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protel技術(shù)大全

作者: 時(shí)間:2017-06-13 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò ) 收藏

1.原理圖常見(jiàn)錯誤:(1)ERC報告管腳沒(méi)有接入信號:a.創(chuàng )建封裝時(shí)給管腳定義了I/O屬性;b.創(chuàng )建元件或放置元件時(shí)修改了不一致的grid屬性,管腳與線(xiàn)沒(méi)有連上;c.創(chuàng )建元件時(shí)pin方向反向,必須非pin name端連線(xiàn)。

(2)元件跑到圖紙界外:沒(méi)有在元件庫圖表紙中心創(chuàng )建元件。

(3)創(chuàng )建的工程文件網(wǎng)絡(luò )表只能部分調入pcb:生成netlist時(shí)沒(méi)有選擇為global.(4)當使用自己創(chuàng )建的多部分組成的元件時(shí),千萬(wàn)不要使用annotate. 2.PCB中常見(jiàn)錯誤:(1)網(wǎng)絡(luò )載入時(shí)報告NODE沒(méi)有找到:a.原理圖中的元件使用了pcb庫中沒(méi)有的封裝;b.原理圖中的元件使用了pcb庫中名稱(chēng)不一致的封裝;c.原理圖中的元件使用了pcb庫中pin number不一致的封裝。如三極管:sch中pin number為e,b,c,而pcb中為1,2,3.(2)打印時(shí)總是不能打印到一頁(yè)紙上:a.創(chuàng )建pcb庫時(shí)沒(méi)有在原點(diǎn);b.多次移動(dòng)和旋轉了元件,pcb板界外有隱藏的字符。選擇顯示所有隱藏的字符,縮小pcb,然后移動(dòng)字符到邊界內。

(3)DRC報告網(wǎng)絡(luò )被分成幾個(gè)部分:表示這個(gè)網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有連通,看報告文件,使用選擇CONNECTED COPPER查找。

另外提醒朋友盡量使用WIN2000,減少藍屏的機會(huì );多幾次導出文件,做成新的DDB文件,減少文件尺寸和PROTEL僵死的機會(huì )。如果作較復雜得設計,盡量不要使用自動(dòng)布線(xiàn)。

中,布線(xiàn)是完成產(chǎn)品設計的重要步驟,可以說(shuō)前面的準備工作都是為它而做的,在整個(gè)PCB中,以布線(xiàn)的設計過(guò)程限定最高,技巧最細、工作量最大。PCB布線(xiàn)有單面布線(xiàn)、雙面布線(xiàn)及多層布線(xiàn)。布線(xiàn)的方式也有兩種:自動(dòng)布線(xiàn)及交互式布線(xiàn),在自動(dòng)布線(xiàn)之前,可以用交互式預先對要求比較嚴格的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn),輸入端與輸出端的邊線(xiàn)應避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應加地線(xiàn)隔離,兩相鄰層的布線(xiàn)要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。

自動(dòng)布線(xiàn)的布通率,依賴(lài)于良好的布局,布線(xiàn)規則可以預先設定,包括走線(xiàn)的彎曲次數、導通孔的數目、步進(jìn)的數目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線(xiàn),快速地把短線(xiàn)連通,然后進(jìn)行迷宮式布線(xiàn),先把要布的連線(xiàn)進(jìn)行全局的布線(xiàn)路徑優(yōu)化,它可以根據需要斷開(kāi)已布的線(xiàn)。并試著(zhù)重新再布線(xiàn),以改進(jìn)總體效果。

對目前高密度的已感覺(jué)到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的布線(xiàn)通道,為解決這一矛盾,出現了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅完成了導通孔的作用,還省出許多布線(xiàn)通道使布線(xiàn)過(guò)程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,PCB板的設計過(guò)程是一個(gè)復雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設計人員去自已體會(huì ),才能得到其中的真諦。

1電源、地線(xiàn)的處理既使在整個(gè)PCB板中的布線(xiàn)完成得都很好,但由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾,會(huì )使產(chǎn)品的性能下降,有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、地線(xiàn)的布線(xiàn)要認真對待,把電、地線(xiàn)所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

對每個(gè)從事電子產(chǎn)品設計的工程人員來(lái)說(shuō)都明白地線(xiàn)與電源線(xiàn)之間噪音所產(chǎn)生的原因,現只對降低式抑制噪音作以表述:眾所周知的是在電源、地線(xiàn)之間加上去耦電容。

盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度,最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬,它們的關(guān)系是:地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號線(xiàn),通常信號線(xiàn)寬為:0.2~0.3mm,最經(jīng)細寬度可達0.05~0.07mm,電源線(xiàn)為1.2~2.5 mm對數字電路的PCB可用寬的地導線(xiàn)組成一個(gè)回路,即構成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用(模擬電路的地不能這樣使用)

用大面積銅層作地線(xiàn)用,在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線(xiàn)用?;蚴亲龀啥鄬影?,電源,地線(xiàn)各占用一層。

2、數字電路與模擬電路的共地處理現在有許多PCB不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線(xiàn)時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題,特別是地線(xiàn)上的噪音干擾。

數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線(xiàn)來(lái)說(shuō),高頻的信號線(xiàn)盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線(xiàn)來(lái)說(shuō),整人PCB對外界只有一個(gè)結點(diǎn),所以必須在PCB內部進(jìn)行處理數、模共地的問(wèn)題,而在板內部數字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點(diǎn)短接,請注意,只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的,這由系統設計來(lái)決定。

3、信號線(xiàn)布在電(地)層上在多層印制板布線(xiàn)時(shí),由于在信號線(xiàn)層沒(méi)有布完的線(xiàn)剩下已經(jīng)不多,再多加層數就會(huì )造成浪費也會(huì )給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個(gè)矛盾,可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線(xiàn)。首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

4、大面積導體中連接腿的處理在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤(pán)與銅面滿(mǎn)接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤(pán),稱(chēng)之為熱隔離(heat shield)俗稱(chēng)熱焊盤(pán)(Thermal),這樣,可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。

5、布線(xiàn)中網(wǎng)絡(luò )系統的作用在許多CAD系統中,布線(xiàn)是依據網(wǎng)絡(luò )系統決定的。網(wǎng)格過(guò)密,通路雖然有所增加,但步進(jìn)太小,圖場(chǎng)的數據量過(guò)大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時(shí)也對象計算機類(lèi)電子產(chǎn)品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無(wú)效的,如被元件腿的焊盤(pán)占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過(guò)疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統來(lái)支持布線(xiàn)的進(jìn)行。

標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6、設計規則檢查(DRC)

布線(xiàn)設計完成后,需認真檢查布線(xiàn)設計是否符合設計者所制定的規則,同時(shí)也需確認所制定的規則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個(gè)方面:線(xiàn)與線(xiàn),線(xiàn)與元件焊盤(pán),線(xiàn)與貫通孔,元件焊盤(pán)與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適,電源與地線(xiàn)之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。

對于關(guān)鍵的信號線(xiàn)是否采取了最佳措施,如長(cháng)度最短,加保護線(xiàn),輸入線(xiàn)及輸出線(xiàn)被明顯地分開(kāi)。

模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線(xiàn)。

后加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會(huì )造成信號短路。

對一些不理想的線(xiàn)形進(jìn)行修改。

在PCB上是否加有工藝線(xiàn)?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤(pán)上,以免影響電裝質(zhì)量。

多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。概述本文檔的目的在于說(shuō)明使用PADS的印制板設計軟件PowerPCB進(jìn)行印制板設計的流程和一些注意事項,為一個(gè)工作組的設計人員提供設計規范,方便設計人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。

2、設計流程PCB的設計流程分為網(wǎng)表輸入、規則設置、元器件布局、布線(xiàn)、檢查、復查、輸出六個(gè)步驟。

2.1網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法,一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,選擇Send Netlist,應用OLE功能,可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致,盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表,選擇File->Import,將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)。

2.2規則設置如果在原理圖設計階段就已經(jīng)把PCB的設計規則設置好的話(huà),就不用再進(jìn)行設置這些規則了,因為輸入網(wǎng)表時(shí),設計規則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設計規則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB的一致。除了設計規則和層定義外,還有一些規則需要設置,比如Pad Stacks,需要修改標準過(guò)孔的大小。如果設計者新建了一個(gè)焊盤(pán)或過(guò)孔,一定要加上Layer 25.注意:規則、層定義、過(guò)孔設置、CAM輸出設置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件,名稱(chēng)為Default.stp,網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后,按照設計的實(shí)際情況,把電源網(wǎng)絡(luò )和地分配給電源層和地層,并設置其它高級規則。在所有的規則都設置好以后,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理圖中的規則設置,保證原理圖和PCB圖的規則一致。

