pcb布线法则大全

1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线，通常信号线宽为：0.20.3mm,最经细宽度可达0.050.07mm,电源线为1.22.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。3、信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：焊接需要大功率加热器。容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。5、布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定门孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。6、设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面： 线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 对一些不理想的线形进行修改。 在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。概述 本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项，为一个工作组的设计人员提供设计规范，方便设计人员之间进行交流和相互检查。2、设计流程 PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤.2.1 网表输入 网表输入有两种方法，一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，选择Send Netlist，应用OLE功能，可以随时保持原理图和PCB图的一致，尽量减少出错的可能。另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表，选择File-Import，将原理图生成的网表输入进来。2.2 规则设置 如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话，就不用再进行设置这些规则了，因为输入网表时，设计规则已随网表输入进PowerPCB了。如果修改了设计规则，必须同步原理图，保证原理图和PCB的一致。除了设计规则和层定义外，还有一些规则需要设置，比如Pad Stacks，需要修改标准过孔的大小。如果设计者新建了一个焊盘或过孔，一定要加上Layer 25。注意： PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件，名称为Default.stp，网表输入进来以后，按照设计的实际情况，把电源网络和地分配给电源层和地层，并设置其它高级规则。在所有的规则都设置好以后，在PowerLogic中，使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能，更新原理图中的规则设置，保证原理图和PCB图的规则一致。2.3 元器件布局 网表输入以后，所有的元器件都会放在工作区的零点，重叠在一起，下一步的工作就是把这些元器件分开，按照一些规则摆放整齐，即元器件布局。PowerPCB提供了两种方法，手工布局和自动布局。2.3.1 手工布局1. 工具印制板的结构尺寸画出板边（Board Outline）。2. 将元器件分散（Disperse Components），元器件会排列在板边的周围。3. 把元器件一个一个地移动、旋转，放到板边以内，按照一定的规则摆放整齐。2.3.2 自动布局 PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局，但对大多数的设计来说，效果并不理想，不推荐使用。2.3.3 注意事项a. 布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起b. 数字器件和模拟器件要分开，尽量远离 c. 去耦电容尽量靠近器件的VCCd. 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集e. 多使用软件提供的Array和Union功能，提高布局的效率2.4 布线 布线的方式也有两种，手工布线和自动布线。PowerPCB提供的手工布线功能十分强大，包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC），自动布线由Specctra的布线引擎进行，通常这两种方法配合使用，常用的步骤是手工自动手工。2.4.1 手工布线1. 自动布线前，先用手工布一些重要的网络，比如高频时钟、主电源等，这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封装，如BGA，自动布线很难布得有规则，也要用手工布线。2. 自动布线以后，还要用手工布线对PCB的走线进行调整。2.4.2 自动布线 手工布线结束以后，剩下的网络就交给自动布线器来自布。