PCB布线课堂笔记

嵌入式开发123

硬件技术学习交流qq群： 780424704

CAE封装栅格设置：
G 100   GD 100
G 50    GD 50
CAE封装管脚间距100
原理图栅格设置一定要与CAE封装的栅格设置一样
1.1.PCB布线的相关设置
1.1.1.PCB布线的显示设置
(1)显示颜色
显示颜色的设置可以让我们更加直观的去观察PCB,保证设计的可读性。可以根据个人的设计习惯来调整执行对象的颜色。执行菜单命令 【Setup】|【Display Color】，打开下图所示的对话框（Ctrl + Alt + C）。
(2) 网络名显示、元件管脚编号显示
显示元件管脚编号、网络名可以让我们在走线的时候知道这个网络是什么网络，从而在PCB走线的时候更加有针对性。

1.1.2.过孔设置
执行菜单命令 【Setup】|【Pad Stacks】, 打开 【Pad Stacks Properties】(焊盘栈属性)对话框（Alt+ss），
如下图所示，在【Pad Stacks Type】（焊盘栈类型）区域选择【Via】（过孔）复选框。
过孔类型导通孔：也称通孔，导通孔贯穿所有层。孔的深度为PCB板的厚度，设置时无需指定孔的深度。
半导通孔：也称盲埋孔，半导通孔只贯穿具体的某一些层。孔的深度为指定到达PCB板内的某一层或从某一层到达另外一层。在设置半导通孔时需要指定孔的深度。
过孔的种类
信号过孔：孔径大小为0.2-0.3(0.25mm),表层焊盘比孔整体大0.3mm，中间层焊盘比孔整体大0.3mm。
电源过孔：孔径大小为0.3-0.4(0.35mm),表层焊盘比孔整体大0.3mm，中间层焊盘比孔整体大0.5mm。
地过孔：孔径大小为0.4-0.5(0.45mm),表层焊盘比孔整体大0.4mm，中间层焊盘比孔整体大0.7mm。
备注：设置过孔直径时，要将“三层”的孔径统一修改，否则会出错。
PCB板厂商工艺参数：
机械钻孔的大小：最小：0.20mm,最大：6.0mm，钻咀大小按0.05mm递增。成品板最小孔径的大小取决于PCB成品板的厚度，成品板厚和孔径的比必须小于8:1（板厚 < 8 * 孔径）。
1.1.3.设计规则
执行菜单命令 【Setup】|【Design Rules】, 打开 【Rules】(规则)对话框（Alt+sd），如下图所示。
PCB布线设计规则包含线宽的设定、线间距的设定以及过孔的使用设定。
        在 【Rules】(规则)对话框中，点击【Default】进入默认规则对话框。
一般信号线线宽设置为8-10mil，一般根据实际设计要求可在6-12mil之间，最终一个产品的布线线宽要求是要根据产品的信号参数来确定的，如电流以及电压的大小，布线的宽度决定了PCB的载流能力。
线宽的设定规则：地线 > 电源线 > 信号线。
线宽设定参考值：信号线：8 - 12mil；电源线：20 - 30mil；地线：35 - 45mil。
线间距设置：除了线到线的间距可小于8mil以外，其他所有间距最低不得低于8mil。
PCB板厂商工艺参数：PCB板厂的生产工艺只能做到最小线宽为3mil,最小间距为3mil。

网络飞线只是形式上表示出各个焊点间的连接关系，并没有电气上的实际连接意义。 如果要“隐藏”飞线，可在【Display Colors Setup】中【Connection】设置成黑色。

设置网络显示颜色:执行菜单命令 【View】|【Nets..】, 打开 【View Nets】对话框（Ctrl+Alt+N）。为了在布线过程中便于识别错综复杂的网络，可以将具有“特殊意义”的网络设置易于识别的颜色，如电源线（VCC GND）、差分线、地址线、数据线等。

规定布线过程中布线的拐角角度：
斜交（AD）：在布线时，布线采用45度的整数倍改变线的方向。
正交（AO）：在布线时，布线采用90度的整数倍改变线的方向。
任意角度（AA）：在布线时，布线采用任意角度改变线的方向。

DRC设置
即时设计规则检查选项，就当前布线的过程要遵守之前设定的设计规则。
Prevent errors（防止错误）：设计过程中，阻止那些违背设计规则的操作继续进行。DRP
Warn errors（错误警告）：设计过程中，遇到违规操作时给出警告，但不阻止操作继续进行。 DRW
Ignore clearance（忽略安全间距）：设计过程中，不考虑安全间距设计规则。 DRI
Off（关闭）：关闭即时设计规则检查选项。

