齊,即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法,手工布局和自動(dòng)布局。
①、 手工布局
A. 工具印制板的結構尺寸畫(huà)出板邊(Board Outline)。
B. 將元器件分散(Disperse Components),元器件會(huì )排列在板邊的周?chē)?BR> C. 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉,放到板邊以?xún),按照一定的規則擺放整齊。
②、自動(dòng)布局
PowerPCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局,但對大多數的設計來(lái)說(shuō),效果并不理想,不推薦使用。
③、注意事項
a. 布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率,移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接,把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起
b. 數字器件和模擬器件要分開(kāi),盡量遠離
c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC
d. 放置器件時(shí)要考慮以后的焊接,不要太密集
e. 多使用軟件提供的Array和Union功能,提高布局的效率
4. 布線(xiàn)
布線(xiàn)的方式也有兩種,手工布線(xiàn)和自動(dòng)布線(xiàn)。PowerPCB提供的手工布線(xiàn)功能十分強大,包括自動(dòng)推擠、在線(xiàn)設計規則檢查(DRC),自動(dòng)布線(xiàn)由Specctra的布線(xiàn)引擎進(jìn)行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。
①、 手工布線(xiàn)
a. 自動(dòng)布線(xiàn)前,先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò ),比如高頻時(shí)鐘、主電源等,這些網(wǎng)絡(luò )往往對走線(xiàn)距離、線(xiàn)寬、線(xiàn)間距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動(dòng)布線(xiàn)很難布得有規則,也要用手工布線(xiàn)。
b. 自動(dòng)布線(xiàn)以后,還要用手工布線(xiàn)對PCB的走線(xiàn)進(jìn)行調整。
②、自動(dòng)布線(xiàn)
手工布線(xiàn)結束以后,剩下的網(wǎng)絡(luò )就交給自動(dòng)布線(xiàn)器來(lái)自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動(dòng)Specctra布線(xiàn)器的接口,設置好DO文件,按Continue就啟動(dòng)了Specctra布線(xiàn)器自動(dòng)布線(xiàn),結束后如果布通率為100%,那么就可以進(jìn)行手工調整布線(xiàn)了;如果不到100%,說(shuō)明布局或手工布線(xiàn)有問(wèn)題,需要調整布局或手工布線(xiàn),直至全部布通為止。
③、注意事項
a. 電源線(xiàn)和地線(xiàn)盡量加粗
b. 去耦電容盡量與VCC直接連接
c. 設置Specctra的DO文件時(shí),首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線(xiàn)不被自動(dòng)布線(xiàn)器重布
d. 如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線(xiàn)之前將其分割,布完線(xiàn)之后,使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅
e. 將所有的器件管腳設置為熱焊盤(pán)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(dòng)布線(xiàn)時(shí)把DRC選項打開(kāi),使用動(dòng)態(tài)布線(xiàn)(Dynamic Route)
5. 檢查與復查
①、檢查:檢查的項目有間距(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(jìn)行。如果設置了高速規則,必須檢查,否則可以跳過(guò)這一項。檢查出錯誤,必須修改布局和布線(xiàn)。
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(shí)會(huì )出錯;另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后,都要重新覆銅一次。
②、復查
復查根據“PCB檢查表”,內容包括設計規則,層定義、線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)、過(guò)孔設置;還要重點(diǎn)復查器件布局的合理性,電源、地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn),高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn)與屏蔽,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改布局和布線(xiàn),合格之后,復查者和設計者分別簽字。
6. 設計輸出
PCB設計可以輸出到打印機或輸出光繪文件。打印機可以把PCB分層打印,便于設計者和復查者檢查;光繪文件交給制板廠(chǎng)家,生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要,關(guān)系到這次設計的成敗,下面將著(zhù)重說(shuō)明輸出光繪文件的注意事項。
a. 需要輸出的層有布線(xiàn)層(包括頂層、底層、中間布線(xiàn)層)、電源層(包括VCC層和GND層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲。、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鉆孔文件(NC Drill)
b. 如果電源層設置為Split/Mixed,那么在A(yíng)dd Document窗口的Document項選擇Routing,并且每次輸出光繪文件之前,都要對PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅;如果設置為CAM Plane,則選擇Plane,在設置Layer項的時(shí)候,要把Layer25加上,在Layer25層中選擇Pads和Vias
c. 在設備設置窗口(按Device Setup),將Aperture的值改為199
d. 在設置每層的Layer時(shí),將Board Outline選上
e. 設置絲印層的Layer時(shí),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(shí),選擇過(guò)孔表示過(guò)孔上不加阻焊,不選過(guò)孔表示家阻焊,視具體情況確定
g. 生成鉆孔文件時(shí),使用PowerPCB的缺省設置,不要作任何改動(dòng)
h. 所有光繪文件輸出以后,用CAM350打開(kāi)并打印,由設計者和復查者根據“PCB檢查表”檢查
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