选择Tools-SPECCTRA，启动Specctra布线器的接口，设置好DO文件，按Continue就启动了Specctra布线器自动布线，结束后如果布通率为100%，那么就可以进行手工调整布线了；如果不到100%，说明布局或手工布线有问题，需要调整布局或手工布线，直至全部布通为止。2.4.3 注意事项a. 电源线和地线尽量加粗b. 去耦电容尽量与VCC直接连接c. 设置Specctra的DO文件时，首先添加Protect all wires命令，保护手工布的线不被自动布线器重布d. 如果有混合电源层，应该将该层定义为Split/mixed Plane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用Pour Manager的PlaneConnect进行覆铜e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式，做法是将Filter设为Pins，选中所有的管脚，修改属性，在Thermal选项前打勾f. 手动布线时把DRC选项打开，使用动态布线（Dynamic Route）2.5 检查 检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（High Speed）和电源层（Plane），这些项目可以选择Tools-Verify Design进行。如果设置了高速规则，必须检查，否则可以跳过这一项。检查出错误，必须修改布局和布线。 注意：有些错误可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，检查间距时会出错；另外每次修改过走线和过孔之后，都要重新覆铜一次。2.6 复查 复查根据“PCB检查表”，内容包括设计规则，层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置；还要重点复查器件布局的合理性，电源、地线网络的走线，高速时钟网络的走线与屏蔽，去耦电容的摆放和连接等。复查不合格，设计者要修改布局和布线，合格之后，复查者和设计者分别签字。2.7 设计输出 PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件。打印机可以把PCB分层打印，便于设计者和复查者检查；光绘文件交给制板厂家，生产印制板。光绘文件的输出十分重要，关系到这次设计的成败，下面将着重说明输出光绘文件的注意事项。a. 需要输出的层有布线层（包括顶层、底层、中间布线层）、电源层（包括VCC层和GND层）、丝印层（包括顶层丝印、底层丝印）、阻焊层（包括顶层阻焊和底层阻焊），另外还要生成钻孔文件（NC Drill） b. 如果电源层设置为Split/Mixed，那么在Add Document窗口的Document项选择Routing，并且每次输出光绘文件之前，都要对PCB图使用Pour Manager的Plane Connect进行覆铜；如果设置为CAM Plane，则选择Plane，在设置Layer项的时候，要把Layer25加上，在Layer25层中选择Pads和Viasc. 在设备设置窗口（按Device Setup），将Aperture的值改为199 d. 在设置每层的Layer时，将Board Outline选上e. 设置丝印层的Layer时，不要选择Part Type，选择顶层（底层）和丝印层的Outline、Text、Linef. 设置阻焊层的Layer时，选择过孔表示过孔上不加阻焊，不选过孔表示家阻焊，视具体情况确定g. 生成钻孔文件时，使用PowerPCB的缺省设置，不要作任何改动h. 所有光绘文件输出以后，用CAM350打开并打印，由设计者和复查者根据“PCB检查表”检查过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，见下图。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。 二、过孔的寄生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为,则过孔的寄生电容大小近似于： C=1.41TD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，设计者还是要慎重考虑的。三、过孔的寄生电感 同样，过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：L=5.08hln(4h/d)+1其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050ln(4x0.050/0.010)+1=1.015nH 。如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=L/T10-90=3.19。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。四、高速PCB中的过孔设计 通过上面对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的过 孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：1、从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。