1、概述
本文檔的目的在于說明使用PADS的印制板設計軟件PowerPCB進行印制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范,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、元器件布局、布線、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,盡量減少出錯的可能。
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文件,名稱為Default.stp,網表輸入進來以后,按照設計的實際情況,把電源網絡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。
2.3 元器件布局網表輸入以后,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,即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法,手工布局和自動布局。
2.3.1手工布局
(1). 工具印制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自動布局PowerPCB提供了自動布局和自動的局部簇布局,但對大多數的設計來說,效果并不理想,不推薦使用。
2.3.3注意事項
a. 布局的首要原則是保證布線的布通率,移動器件時注意飛線的連接,把有連線關系的器件放在一起
b. 數字器件和模擬器件要分開,盡量遠離c. 去耦電容盡量靠近器件的VCC
d. 放置器件時要考慮以后的焊接,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,手工布線和自動布線。
PowerPCB提供的手工布線功能十分強大,包括自動推擠、在線設計規則檢查(DRC),自動布線由Specctra的布線引擎進行,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手工布線
(1). 自動布線前,先用手工布一些重要的網絡,比如高頻時鐘、主電源等,這些網絡往往對走線距離、線寬、線間距、屏蔽等有特殊
的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動布線很難布得有規則,也要用手工布線。
(2). 自動布線以后,還要用手工布線對PCB的走線進行調整。
2.4.2自動布線手工布線結束以后,剩下的
網絡就交給自動布線器來自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動Specctra布線器的接口,設置好DO文件,按Continue就啟動了Specctra
布線器自動布線,結束后如果布通率為100%,那么就可以進行手工調整布線了;如果不到100%,說明布局或手工布線有問題,需要調整布局或手工布線,直至全部布通為止。
2.4.3注意事項
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. 設置Specctra的DO文件時,首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線不被自動布線器重布
d. 如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線之前將其分割,布完線之后,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. 手動布線時把DRC選項打開,使用動態布線(Dynamic Route)
2.5 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,必須修改布局和布線。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后,都要重新覆銅一次。