PCB LAYOUT,PCB設計的目的是能夠量產的產品. 從產品的角度看，在保證PCB設計圖電氣性能正確的前提下，還要充分考慮此設計圖對后續PCB生產、SMT/DIP組裝、和整機組裝測試是否有無不利的影響。 所以一個好的PCB設計圖，應該是在設計人員充分了解 電路工作原理 PCB加工生產工藝及加過程 SMT/DIP組裝部門作業方法加工過程 整機測試流程 為前提，按照機構的設計尺寸和以上環節，生產和測試要求去設計PCB。,PCB LAYOUT,以下是我們將要學習的內容： PADS LAYOUT軟件的使用。 PCB加工生產工藝要求。 PCB設計規則設定。 PCB設計初到設計結束的全過程。 接下來將從下面三個地方開始學習：,PCB LAYOUT,一.軟件PADS LAYOUT的介紹,二.PCB LAYOUT規則設置,三.舉例:PCB設計初到結束的全過程,進 入,進 入,進 入,一.PADS LAYOUT的使用,菜單欄,工具欄,工作區域,標題欄,坐標欄,線寬,設計柵格,狀態欄,(1)標題欄(Title bar):顯示應用程序的圖標,名稱和文檔名稱. (2)菜單欄(Menu bar);將Power PCB所有操作指令歸類總結在一起. (3)工具欄(Tool bar):一些常用的命令以圖標的形式排列出來,方便用戶操作. (4)狀態欄(Status bat):顯示設計過程中的操作信息. (5)工作區域(Work bat):PCB設計的主要工作區域. (6)坐標欄(x,y Coordinates)顯示了光標所在工作區域以相對原點的坐標值. (7)設計柵格(Design Grid)PCB設計中在工作區域中移動的最小距離. (8)線寬(Line Width)PCB走線默認的走線寬度.,一.PADS LAYOUT的使用,New:新建一個設計文件 Save /Save As: 保存/另存為. Import :導入格式為*.asc/.dxf/.eco/.emn/.emp/.ole格 式的文件. Export :導出*.asc/.dxf/.eco./emn/.emp/.ole格式文件. Library: (元件庫)打開Liarbry Manager:對話框,對 Power PCB中的元件和庫進行管理. Report:(報告)打開Reports對話框,通過設置產生各種報 告. CAM: (繪圖/打印/光繪輸出)打開 Define CAM Documents: 對話框,對繪圖輸出,打印文件的輸出,Gerber文件 的輸出等進行設置,一.PADS LAYOUT的使用,File(文件)菜單,一.PADS LAYOUT的使用,取消/恢復,剪切/復制/以位圖復制/粘貼,移動/刪除/,打開Find窗口,進行對應屬性對象的查找,Edit(編輯)菜單,使選擇的對象高亮色顯示/取消高亮顯示,一.PADS LAYOUT的使用,Viev(查看)菜單,進入縮放模式/板邊框顯示/全圖顯示,刷新頁面,網絡設置,會彈出View Nets對話框設置指定網絡的顏色和顯示狀態,間距,會彈出View Clearance對話框,可查找兩個對象間的最小間距,Pad stacks(焊盤定義):打開Query/Modify Pad Stacks對話框,建立,修改焊盤堆. Drill Pairs(鉆孔對):打開Drill Pairs Setup定義鉆孔層對 Jumpers(跳線):打開Jumpers對話框改變默認的跳線設置. Design Rules(設計規則):打開Rules對話框進行設計規則的設置和編輯. Layer Definition(層定義):打開Layers Setup對話框,建立定義板層. Set Origin(設置原點):該命令可以改變原點的位置. Display Colors(顏色顯示)打開Display Colors Setup對話框設置顯示顏色.可以改變工作區域中設計圖的顏色.,一.PADS LAYOUT的使用,Setup(設置)菜單,PCB Decal Editor(封裝編輯器):打開Decal Editor對話框建立或修改元件的PCB封裝. Dispersr Components(打散元件):把沒有固定的元件打散,放在邊框外. Pour Manager(鋪銅編輯器)打開Pour Manager對話框進行鋪銅操作. Basic Svcripting(Basic腳本)運行編輯和調試(能輸出元件坐標檔),一.PADS LAYOUT的使用,Tools(工具)菜單,元件布局和擺放,與其他相關軟件的連接,一.PADS LAYOUT的使用,主工具欄,打開,切換圖層,選擇模式,繪圖工具盒,走線工具盒,自動標注尺寸工具盒,ECO工具盒,BGA工具盒,保存,取消/恢復/放大縮小/整邊顯示/刷新,一.PADS LAYOUT的使用,無模式命令,在PADS Layout被激活的情況下,輸入有效的字母.