比如对6-10层的内 存模块PCB设计来说，选用10/20Mil（钻孔/焊盘）的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使用8/18Mil的过孔。目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。2、上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄 生参数。3、PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会 导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当然，在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况，也有的时候，我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。特别是在过孔密度非常大的情况下，可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽，解决这样的问题除了移动过孔的位置，我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小。PCB板基础知识一、 PCB板的元素1、 工作层面对于印制电路板来说，工作层面可以分为6大类，信号层 （signal layer）内部电源/接地层 （internal plane layer）机械层（mechanical layer） 主要用来放置物理边界和放置尺寸标注等信息，起到相应的提示作用。EDA软件可以提供16层的机械层。防护层（mask layer） 包括锡膏层和阻焊层两大类。锡膏层主要用于将表面贴元器件粘贴在PCB上，阻焊层用于防止焊锡镀在不应该焊接的地方。丝印层（silkscreen layer） 在PCB板的TOP和BOTTOM层表面绘制元器件的外观轮廓和放置字符串等。例如元器件的标识、标称值等以及放置厂家标志，生产日期等。同时也是印制电路板上用来焊接元器件位置的依据，作用是使PCB板具有可读性，便于电路的安装和维修。其他工作层（other layer） 禁止布线层 Keep Out Layer钻孔导引层 drill guide layer钻孔图层 drill drawing layer复合层 multi-layer2、 元器件封装是实际元器件焊接到PCB板时的焊接位置与焊接形状，包括了实际元器件的外形尺寸，所占空间位置，各管脚之间的间距等。元器件封装是一个空间的功能，对于不同的元器件可以有相同的封装，同样相同功能的元器件可以有不同的封装。因此在制作PCB板时必须同时知道元器件的名称和封装形式。（1） 元器件封装分类通孔式元器件封装（THT，through hole technology） 表面贴元件封装 （SMT Surface mounted technology ）另一种常用的分类方法是从封装外形分类： SIP单列直插封装 DIP双列直插封装 PLCC塑料引线芯片载体封装 PQFP塑料四方扁平封装 SOP 小尺寸封装TSOP薄型小尺寸封装PPGA 塑料针状栅格阵列封装PBGA 塑料球栅阵列封装CSP 芯片级封装(2) 元器件封装编号编号原则：元器件类型+引脚距离（或引脚数）+元器件外形尺寸例如 AXIAL-0.3 DIP14 RAD0.1 RB7.6-15 等。（3）常见元器件封装电阻类 普通电阻AXIAL-,其中表示元件引脚间的距离；可变电阻类元件封装的编号为VR, 其中表示元件的类别。电容类 非极性电容 编号RAD,其中表示元件引脚间的距离。 极性电容 编号RB-，表示元件引脚间的距离，表示元件的直径。二极管类 编号DIODE-,其中表示元件引脚间的距离。晶体管类 器件封装的形式多种多样。集成电路类 SIP单列直插封装DIP双列直插封装PLCC塑料引线芯片载体封装PQFP塑料四方扁平封装SOP 小尺寸封装TSOP薄型小尺寸封装PPGA 塑料针状栅格阵列封装PBGA 塑料球栅阵列封装CSP 芯片级封装3、 铜膜导线 是指PCB上各个元器件上起电气导通作用的连线，它是PCB设计中最重要的部分。对于印制电路板的铜膜导线来说，导线宽度和导线间距是衡量铜膜导线的重要指标，这两个方面的尺寸是否合理将直接影响元器件之间能否实现电路的正确连接关系。印制电路板走线的原则：走线长度：尽量走短线，特别对小信号电路来讲，线越短电阻越小，干扰越小。走线形状：同一层上的信号线改变方向时应该走135的斜线或弧形，避免90的拐角。走线宽度和走线间距：在PCB设计中，网络性质相同的印制板线条的宽度要求尽量一致，这样有利于阻抗匹配。走线宽度 通常信号线宽为： 0.20.3mm，(10mil)电源线一般为1.22.5mm 在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线焊盘、线、过孔的间距要求 PAD 焊盘and VIA过孔： 0.3mm（12mil）PAD and PAD： 0.3mm（12mil）PAD and TRACK导线： 0.3mm（12mil）TRACK and TRACK： 0.3mm（12mil）密度较高时：PAD and VIA： 0.254mm（10mil）PAD and PAD： 0.254mm（10mil）PAD and TRACK： 0.254mm（10mil）TRACK and TRACK： 0.254mm（10mil）4、 焊盘和过孔引脚的钻孔直径=引脚直径+（1030mil）引脚的焊盘直径=钻孔直径+18milMil=0.0254mmPCB布局原则1、 根据结构图设置板框尺寸，按结构要素布置安装孔、接插件等需要定位的器件，并给这些器件赋予不可移动属性。 