PCB设计的规则流程及注意事项介绍

一。 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。

二．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

a. 工具印制板的结构尺寸画出板边（Board Outline）。

b. 将元器件分散（Disperse Components），元器件会排列在板边的周围。

c. 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VCC

d. 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

a. 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。

b. 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Protectall 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Plane Connect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（DynamicRoute）

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PourManager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Vias

c. 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BoardOutline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、Line

f. 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

f�Kfm�����;mso-ascii-font-family：“Times New Roman”;mso-hansi-font-family：“Times New Roman”‘》在弹出来的属性窗口里面的global选项里面可以改

三、经典问答：

提问：protel 99的 mil是英制吗？等于多小厘米？

答：可以改为公制的：1/1000inch， 0.00254CM

提问：库文件里可以查到封装，但是不知道每个封装对应的元件的规格啊像电阻，只是写了axial0.3--axial1.0但是不知道每个封装对应的电阻是怎样的电阻，怎么办？

答：footprint即封装，与元件大小，引脚等密切相关的属性，做pcb板时必须预先设好。 ： 一般1/8电阻用axial_0.3（与protel的版本有关，版本不同可能有差异，可查看相关的pcb ： 库文件） ： 小电容：rad_0.1，rad_0.2 ： 大电容：rb_.2/.4 ： 集成电路：dip_n（n为管脚数） ： 其他的就不再赘述。

提问：请问protel的版本的区别

答：PROTEL98/99/99SE的操作方式没有什么本质的区别，只是界面和工程文件的管理方式变来变去，介绍PT98/99/99SE的书随便拿一本翻翻就行了。其实，PT98/99/99SE很好学的，如果只是做原理图和印制板，多用几次就熟悉了。

提问：自动布线的成功率是否100%？

答：怎么说呢，除非很简单的板，一般来说自动布线只是第一次布线，需要人工优化的，而且是一定要的，必竟现在的软件在这方面的人工智能还有不少需要改进的地方。我个人一般是先布局，然后自动布，再调整布局，再自动布。最后才进行“大决战”--- 手工布线。

提问：在sch里面画了原理图，存盘后关掉，再打开原理图，里面就什么都没有了。到底是怎么回事啊，好象存不下来一样的。

答：你用的Protel是不是Demo版？我见过一种Protel98的Demo版是不可以存盘的，可能你的问题也一样。建议装一个Crack版。

提问：在Protelfor Win中如何指定元件的封装形式？

答：1、在Advanced Schematic中指定

在原理图中修改元件的footprint为所需的PCB库封装名称。然后生成网表，在PCB中先加上需要的封装库，调入网络表时即可同时装入元件。

2、在Advanced PCB中指定

在PCB中直接放置需要的元件封装，designator设定为与原理图一致，然后重新调入网络表。