栅格设置
栅格设置包括：设计栅格、过孔栅格、显示栅格。 可以把显示栅格和设计栅格相匹配，或者为设计栅格的数倍大小。也可以将设计栅格设置为0，从而关闭显示栅格。

PCB泪滴
泪滴的含义
泪滴（Teardrop），主要是用于加强PCB走线与元器件管脚焊盘、走线与导孔之间的连接性。
执行菜单命令 【Tools】|【Options..】, 打开 【Options】对话框（Ctrl+Enter），选择【Routing】选项下的
【General】，在【Options】卡下选择【Generate teardrops】.   
在【Shape】选项卡中，【Default】不允许改变长/宽比例，【Line】型和在【Curved】型可以改变长/宽比例。
长比例是表示泪滴长度与其连接焊盘直径的比例。
宽比例是表示泪滴长度与其连接焊盘直径的比例。

PCB布线的原则
1、PCB布线的顺序：信号线 -- 电源线  -- 地线。 线宽：地线 > 电源线 > 信号线 ，
电源线 > 18mil  信号线 > 6mil  线间距 > 8mil
   参考值： 电源线1.2--1.5mm（50--100mil） 信号线0.127--0.3mm（5--12mil）
2、距PCB板框≤1mm的区域内以及安装孔周围1mm内，禁止布线。
3、布线不能布直角线和尖角，尽量用钝角。在高频电路布线中，布线的拐角应该呈圆角，直角和尖角在高频电路中易于引起信号反射，从而影响电气性能。
4、布线尽可能短，信号线不能出现回环走线，关键信号线的过孔要尽量少（时序影响），关键的线要尽量短而粗。
5、同一元器件的地址线和数据线的长度应尽量保持一致。同一元器件的功能类似的信号线长度也应尽量保持一致（差分对）。
6、两层以上的PCB设计时，相邻布线层的布线方向应尽量垂直、斜交或弯曲布线，避免相互平行以减小寄生电容。
7、重要信号的屏蔽。在单层板或两层板中，重要信号从起始端到结束端全程都要被两根地线保护，如时钟脉冲信号。一般应该尽可能多的用铺铜进行地保护。四层板要单独用一层作为地层。
8、关键的信号应预留测试点，以便生产和维修时检测使用。
9、数字地与模拟地应尽量分开，以免造成地反射干扰。不同功能的电路也要尽量分割地，最终地与地之间用0欧电阻跨接。




进入布线模式： 1.  F2  2. 双击鼠标左键
改变布线方向： 1.单击鼠标左键  2.空格键
暂停（结束）布线：Ctrl + 鼠标左键
完成布线：引出线后，单击鼠标右键，选择“完成”选项（Enter）2.引出线后，双击鼠标左键，未布                 线完成的可由软件自行布完。
走线过程中改变线宽：引出线后，输入无模命令【W】线宽值可改变走线宽度。新设定的走线宽度如果         跟规则相违背，新的走线宽度无效。
过孔：主要是为了实现相同网络的线需要在不同层之间布线操作。
     过孔添加方法：1，引出线后，Shift + 鼠标左键
     过孔结束模式：引出线后，单击鼠标右键，在“以过孔结束模式”中选择“以过孔结束”选项。布                                                   线暂停后，会在暂停位置有一个过孔作为结束点。
     过孔类型选择：1.引出线后，单击鼠标右键，在“过孔类型”中选择接下来要用到的过孔类型。
     过孔更改：添加默认过孔后，打开过孔“特性”栏，在“过孔名称”选项中选择需要更改的过孔类型。
添加跳线：引出线后，单击鼠标右键，选择“添加跳线”选项，然后根据需要可以改变跳线的长度。
网络高亮显示：高亮显示（Ctrl + H），取消高亮显示（Ctrl + U）
拉伸走线：选中已经完成布线的线段，在右键菜单中选择“拉伸”命令(快捷键：Shift+S)。进入拉伸模式后，在移动光标即可移动选中的走线线段。
添加圆弧走线：在走线的过程中，使用右键菜单中“添加圆弧”命令，就可以添加一段圆弧，并可以通过拉伸走线的方法来修改圆弧的半径大小。
单线泪滴操作：1. 选中需要添加泪滴的线段（需连接元器件），单击右键，选择“泪滴特性”（Ctrl+T），        在“操作”选项里选择“添加”按钮，即可添加泪滴。2.选中需要添加泪滴的线段（需连接元器件），双击        左键，弹出“导线特性”，在“默认”选项里选择“泪滴”，然后在“操作”选项里选择“添加”按钮，即        可添加泪滴。
删除单线泪滴：如上所述在“操作”选项里选择“删除”按钮，即可删除泪滴。