按工艺设计规范的要求进行尺寸标注。2. 根据结构图和生产加工时所须的夹持边设置印制板的禁止布线区、禁止布局区域。根据某些元件的特殊要求，设置禁止布线区。3. 综合考虑PCB性能和加工的效率选择加工流程。加工工艺的优选顺序为：元件面单面贴装元件面贴、插混装（元件面插装焊接面贴装一次波峰成型）双面贴装元件面贴插混装、焊接面贴装。4、布局操作的基本原则A. 遵照“先大后小，先难后易”的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局B. 布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件C. 布局应尽量满足以下要求:总的连线尽可能短，关键信号线最短;高电压、大电流信号与小电流，低电压的弱信号完全分开;模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分D. 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局；E. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；F. 器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50-100 mil,小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil。G. 如有特殊布局要求，应双方沟通后确定。5. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。6. 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件以外的温度敏感器件应远离发热量大的元器件。7. 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、需调试的元、器件周围要有足够的空间。8. 需用波峰焊工艺生产的单板，其紧固件安装孔和定位孔都应为非金属化孔。当安装孔需要接地时, 应采用分布接地小孔的方式与地平面连接。9. 焊接面的贴装元件采用波峰焊接生产工艺时，阻、容件轴向要与波峰焊传送方向垂直， 阻排及SOP（PIN间距大于等于1.27mm）元器件轴向与传送方向平行；PIN间距小于1.27mm（50mil)的IC、SOJ、PLCC、QFP等有源元件避免用波峰焊焊接。10. BGA与相邻元件的距离5mm。其它贴片元件相互间的距离0.7mm；贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm；有压接件的PCB，压接的接插件周围5mm内不能有插装元、器件，在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元、器件。11. IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。12. 元件布局时,应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起, 以便于将来的电源分隔。13. 用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过500mil。匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端与终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。14. 布局完成后打印出装配图供原理图设计者检查器件封装的正确性，并且确认单板、背板和接插件的信号对应关系，经确认无误后方可开始布线。布线布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中，布线一般有这么三种境界的划分：首先是布通，这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通，搞得到处是飞线，那将是一块不合格的板子，可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标准。这是在布通之后，认真调整布线，使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了，也没有什么影响电器性能的地方，但是一眼看过去杂乱无章的，加上五彩缤纷、花花绿绿的，那就算你的电器性能怎么好，在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一，不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现，否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行：一般情况下，首先应对电源线和地线进行布线，以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内，尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线，通常信号线宽为：0.20.3mm，最细宽度可达0.050.07mm，电源线一般为1.22.5mm。