1、概述
本文檔的目的在于說明使用PADS的印制板設(shè)計(jì)軟件PowerPCB進(jìn)行印制板設(shè)計(jì)的流程和一些注意事項(xiàng),為一個(gè)工作組的設(shè)計(jì)人員提供設(shè)計(jì)規(guī)范,方便設(shè)計(jì)人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。
2、設(shè)計(jì)流程
PCB的設(shè)計(jì)流程分為網(wǎng)表輸入、規(guī)則設(shè)置、元器件布局、布線、檢查、復(fù)查、輸出六個(gè)步驟
2.1 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(yīng)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(cuò)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。
2.2 規(guī)則設(shè)置如果在原理圖設(shè)計(jì)階段就已經(jīng)把PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置好的話,就不用再進(jìn)行設(shè)置這些規(guī)則了,因?yàn)檩斎刖W(wǎng)表時(shí),設(shè)計(jì)規(guī)則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設(shè)計(jì)規(guī)則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB的一致。除了設(shè)計(jì)規(guī)則和層定義外,還有一些規(guī)則需要設(shè)置,比如Pad Stacks,需要修改標(biāo)準(zhǔn)過孔的大小。如果設(shè)計(jì)者新建了一個(gè)焊盤或過孔,一定要加上Layer 25。
注意:PCB設(shè)計(jì)規(guī)則、層定義、過孔設(shè)置、CAM輸出設(shè)置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件,名稱為Default.stp,網(wǎng)表輸入進(jìn)來以后,按照設(shè)計(jì)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(shè)置其它高級(jí)規(guī)則。在所有的規(guī)則都設(shè)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(guī)則設(shè)置,保證原理圖和PCB圖的規(guī)則一致。
2.3 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(qū)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,按照一些規(guī)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。
2.3.1手工布局
(1). 工具印制板的結(jié)構(gòu)尺寸畫出板邊(Board Outline)。
(2). 將元器件分散(Disperse Components),元器件會(huì)排列在板邊的周圍。
(3). 把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉(zhuǎn),放到板邊以內(nèi),按照一定的規(guī)則擺放整齊。
2.3.2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(duì)大多數(shù)的設(shè)計(jì)來說,效果并不理想,不推薦使用。
2.3.3注意事項(xiàng)
a. 布局的首要原則是保證布線的布通率,移動(dòng)器件時(shí)注意飛線的連接,把有連線關(guān)系的器件放在一起
b. 數(shù)字器件和模擬器件要分開,盡量遠(yuǎn)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
2.4 布線布線的方式也有兩種,手工布線和自動(dòng)布線。
PowerPCB提供的手工布線功能十分強(qiáng)大,包括自動(dòng)推擠、在線設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC),自動(dòng)布線由Specctra的布線引擎進(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。
2.4.1手工布線
(1). 自動(dòng)布線前,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(duì)走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊
的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動(dòng)布線很難布得有規(guī)則,也要用手工布線。
(2). 自動(dòng)布線以后,還要用手工布線對(duì)PCB的走線進(jìn)行調(diào)整。
2.4.2自動(dòng)布線手工布線結(jié)束以后,剩下的
網(wǎng)絡(luò)就交給自動(dòng)布線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動(dòng)Specctra布線器的接口,設(shè)置好DO文件,按Continue就啟動(dòng)了Specctra
布線器自動(dòng)布線,結(jié)束后如果布通率為100%,那么就可以進(jìn)行手工調(diào)整布線了;如果不到100%,說明布局或手工布線有問題,需要調(diào)整布局或手工布線,直至全部布通為止。
2.4.3注意事項(xiàng)
a. 電源線和地線盡量加粗
b. 去耦電容盡量與VCC直接連接
c. 設(shè)置Specctra的DO文件時(shí),首先添加Protect all wires命令,保護(hù)手工布的線不被自動(dòng)布線器重布
d. 如果有混合電源層,應(yīng)該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線之前將其分割,布完線之后,使用Pour Manager的Plane
Connect進(jìn)行覆銅
e. 將所有的器件管腳設(shè)置為熱焊盤方式,做法是將Filter設(shè)為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal選項(xiàng)前打勾
f. 手動(dòng)布線時(shí)把DRC選項(xiàng)打開,使用動(dòng)態(tài)布線(Dynamic Route)
2.5 檢查檢查的項(xiàng)目有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規(guī)則(High Speed)和電源層(Plane),這些項(xiàng)目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則,必須檢查,否則可以跳過這一項(xiàng)。檢查出錯(cuò)誤,必須修改布局和布線。注意:有些錯(cuò)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(cuò);另外每次修改過走線和過孔之后,都要重新覆銅一次。