2.3元器件布局網(wǎng)表輸入以后,所有的元器件都會(huì )放在工作區的零點(diǎn),重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開(kāi),按照一些規則擺放整齊,即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法,手工布局和自動(dòng)布局。2.3.1手工布局1.工具印制板的結構尺寸畫(huà)出板邊(Board Outline)。

2.將元器件分散(Disperse Components),元器件會(huì )排列在板邊的周?chē)?br />
3.把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉,放到板邊以?xún)?,按照一定的規則擺放整齊。

2.3.2自動(dòng)布局PowerPCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局,但對大多數的設計來(lái)說(shuō),效果并不理想,不推薦使用。2.3.3注意事項a.布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率,移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接,把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起b.數字器件和模擬器件要分開(kāi),盡量遠離c.去耦電容盡量靠近器件的VCC d.放置器件時(shí)要考慮以后的焊接,不要太密集e.多使用軟件提供的Array和Union功能,提高布局的效率2.4布線(xiàn)布線(xiàn)的方式也有兩種,手工布線(xiàn)和自動(dòng)布線(xiàn)。PowerPCB提供的手工布線(xiàn)功能十分強大,包括自動(dòng)推擠、在線(xiàn)設計規則檢查(DRC),自動(dòng)布線(xiàn)由Specctra的布線(xiàn)引擎進(jìn)行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。

2.4.1手工布線(xiàn)1.自動(dòng)布線(xiàn)前,先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò ),比如高頻時(shí)鐘、主電源等,這些網(wǎng)絡(luò )往往對走線(xiàn)距離、線(xiàn)寬、線(xiàn)間距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動(dòng)布線(xiàn)很難布得有規則,也要用手工布線(xiàn)。

2.自動(dòng)布線(xiàn)以后,還要用手工布線(xiàn)對PCB的走線(xiàn)進(jìn)行調整。

2.4.2自動(dòng)布線(xiàn)手工布線(xiàn)結束以后,剩下的網(wǎng)絡(luò )就交給自動(dòng)布線(xiàn)器來(lái)自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動(dòng)Specctra布線(xiàn)器的接口,設置好DO文件,按Continue就啟動(dòng)了Specctra布線(xiàn)器自動(dòng)布線(xiàn),結束后如果布通率為100%,那么就可以進(jìn)行手工調整布線(xiàn)了;如果不到100%,說(shuō)明布局或手工布線(xiàn)有問(wèn)題,需要調整布局或手工布線(xiàn),直至全部布通為止。

2.4.3注意事項a.電源線(xiàn)和地線(xiàn)盡量加粗b.去耦電容盡量與VCC直接連接c.設置Specctra的DO文件時(shí),首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線(xiàn)不被自動(dòng)布線(xiàn)器重布d.如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線(xiàn)之前將其分割,布完線(xiàn)之后,使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅e.將所有的器件管腳設置為熱焊盤(pán)方式,做法是將Filter設為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal選項前打勾f.手動(dòng)布線(xiàn)時(shí)把DRC選項打開(kāi),使用動(dòng)態(tài)布線(xiàn)(Dynamic Route)

2.5檢查檢查的項目有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規則(High Speed)和電源層(Plane),這些項目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行。如果設置了高速規則,必須檢查,否則可以跳過(guò)這一項。檢查出錯誤,必須修改布局和布線(xiàn)。

注意:有些錯誤可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,檢查間距時(shí)會(huì )出錯;另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后,都要重新覆銅一次。

2.6復查復查根據“PCB檢查表”,內容包括設計規則,層定義、線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)、過(guò)孔設置;還要重點(diǎn)復查器件布局的合理性,電源、地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn),高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn)與屏蔽,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改布局和布線(xiàn),合格之后,復查者和設計者分別簽字。

2.7設計輸出PCB設計可以輸出到打印機或輸出光繪文件。打印機可以把PCB分層打印,便于設計者和復查者檢查;光繪文件交給制板廠(chǎng)家,生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要,關(guān)系到這次設計的成敗,下面將著(zhù)重說(shuō)明輸出光繪文件的注意事項。

a.需要輸出的層有布線(xiàn)層(包括頂層、底層、中間布線(xiàn)層)、電源層(包括VCC層和GND層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲?。?、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鉆孔文件(NC Drill)