对数字电路的 PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用（模拟电路的地则不能这样使用） 预先对要求比较严格的线（如高频线）进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。 振荡器外壳接地，时钟线要尽量短，且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积，而不应该走其它信号线，以使周围电场趋近于零； 尽可能采用45的折线布线，不可使用90折线，以减小高频信号的辐射；（要求高的线还要用双弧线） 任何信号线都不要形成环路，如不可避免，环路应尽量小；信号线的过孔要尽量少； 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时，要用“地线-信号-地线”的方式引出。 关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用原理图布线完成后，应对布线进行优化；同时，经初步网络检查和DRC检查无误后，对未布线区域进行地线填充，用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。 Alitum Designer的PCB板布线规则 对于PCB的设计， AD提供了详尽的10种不同的设计规则，这些设计规则则包括导线放置、导线布线方法、元件放置、布线规则、元件移动和信号完整性等规则。根据这些规则， Protel DXP进行自动布局和自动布线。很大程度上，布线是否成功和布线的质量的高低取决于设计规则的合理性，也依赖于用户的设计经验。对于具体的电路可以采用不同的设计规则，如果是设计双面板，很多规则可以采用系统默认值，系统默认值就是对双面板进行布线的设置。 本章将对Protel DXP的布线规则进行讲解。6.1 设计规则设置进入设计规则设置对话框的方法是在PCB电路板编辑环境下，从Protel DXP的主菜单中执行菜单命令Desing/Rules ，系统将弹出如图6-1所示的PCB Rules and Constraints Editor(PCB设计规则和约束 ) 对话框。图6-1 PCB设计规则和约束对话框该对话框左侧显示的是设计规则的类型，共分10类。左边列出的是Desing Rules( 设计规则 ) ，其中包括Electrical （电气类型）、 Routing （布线类型）、 SMT （表面粘着元件类型）规则等等，右边则显示对应设计规则的设置属性。该对话框左下角有按钮Priorities ，单击该按钮，可以对同时存在的多个设计规则设置优先权的大小。对这些设计规则的基本操作有：新建规则、删除规则、导出和导入规则等。可以在左边任一类规则上右击鼠标，将会弹出如6-2所示的菜单。在该设计规则菜单中， New Rule是新建规则； Delete Rule是删除规则； Export Rules是将规则导出，将以 .rul为后缀名导出到文件中； Import Rules是从文件中导入规则； Report 选项，将当前规则以报告文件的方式给出。 图6 2设计规则菜单下面，将分别介绍各类设计规则的设置和使用方法。6.2 电气设计规则Electrical （电气设计）规则是设置电路板在布线时必须遵守，包括安全距离、短路允许等4个小方面设置。1 Clearance （安全距离）选项区域设置安全距离设置的是PCB 电路板在布置铜膜导线时，元件焊盘和焊盘之间、焊盘和导线之间、导线和导线之间的最小的距离。下面以新建一个安全规则为例，简单介绍安全距离的设置方法。（ 1 ）在Clearance上右击鼠标，从弹出的快捷菜单中选择New Rule 选项，如图6-3所示。图6-3 新建规则系统将自动当前设计规则为准，生成名为Clearance_1的新设计规则，其设置对话框如图6-4所示。图6-4 新建Clearance_1设计规则（ 2 ）在Where the First object matches选项区域中选定一种电气类型。在这里选定Net单选项，同时在下拉菜单中选择在设定的任一网络名。在右边Full Query中出现InNet （ ）字样，其中括号里也会出现对应的网络名。（ 3 ）同样的在where the Second object matches选项区域中也选定Net单选项，从下拉菜单中选择另外一个网络名。（ 4 ）在Constraints选项区域中的Minimum Clearance文本框里输入8mil 。这里Mil为英制单位， 1mil=10 -3 inch, linch= 2.54cm 。文中其他位置的mil也代表同样的长度单位。（ 5 ）单击Close按钮，将退出设置，系统自动保存更改。设计完成效果如图6-5所示。图6-5 设置最小距离2 Short Circuit （短路）选项区域设置短路设置就是否允许电路中有导线交叉短路。设置方法同上，系统默认不允许短路，即取消Allow Short Circuit复选项的选定，如图6- 6所示。