通常是用來更改設計值.,三：角度設定 AA：轉換到任意角度模式 AD：轉換到對角模式 AO：轉換到直角模式 四：設計規則檢查設定 DRP： 禁止違背設計規則 DRW： 違背設計規則時，給出警告 DRI：忽略安全間距檢查 DRO：關閉設計規則檢查模式 五：層設定 L*：選擇當前要操作的層 六 Q：測量實際距離,無摸式命令分10個類型：共70個 以下是常見的無摸式命令： 一：柵格設定 G：設計柵格設定 GD：顯示柵格設定 GR：設計各自設定 二：查找設定 S*：查找元件和管腳 S* *：查找絕對坐標 SR* *：查找相對坐標 SS：查找并選種標示符號的的元件 *代表要查找的參數,Ctrl+A 選擇全部 Ctrl+B 以板框為界整體顯示當前設計 Ctrl+C 復制 Ctrl+D 刷新 Ctrl+E 移動 Ctrl+F 翻轉 Ctrl+G 建立結合 Ctrl+I 任意角度旋轉 Ctrl+K 建立組 Ctrl+L 排列元件 Ctrl+M 長度最短化 Ctrl+Q 查詢與修改 Ctrl+R 以45角為單位旋轉 Ctrl+S 存盤 Ctrl+V 粘貼 Ctrl+X 剪切 Ctrl+Y 擴展 Ctrl+Z 取消操作 Ctrl+Alt+C 顯示顏色設置 Ctrl+Alt+D 打開Setup/Preference下的Design設置窗口 Ctrl+Alt+G 打開Setup/Preference下的Global 設置窗口 Ctrl+Alt+J 增加跳線,一.PADS LAYOUT的使用,常用快捷鍵,F1 打開在線幫助 F2 增加走線 F3 動態走線模式 F4 鎖定層對 F5 選擇管肢對 F6 選擇網絡 F7 選擇半自動走線 F8 打開或關閉鼠標移動壓縮 F9 鎖定絕對與相對協調 F10 結束記錄 BackSpace 在連線時每按一次BackSpace鍵就可以刪除當前位置前一個拐角 Esc 按鍵盤上Esc鍵退出當前操作模式。 M 相當于按鼠標右鍵 Spacebar 按鍵盤上的空格鍵相當于按鼠標工鍵 Tab 循環捕捉,1.Options參數設置.(Tools/Options) 2.Rules參數設置. (Setup/Design Rules) 3.Layer Definition參數設置(Setup/Layer Design) 4. Pad Stacks參數設置（Setup/ Pad Stacks） 5.Set Origin參數設置(Setup/ Set Origin) 6.Display Colors參數設置(Setup/ Display Colors) 7.PCB在設計過程中要特別注意生產工藝要求,二. PCB LAYOUT規則設置,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Global,1.Style:(光標風格) 2.Pick:(捕捉半徑)推薦值”5” 3.Diagonal:(對角顯示光標) 4.Disable Double Click:(雙擊操作無效),Keep same view：改變窗口大小時，保持工作畫面比例. Active Layer Come to front:激活層在最前方顯示. Minimum Display Width:最小顯示寬度 說明:設計中小于該值的線,軟件不顯示其實際寬度,否則顯示實際寬度.,1.拖動并且附著 2.拖動并放下 3.不使用拖動 默認選擇”1”,鼠標設置,自動備份設置,拖動設置,Interval:(時間間隔)以分為單位/Number of:(備份次數) 說明:如圖說明,軟件3分鐘自動備份一次,最多備份三份,第四次備份時替換第一份,當前設計選用單位mil/ metric/ lnches 1mil=1/1000inches=0.0254mm,設計單位設置,刷新顯示設置,用于PCB被嵌到其它程序中,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Design,移動設置,1.一原點為參考點移動 2.以光標位置為參考點移動 3.以中心點為參考點移動 推薦:選擇3.,在移動中延申走線,線和走線角度 Diagonal:(斜角)45度走線 Orthogonal:(正交)90度走線 Any Angle:任意角度走線,1.移動過程中執行鼠線最短 2.移動結束后執行鼠線最短 3.不進行最短計算 也可以使用Ctrl+m執行最短化操作,長度最短化設置,過孔補償 默認值為“3mil“,在拐角處添加倒角 Diagonal:45度倒角 Arc:圓弧倒角 Auto Miter:畫線過程中自動添加倒角,倒角設置,電氣規則檢查 1.阻止錯誤.2.警告錯誤.3.忽視安全間距4.關閉規則檢查 無模式命令,元件在布局時: Automatic:自動分開不會重疊. Prompt:元件重疊時提示 Off: 關閉排擠功能,組設置,推擠設置,1.