印制电路板的布线设计

第8章印制电路板的布线设计,8.1放置布线工具8.1.1放置焊盘8.1.2放置导线8.1.3放置圆及圆弧导线8.1.4放置过孔8.1.5放置矩形填充8.1.6放置敷铜8.1.7放置直线8.1.8放置字符串8.1.9放置位置坐标8.1.10放置尺寸标注8.1.11放置元器件封装,8.2自动布线规则设置8.2.1电气规则设置8.2.2布线规则设置8.2.3导线宽度规则及优先级的设置8.2.4布线拓扑子规则设置8.2.5布线优先级子规则设置8.2.6布线层子规则设置8.2.7布线拐角子规则设置8.2.8过孔子规则设置8.2.9扇出布线子规则设置8.2.10差分对布线子规则设置8.2.11规则设置向导,8.3自动布线策略设置8.4PCB自动布线8.5手动调整布线8.6补泪滴8.7思考与练习,8.1放置布线工具,把所有的工作全部交给AltiumDesigner系统来自行完成是不现实的。绝大多数情况下，设计者还需要手工完成布局、放置、布线、调整等操作。在PCB板上放置元器件、导线、焊盘、字符串等等图元是开展PCB设计需要掌握的最基本技能。AltiumDesigner为用户提供了丰富的图元放置和调整工具，如放置导线、焊盘、过孔、字符串、尺寸标注，或者绘制直线、圆弧等，这些操作可通过使用前面所讲过的【布线】工具栏和【实用工具】栏所提供的快捷操作或命令完成。此外，还可以使用【放置】菜单进行图元放置。显然，这种方式效率较低。,8.1.1放置焊盘,【例8-1】放置焊盘操作。（1）在PCB设计环境中，执行【放置】/【焊盘】命令，此时光标变成十字型，并带有一个焊盘。（2）移动光标到PCB板的合适位置，单击鼠标即可完成放置。此时PCB编辑器仍处于放置焊盘的命令状态，移动到新的位置，可进行连续放置，如图所示。,8.1.2放置导线,1.导线的放置【例8-2】导线的放置。,2.导线的属性设置,8.1.3放置圆及圆弧导线,圆弧可以作为特殊形状的导线布置在信号层，也可以用来定义边界或绘制一些特殊图形。在PCB编辑器中，系统为用户提供了如图所示4种放置圆及圆弧的方法，分别是：中心法放置圆弧边沿法放置90圆弧放置任意角度圆弧放置圆环,【例8-3】边沿法绘制圆弧。,8.1.3放置圆及圆弧导线,8.1.4放置过孔,【例8-4】放置过孔操作（1）执行【放置】/【过孔】命令，此时光标变成十字型，并带有一个过孔，移动光标到合适位置处，单击鼠标即可完成放置。（2）双击所放置的过孔，或者在放置过程中按Tab键，可以打开如图所示的【过孔】属性对话框。,8.1.5放置矩形填充,【例8-5】放置矩形填充。,8.1.6放置敷铜,【例8-6】放置敷铜,8.1.7放置直线,这里的直线，我们一般多指与电气网络无关的线，可以放置在不同的工作层面，例如在机械层绘制PCB板的外形轮廓，在禁止布线层绘制电气边界，在丝印层绘制说明图形等。执行【放置】/【走线】命令，都可以开始直线的放置操作，具体过程以及属性的设置与上面介绍的导线基本相同。,8.1.8放置字符串,【例8-7】放置字符串。1）执行【放置】/【字符串】命令，光标变成十字型，并带有一个“String”的字符串，如图所示。,8.1.9放置位置坐标,执行【放置】/【坐标】命令，此时光标变成十字型，并带有一个位置坐标，随光标的移动而变化，移动光标到需要放置坐标的位置，单击鼠标即可进行放置，如图所示。,8.1.10放置尺寸标注,【例8-8】放置直线尺寸标注,8.1.11放置元器件封装,【例8-9】放置元件封装,8.2自动布线规则设置,自动布线的规则设置是在AltiumDesigner的PCB编辑器中，执行【设计】/【规则】命令，即可打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗。也可以在PCB设计环境中单击鼠标右键，选择【设计】/【规则】，打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗，如图所示。,8.2.1电气规则设置,1.电气规则设置打开【PCB规则及约束编辑器】对话框，在左边窗口中，单击【Electrical】前面的“+”符号，可以看到需要设置的电气子规则有4项，如图所示。,1.“Clearance”（安全间距）子规则【Clearance】规则主要用来设置PCB板设计中导线、焊盘、过孔以及敷铜等导电对象之间的最小安全间隔。,8.2.1电气规则设置,2.