图6-6 短路是否允许设置3 Un-Routed Net （未布线网络）选项区域设置可以指定网络、检查网络布线是否成功，如果不成功，将保持用飞线连接。4 Un-connected Pin （未连接管脚）选项区域设置对指定的网络检查是否所有元件管脚都连线了。6.3 布线设计规则Routing （布线设计）规则主要有如下几种。1 Width （导线宽度）选项区域设置导线的宽度有三个值可以供设置，分别为Max width （最大宽度）、 Preferred Width （最佳宽度）、 Min width （最小宽度）三个值，如图6-7所示。系统对导线宽度的默认值为10mil ，单击每个项直接输入数值进行更改。这里采用系统默认值10mil设置导线宽度。图6 -7 设置导线宽度2. Routing Topology （布线拓扑）选项区域设置拓扑规则定义是采用的布线的拓扑逻辑约束。 Protel DXP中常用的布线约束为统计最短逻辑规则，用户可以根据具体设计选择不同的布线拓扑规则。 Protel DXP提供了以下几种布线拓扑规则。Shortest ( 最短 ) 规则设置最短规则设置如图6-8所示，从Topology下拉菜单中选择Shortest选项，该选项的定义是在布线时连接所有节点的连线最短规则。图6 -8 最短拓扑逻辑Horizontal （水平）规则设置水平规则设置如图6- 9所示，从Topoogy下拉菜单中选择Horizontal选基。它采用连接节点的水平连线最短规则。图6-9 水平拓扑规则Vertical （垂直）规则设置垂直规则设置如图6-10所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择Vertical选项。它采和是连接所有节点，在垂直方向连线最短规则。图 6-10 垂直拓扑规则Daisy Simple （简单雏菊）规则设置简单雏菊规则设置如图 6-11所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy simple选项。它采用的是使用链式连通法则，从一点到另一点连通所有的节点，并使连线最短。图 6-11简单雏菊规则Daisy-MidDriven （雏菊中点）规则设置雏菊中点规则设置如图6-12所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy_MidDiven选项。该规则选择一个Source （源点），以它为中心向左右连通所有的节点，并使连线最短。图 6-12雏菊中点规则Daisy Balanced （雏菊平衡）规则设置雏菊平衡规则设置如图6-13所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择Daisy Balanced选项。它也选择一个源点，将所有的中间节点数目平均分成组，所有的组都连接在源点上，并使连线最短。图 6-13雏菊平衡规则Star Burst （星形）规则设置星形规则设置如图6-14所示，从Tolpoogy下拉菜单中选择Star Burst选项。该规则也是采用选择一个源点，以星形方式去连接别的节点，并使连线最短。图 6-14 Star Burst （星形）规则3. Routing Rriority （布线优先级别）选项区域设置该规则用于设置布线的优先次序，设置的范围从0100 ，数值越大，优先级越高，如图6-15所示。图 6-15 布线优先级设置4. Routing Layers （布线图）选殴区域设置该规则设置布线板导的导线走线方法。包括顶层和底层布线层，共有32个布线层可以设置，如图6-16所示。图 6-16 布线层设置由于设计的是双层板，故Mid-Layer 1到Mid-Layer30都不存在的，该选项为灰色不能使用，只能使用Top Layer和Bottom Layer两层。每层对应的右边为该层的布线走法。Prote DXP提供了11种布线走法，如图6 -17所示。图 6-17 11 种布线法各种布线方法为： Not Used该层不进行布线； Horizontal该层按水平方向布线 ;Vertical该层为垂直方向布线； Any该层可以任意方向布线； Clock该层为按一点钟方向布线； Clock该层为按两点钟方向布线； Clock该层为按四点钟方向布线； Clock该层为按五点钟方向布线； 45Up该层为向上45 方向布线、 45Down该层为向下 45 方法布线； Fan Out该层以扇形方式布线。对于系统默认的双面板情况，一面布线采用 Horizontal 方式另一面采用 Vertical 方式。5 Routing Corners （拐角）选项区域设置布线的拐角可以有45 拐角、 90 拐角和圆形拐角三种，如图618所示。图 618 拐角设置从Style上拉菜单栏中可以选择拐角的类型。如图6 16中Setback文本框用于设定拐角的长度。 To文本框用于设置拐角的大小。对于90 拐角如图619所示，圆形拐角设置如图620所示。图 619 90 拐角设置图 620 圆形拐角设置6 Routing Via Style （导孔）选项区域设置该规则设置用于设置布线中导孔的尺寸，其界面如图621所示。图 6 21 导孔设置可以调协的参数有导孔的直径via Diameter和导孔中的通孔直径Via Hole Size ，包括Maximum （最大值）、 Minimum （最小值）和Preferred （最佳值）。