PowerPCB印制板設計流程及技巧

PowerPCB印制板設計流程及技巧

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。

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；還要重點復查器件布局的合理性，電源、地線網絡的走線，高速時鐘網絡的走線與屏蔽，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，合格之后，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家，生產印制板。光繪文件的輸出十分重要，關系到這次設計的成敗，下面將著重說明輸出光繪文件的注意事項。
a. 需要輸出的層有布線層（包括頂層、底層、中間布線層）、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Add 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Viasc. 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，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. 生成鉆孔文件時，使用PowerPCB的缺省設置，不要作任何改動
h. 所有光繪文件輸出以后，用CAM350打開并打印，由設計者和復查者根據“PCB檢查表”檢查