保持信號線和元件名稱；2.包含沒有連接的走線；3.,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Routing,1.產生淚滴:焊盤,過孔走線后產生淚滴 2.顯示警戒帶:DRC布線時提示安全間距 3.高亮選中網絡:布線時選中的網絡以高亮顯示 4.顯示鉆孔:顯示鉆孔的孔徑 5.顯示走線方向錯誤標記Show Tacks 6.顯示保護線:受保護線以邊框顯示，未保護線為實線，易區分(正常視圖) 7.顯示測試點：知道哪些過孔被作為測試點使用 8.鎖定測試點：移動元件時，測試點不移動 9.顯示走線長度:走線過程中顯示走線長度.,布線時自動切換的兩個層,層對設置,1. 動態走線 2. 添加走線,雙擊鼠線,光滑控制,1. 自動保護走線 2. 使總線走線光滑,1. 允許走線以任何角度出入焊盤 2. 走線以45度角出入焊盤,蛇形線,1.高度/幅度（A）: 線寬的整數倍 2. 間距 （G）: 線寬的整數倍,走直線時忽略此規則,焊盤出/入線,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Thermals(花孔),1.線寬 2.最少連接線數目 3.Pad 形狀選擇 Round圓形/Square方形/Rectangle長方形/Ooal橢圓,非鉆孔花孔,鉆孔花孔,使走線元件的焊盤成熱焊盤 顯示平面層/分割的花孔指示標志 自動移除孤立的銅皮 自動移除違背規則的花孔連接線,正交連接 對角連接 填滿連接 不連接,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Dimensioning(標注),標注字符 所在層 標注線 所在層 （優先級比PCB工作環境中的當前活動層設置高，所以必須在此設置標注層）,層設置,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Drafting(默認設置),Min hatch:(最小鋪銅區)設置最小的鋪銅面積. Smoothing:(圓滑半徑)設置鋪銅拐角處圓角半徑,繪圖默認線寬設置,鋪銅設置,板上默認高度限制,默認字體設置,默認字符/元件標示符號 的線寬/高度,鋪銅區顯示模式,Hatch影線填充效果,層設置,Normal:顯示影線(顯示為填充后的整塊銅皮). No hatch:不顯示影線(顯示為填充區的輪廓框) See thr：顯示所有影線的中心線,Pour outline：顯示為Copper Pour區的框線； Hatch outline：顯示為所有的填充影線，總效果為填充后的整塊銅皮,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Grids(柵格),Design Grid(設計柵格) Via Grid (過孔柵格) Fanout Grid (扇出柵格) Display Grid (顯示柵格) Hatch Grid (影線柵格) 以上柵格X,Y值設置. 設計柵格/顯示柵格的無模式命令,對齊測試點柵格,二. PCB LAYOUT規則設置,Options參數設置-Split/Mixed Plane(混合分割平面設置),自動移出孤立的銅皮 自動移出違反規則的花孔連接線條 更新鼠線的可見性 更新花孔指示的可見性 移走未使用的焊盤(用反焊盤取代) 保護首、尾層的過孔焊盤 對花孔和反焊盤使用設計規則,自動動作設置,存儲入PCB的數據： 僅多邊形輪廓； 所有平面層數據 提示放棄平面數據,混合平面顯示： 平面多變形輪廓 平面層花孔指示 生成平面層數據,拐角圓滑半徑，越大越圓滑 自動分割區的間距,二. PCB LAYOUT規則設置,Rules參數設置,默認設置,類設置,網絡設置,組設置,管腳對設置,封裝設置,元件設置,條件規則設置,差分對設置,報告輸出,接下來，主要介紹Default和Net設置！,二. PCB LAYOUT規則設置,Rules參數設置-Default（默認）,安全間距,布線規則,高速設計規則,扇出規則,走線與焊盤關系的規則,定義報告規則,對于手工布線，在無特殊要求的情況下可只設定安全間距。,二. PCB LAYOUT規則設置,Rules參數設置-DeraultClearance(安全間距),同一網絡中兩個對象之間的距離設定,相同網絡選項,Minimum(最小線寬):PCB設計圖所中有走線不能小于此值. Recommended(推薦值):設計圖中線寬一此處值為準. Minimum(最小線寬):PCB設計圖所中有走線不能小于此值.,走線寬度,橫豎相交,設定兩對象之間的安全距離 ALL可以設定所有的安全距離,安全間距,兩個鉆孔邊緣的最小距離 兩元件邊緣的最小距離,二. PCB LAYOUT規則設置,Rules參數設置-DefaultNet(網絡),選中GND然后點擊,注意:此處設定的值,優先級高于Clearance設定值.,二. PCB LAYOUT規則設置,Layer Definition參數設置,此對話框功能如下: 1.