设置时需注意导孔直径和通孔直径的差值不宜过小，否则将不宜于制板加工。合适的差值在10mil以上。6.4 阻焊层设计规则Mask （阻焊层设计）规则用于设置焊盘到阻焊层的距离，有如下几种规则。1 Solder Mask Expansion （阻焊层延伸量）选项区域设置该规则用于设计从焊盘到阻碍焊层之间的延伸距离。在电路板的制作时，阻焊层要预留一部分空间给焊盘。这个延伸量就是防止阻焊层和焊盘相重叠，如图6 22所示系统默认值为4mil,Expansion设置预为设置延伸量的大小。图 6 22 阻焊层延伸量设置2 Paste Mask Expansion （表面粘着元件延伸量）选项区域设置该规则设置表面粘着元件的焊盘和焊锡层孔之间的距离，如图6 23所示，图中的Expansion设置项为设置延伸量的大小。图 6 23 表面粘着元件延伸量设置6.5 内层设计规则Plane （内层设计）规则用于多层板设计中，有如下几种设置规则。1 Power Plane Connect Style （电源层连接方式）选项区域设置电源层连接方式规则用于设置导孔到电源层的连接，其设置界面如图6 24所示。图 6 24 电源层连接方式设置图中共有5项设置项，分别是： Conner Style 下拉列表：用于设置电源层和导孔的连接风格。下拉列表中有 3 个选项可以选择： Relief Connect （发散状连接）、 Direct connect （直接连接）和 No Connect （不连接）。工程制板中多采用发散状连接风格。 Condctor Width 文本框：用于设置导通的导线宽度。 Conductors 复选项：用于选择连通的导线的数目，可以有 2 条或者 4 条导线供选择。 Air-Gap 文本框：用于设置空隙的间隔的宽度。 Expansion 文本框：用于设置从导孔到空隙的间隔之间的距离。 2. Power Plane Clearance （电源层安全距离）选项区域设置该规则用于设置电源层与穿过它的导孔之间的安全距离，即防止导线短路的最小距离，设置界面如图6 25所示，系统默认值20mil。图 6 25 电源层安全距离设置3 Polygon Connect style （敷铜连接方式）选项区域设置该规则用于设置多边形敷铜与焊盘之间的连接方式，设置界面如图6 26所示。图 6 26 敷铜连接方式设置该设置对话框中Connect Style 、 Conductors和Conductor width的设置与Power Plane Connect Style选项设置意义相同，在此不同志赘述。最后可以设定敷铜与焊盘之间的连接角度，有90angle(90 ) 和45Angle （ 45 ）角两种方式可选。6.6 测试点设计规则Testpiont （测试点设计）规则用于设计测试点的形状、用法等，有如下几项设置。1 Testpoint Style （测试点风格）选项区域设置该规则中可以指定测试点的大小和格点大小等，设置界面如图6 27所示。图 6 27 测试点风格设置该设置对话框有如下选项： Size文本框为测试点的大小， Hole Size文本框为测试点的导孔的大小，可以指定Min （最小值）、 Max （最大值）和 Preferred （最优值）。 Grid Size文本框：用于设置测试点的网格大小。系统默认为1mil大小。 Allow testpoint under component 复选项：用于选择是否允许将测试点放置在元件下面。复选项Top 、 Bottom等选择可以将测试点放置在哪些层面上。 右边多项复选项设置所允许的测试点的放置层和放置次序。系统默认为所有规则都选中。2 Testpoint Usage （测试点用法）选项区域设置测试点用法设置的界面如图6 28所示。图 6 28 测试点用法设置该设置对话框有如下选项：Allow multiple testpoints on same net复选项：用于设置是否可以在同一网络上允许多个测试点存在。Testpoint 选项区域中的单选项选择对测试点的处理，可以是Required ( 必须处理 ) 、 Invalid （无效的测试点）和 Dont care （可忽略的测试点）。6.7 电路板制板规则Manufacturing （电路板制板）规则用于对电路板制板的设置，有如下几类设置：1. Minimum annular Ring （最小焊盘环宽）选项区域设置电路板制作时的最小焊盘宽度，即焊盘外直径和导孔直径之间的有效期值，系统默认值为10 mil。2 Acute Angle （导线夹角设置）选项区域设置对于两条铜膜导线的交角，不小于90 。3 Hole size （导孔直径设置）选项区域设置该规则用于设置导孔的内直径大小。可以指定导孔的内直径的最大值和最小值。Measurement Method下拉列表中有两种选项： Absolute以绝对尺寸来设计， Percent以相对的比例来设计。采用绝对尺寸的导孔直径设置对话框如图6 29所示（以mil为单位）。图 6 29 导孔直径设置对话框4 Layers Pais （使用板层对）选项区域设置在设计多层板时，如果使用了盲导孔，就要在这里对板层对进行设置。对话框中的复选取项用于选择是否允许使用板层对（ layers pairs ）设置。本章中，对Protel DXP提供的10种布线规则进行了介绍，在设计规则中介绍了每条规则的功能和设置方法。这些规则的设置属