“Short-Circuit”（短路）子规则【Short-Circuit】规则主要用于设置PCB板上的不同网络间的导线是否允许短路。,3.“Un-RoutedNet”（未布线网络）子规则【Un-RoutedNet】规则主要用于检查PCB板中用户指定范围内的网络是否自动布线成功，对于没有布通或者未布线的网络，将使其仍保持飞线连接状态。,8.2.1电气规则设置,4.“Un-ConnectedPin”（未连接引脚）子规则【Un-ConnectedPin】规则主要用于检查指定范围内的元件引脚是否均已连接到网络，对于未连接的引脚，给予警告提示，显示为高亮状态。,8.2.2布线规则设置,单击【Routing】前面的“+”符号，展开布线规则，可以看到有8项子规则，如图所示。,8.2.3导线宽度规则及优先级的设置,【例8-10】导线宽度规则及优先级的设置实例：定义2个导线宽度规则，一个适用于整个PCB，另一个则适用于电源网络和接地网络。,8.2.4布线拓扑子规则设置,【RoutingTopology】（布线拓扑）规则主要用于设置自动布线时导线的拓扑网络逻辑。,8.2.5布线优先级子规则设置,【RoutingPriority】（布线优先级）规则主要用于设置PCB网络表中布通网络布线的先后顺序，设定完毕后，优先级别高的网络先进行布线，优先级别低的网络后进行布线，规则设置窗口如图所示。,8.2.6布线层子规则设置,【RoutingLayers】（布线层）规则主要用于设置在自动布线过程中允许进行布线的工作层，一般情况下用在多层板中，规则设置窗口如图所示。,8.2.7布线拐角子规则设置,【RoutingCorners】（布线拐角）规则主要用于设置自动布线时的导线拐角模式，通常的情况下，为了提高PCB板的电气性能，在PCB布板时应尽量减少“直角导线”的存在，这个规则的设置窗口如图所示。,8.2.8过孔子规则设置,【RoutingViaStyle】（过孔）规则主要用于设置自动布线时采用的过孔尺寸，设置窗口如图所示。,8.2.9扇出布线子规则设置,如图所示，是【Fanout_BGA】规则的设置窗口。,8.2.10差分对布线子规则设置,【DifferentialPairsRouting】(差分对布线)规则主要用于对一组差分对设置相应的参数，设置窗口如图所示。,8.2.11规则设置向导,8.3自动布线策略设置,执行【自动布线】/【设置】命令，则打开如图所示【Situs布线策略】窗口。该窗口分为上下两部分，分别是【布线设置报告】窗口和【布线策略】窗口。,8.4PCB自动布线,自动布线的命令全部集中在【自动布线】子菜单中，如图所示。使用这些命令，设计者可以指定自动布线的不同范围，并且可以控制自动布线的有关进程，如终止、暂停、重置等。,8.4PCB自动布线,1.指定范围的自动布线【全部】【网络】【网络类】【连接】【区域】【Room】【元件】【器件类】【选中对象的连接】【选择对象之间的连接】,2.扇出操作,3.自动布线进程控制在【自动布线】命令栏中，还有如下几个命令，用于控制自动布线的进程。【停止】：用于终止PCB板的自动布线。【复位】：重新设置自动布线的规则及参数，并再次开始自动布线。【Pause】：暂停当前的自动布线。4.全局自动布线在对电路板设置好自动布线规则、选择好自动布线策略之后，就可以开始自动布线的实际操作了。由上面的菜单命令我们知道，自动布线可以对整个电路板全局进行，也可以只对指定的网络或元件等局部进行。,8.5手动调整布线,1.手动调整的内容修改拐角过多的布线。引脚之间的连线应尽量短是PCB板布线的一项重要原则，而自动布线由于算法的原因，导致布线后的拐角过多，许多连线往往走了不必要的路径。移动放置不合理的导线。例如：在芯片引脚之间穿过的电源线和地线、在散热器下方放置的导线等，为了避免发生短路，应尽量调整它们的位置。删除不必要的过孔。自动布线过程中，系统有时会使用过多的过孔来完成布线，而过孔在产生电容的同时，往往也会因加工过程中的毛刺而产生电磁辐射，因此，应尽量减少过孔。2.手工调整的方法手工调整可以采用系统提供的相关菜单命令，如取消布线命令、清除网络命令等，也可以直接使用一些编辑操作，如选中、删除、复制等。值得一提的是，对于某些不需要删除但需要移动的布线，系统特为设计者提供了拖动时保持角度这一新增功能，以便在拖动现有布线时，能够保持相邻线段的角度，保证布线的质量。,8.6补泪滴,所谓补泪滴，就是在铜膜导线与焊盘或者过孔交接的位置处，特别地将铜膜导线逐渐加宽的一种操作，由于加宽的