可定義PCB板層數 2.定義每層布線方向 3.為平面層和分割/混合層設定網絡 4.為CAM輸出相關聯元件的文檔層 5.定義的厚度,二. PCB LAYOUT規則設置,Pad Stacks參數設置,層設置,1.可以改變PCB設計圖中PCB封裝焊盤的形狀 2.添加或更改PCB設計圖中Via 3.改變Decal或Via Pad的尺寸、形狀、是否鍍金等。,二. PCB LAYOUT規則設置,Set Origin（工作原點）參數設置,PCB新創建一個文件時,有時需要改變原點的位置: 方法如下: 1.選擇Setup/Set Origin命令 2.在需要設置原點的位置單擊鼠標左鍵.,二. PCB LAYOUT規則設置,Display Colors參數設置,層別,著色對象,1.Color by Layer:(層顏色)只要去掉某層前的復選框的對號,在工作區域中將不顯示改層.對于每一層而言其復選框也可以指定需要顯示的對象如:Pad/Traces等. 2.Other選項組 Background:指定工作背景顏色 Selections:指定選中對象顏色 Highlight:指定高亮對象顏色 Board Outline:指定板邊框顏色 Configuration:指定連接鼠線顏色 3.Configuration:(配置)選項組 點擊Sase輸入名稱后確定記保存為一個方案.下次調用時直接選取就可以了.,1.PCB生產工藝要求 最小線寬限制:由于加工工藝的束縛PCB走線寬度不可能做的非常細,一般要求PCB走線不小于5mil,建議走6mil以上. 最小間距限制:兩個元件之間要保持最小距離.建議保持在6mil以上. 過孔孔徑限制:過孔最小孔徑建議保持在10mil以上. 2.電氣特性和散熱要求 大電流線要比普通走線要寬. 高頻線要跟易受干擾的走線保持較遠的距離,兩層或多層設計時不橫跨其他信號且要靠近地. 地線要盡量保持完整,地走線要比PCB中任何一個信號線粗. 發熱元件的PAD做花孔處理,布局時遠離其他元件,且擺放在通風較好的位置. 3.裝配要求 注意接口電阻器開關等位置固定元件的擺放. 電阻器開關布局時周圍不要有元件干涉,以便調整.,二. PCB LAYOUT規則設置,PCB在設計過程中要特別注意生產工藝要求,擺放元件時注意限高要求,螺絲孔旁邊3mm內不要走線和擺放元件. PCB板拐角出做倒角圓滑處理,避免在操作過程中劃傷手指. 4.SMT制程要求 根據生產線設備的不同,制作能被識別的光學點. 較高的元件布局時遠離小貼片元件. 貼片元件PAD上無過孔,防止加熱后錫膏流失. 焊盤上無絲印線. 無特殊要求的元件,布局時按0度/90度擺件. 5.DIP制程要求 同類極性元件布局時極性方向盡量一致,方便操作員作業. DIP類元件布局時應集中擺放,且元件底層最好不要擺放貼片元件. DIP類元件布局時其PAD最小間距應大于1mm,否則會出現連錫現象,二. PCB LAYOUT規則設置,PCB在設計過程中要特別注意生產工藝要求,6.PCB標示要求 PCB板上要有板名/日期/版本/環保標示/靜電標示等. 元件序號應從上到下,從左到右排列,且要靠近元件擺放. 螺絲孔/定位孔等都應明確標注出來.,二. PCB LAYOUT規則設置,PCB在設計過程中要特別注意生產工藝要求,下圖是一個簡單的自動功率控制電路圖,下面以此圖為例說明PCB設計的全過程.,PCB設計舉例,1.打開PADS Layout 新建文檔 .點擊FileImport彈出的對話框中選擇需要的.dxf文件,點打開.,PCB設計舉例,1.導入板邊框,2.彈出DXF Import對話框,選擇DXF-File下面的單位為Metric.后點擊 OK.,3.在工作區域中點擊右鍵,選擇Select Shapes,然后鼠標移到導入的邊框上單擊選中板框.(此時的板框只是2D線) 4.單擊右鍵選擇Scale.彈出下面的對話框,放大倍數,選擇板邊框,PCB設計舉例,2.導入網絡表,1.打開PADS Layout 點擊FileImport彈出的對話框中選擇需要的.asc文件,點打開. 2.打散元件 單擊ToolsDisperse Componerts如下圖.,板邊框,打散后元件的排列,原點設置在板邊框左下角,1.選擇Tools/Options 在Global頁,單位選mil 2.設定柵格: 激活設計頁面,鍵盤上輸入G 5即將柵格設定為5mil.(右下角信息框中顯示柵格值) 3. 設定Via 單擊Setup/ Pad Stacks在Pad St