b.如果電源層設置為Split/Mixed,那么在A(yíng)dd document.口的document.選擇Routing,并且每次輸出光繪文件之前,都要對PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅;如果設置為CAM Plane,則選擇Plane,在設置Layer項的時(shí)候,要把Layer25加上,在Layer25層中選擇Pads和Viasc.在設備設置窗口(按Device Setup),將Aperture的值改為199 d.在設置每層的Layer時(shí),將Board Outline選上e.設置絲印層的Layer時(shí),不要選擇Part Type,選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text、Line f.設置阻焊層的Layer時(shí),選擇過(guò)孔表示過(guò)孔上不加阻焊,不選過(guò)孔表示家阻焊,視具體情況確定g.生成鉆孔文件時(shí),使用PowerPCB的缺省設置,不要作任何改動(dòng)h.所有光繪文件輸出以后,用CAM350打開(kāi)并打印,由設計者和復查者根據“PCB檢查表”檢查過(guò)孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%.簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái),PCB上的每一個(gè)孔都可以稱(chēng)之為過(guò)孔。從作用上看,過(guò)孔可以分成兩類(lèi):一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來(lái)說(shuō),這些過(guò)孔一般又分為三類(lèi),即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷線(xiàn)路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線(xiàn)路和下面的內層線(xiàn)路的連接,孔的深度通常不超過(guò)一定的比率(孔徑)。埋孔是指位于印刷線(xiàn)路板內層的連接孔,它不會(huì )延伸到線(xiàn)路板的表面。上述兩類(lèi)孔都位于線(xiàn)路板的內層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過(guò)孔形成過(guò)程中可能還會(huì )重疊做好幾個(gè)內層。第三種稱(chēng)為通孔,這種孔穿過(guò)整個(gè)線(xiàn)路板,可用于實(shí)現內部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現,成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過(guò)孔。以下所說(shuō)的過(guò)孔,沒(méi)有特殊說(shuō)明的,均作為通孔考慮。

從設計的角度來(lái)看,一個(gè)過(guò)孔主要由兩個(gè)部分組成,一是中間的鉆孔(drill hole),二是鉆孔周?chē)暮副P(pán)區,見(jiàn)下圖。這兩部分的尺寸大小決定了過(guò)孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設計時(shí),設計者總是希望過(guò)孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線(xiàn)空間,此外,過(guò)孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來(lái)了成本的增加,而且過(guò)孔的尺寸不可能無(wú)限制的減小,它受到鉆孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術(shù)的限制:孔越小,鉆孔需花費的時(shí)間越長(cháng),也越容易偏離中心位置;且當孔的深度超過(guò)鉆孔直徑的6倍時(shí),就無(wú)法保證孔壁能均勻鍍銅。比如,現在正常的一塊6層PCB板的厚度(通孔深度)為50Mil左右,所以PCB廠(chǎng)家能提供的鉆孔直徑最小只能達到8Mil.二、過(guò)孔的寄生電容過(guò)孔本身存在著(zhù)對地的寄生電容,如果已知過(guò)孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1,PCB板的厚度為T(mén),板基材介電常數為ε,則過(guò)孔的寄生電容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)

過(guò)孔的寄生電容會(huì )給電路造成的主要影響是延長(cháng)了信號的上升時(shí)間,降低了電路的速度。舉例來(lái)說(shuō),對于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內徑為10Mil,焊盤(pán)直徑為20Mil的過(guò)孔,焊盤(pán)與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時(shí)間變化量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps.從這些數值可以看出,盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯,但是如果走線(xiàn)中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換,設計者還是要慎重考慮的。

三、過(guò)孔的寄生電感同樣,過(guò)孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著(zhù)寄生電感,在高速數字電路的設計中,過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì )削弱旁路電容的貢獻,減弱整個(gè)電源系統的濾波效用。我們可以用下面的公式來(lái)簡(jiǎn)單地計算一個(gè)過(guò)孔近似的寄生電感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過(guò)孔的電感,h是過(guò)孔的長(cháng)度,d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出,過(guò)孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過(guò)孔的長(cháng)度。仍然采用上面的例子,可以計算出過(guò)孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH.如果信號的上升時(shí)間是1ns,那么其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略,特別要注意,旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)過(guò)孔,這樣過(guò)孔的寄生電感就會(huì )成倍增加。

