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PCB布线资料汇总-觉得值得一看

    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： ①．一般情况下，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：0.2～0.3mm，最细宽度可达 0.05～0.07mm，电源线 一般为 1.2～2.5mm。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） ②． 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。 ③． 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； ④． 尽可能采用 45o 的折线布线，不可使用 90o 折线，以减小高频信号的辐射； （要 求高的线还要用双弧线） ⑤． 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； ⑥． 关键的线尽量短而粗，并在两边加上保护地。 ⑦． 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。 ⑧． 关键信号应预留测试点，以方便生产和维修检测用 ⑨．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， Tolpoogy 下拉菜单中选择 Daisy simple 选项。 从 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 0~100 ，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 6－18 所示。
    图 6－18 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 6－19 所示，圆形 拐角设置如图 6－20 所示。
    图 6－19 90 °拐角设置