四、高速PCB中的過(guò)孔設計通過(guò)上面對過(guò)孔寄生特性的分析,我們可以看到,在高速PCB設計中,看似簡(jiǎn)單的過(guò)孔往往也會(huì )給電路的設計帶來(lái)很大的負面效應。為了減小過(guò)孔的寄生效應帶來(lái)的不利影響,在設計中可以盡量做到:1、從成本和信號質(zhì)量?jì)煞矫婵紤],選擇合理尺寸的過(guò)孔大小。比如對6-10層的內存模塊PCB設計來(lái)說(shuō),選用10/20Mil(鉆孔/焊盤(pán))的過(guò)孔較好,對于一些高密度的小尺寸的板子,也可以嘗試使用8/18Mil的過(guò)孔。目前技術(shù)條件下,很難使用更小尺寸的過(guò)孔了。對于電源或地線(xiàn)的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗。

2、上面討論的兩個(gè)公式可以得出,使用較薄的PCB板有利于減小過(guò)孔的兩種寄生參數。

3、PCB板上的信號走線(xiàn)盡量不換層,也就是說(shuō)盡量不要使用不必要的過(guò)孔。

4、電源和地的管腳要就近打過(guò)孔,過(guò)孔和管腳之間的引線(xiàn)越短越好,因為它們會(huì )導致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線(xiàn)要盡可能粗,以減少阻抗。

5、在信號換層的過(guò)孔附近放置一些接地的過(guò)孔,以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過(guò)孔。當然,在設計時(shí)還需要靈活多變。前面討論的過(guò)孔模型是每層均有焊盤(pán)的情況,也有的時(shí)候,我們可以將某些層的焊盤(pán)減小甚至去掉。特別是在過(guò)孔密度非常大的情況下,可能會(huì )導致在鋪銅層形成一個(gè)隔斷回路的斷槽,解決這樣的問(wèn)題除了移動(dòng)過(guò)孔的位置,我們還可以考慮將過(guò)孔在該鋪銅層的焊盤(pán)尺寸減小。

問(wèn):從WORD文件中拷貝出來(lái)的符號,為什么不能夠在PROTEL中正常顯示復:請問(wèn)你是在SCH環(huán)境,還是在PCB環(huán)境,在PCB環(huán)境是有一些特殊字符不能顯示,因為那時(shí)保留字。

問(wèn):net名與port同名,pcb中可否連接答復:可以,PROTEL可以多種方式生成網(wǎng)絡(luò ),當你在在層次圖中以port-port時(shí),每張線(xiàn)路圖可以用相同的NET名,它們不會(huì )因網(wǎng)絡(luò )名是一樣而連接。但請不要使用電源端口,因為那是全局的。

問(wèn)::請問(wèn)在PROTEL99SE中導入PADS文件,為何焊盤(pán)屬性改了復:這多是因為兩種軟件和每種版本之間的差異造成,通常做一下手工體調整就可以了。

問(wèn):請問(wèn)楊大蝦:為何通過(guò)軟件把power logic的原理圖轉化成protel后,在protel中無(wú)法進(jìn)行屬性修改,只要一修改,要不不現實(shí),要不就是全顯示屬性?謝謝!

復:如全顯示,可以做一個(gè)全局性編輯,只顯示希望的部分。

問(wèn):請教鋪銅的原則?

復:鋪銅一般應該在你的安全間距的2倍以上。這是LAYOUT的常規知識。

問(wèn):請問(wèn)Potel DXP在自動(dòng)布局方面有無(wú)改進(jìn)?導入封裝時(shí)能否根據原理圖的布局自動(dòng)排開(kāi)?

復:PCB布局與原理圖布局沒(méi)有一定的內在必然聯(lián)系,故此,Potel DXP在自動(dòng)布局時(shí)不會(huì )根據原理圖的布局自動(dòng)排開(kāi)。(根據子圖建立的元件類(lèi),可以幫助PCB布局依據原理圖的連接)。

問(wèn):請問(wèn)信號完整性分析的資料在什么地方購買(mǎi)復:Protel軟件配有詳細的信號完整性分析手冊。

問(wèn):為何鋪銅,文件哪么大?有何方法?

復:鋪銅數據量大可以理解。但如果是過(guò)大,可能是您的設置不太科學(xué)。

問(wèn):有什么辦法讓原理圖的圖形符號可以縮放嗎?

復:不可以。

問(wèn):PROTEL仿真可進(jìn)行原理性論證,如有詳細模型可以得到好的結果復:PROTEL仿真完全兼容Spice模型,可以從器件廠(chǎng)商處獲得免費Spice模型,進(jìn)行仿真。PROTEL也提供建模方法,具有專(zhuān)業(yè)仿真知識,可建立有效的模型。

問(wèn):99SE中如何加入漢字,如果漢化后好象少了不少東西!3-28 14:17:0但確實(shí)少了不少功能!

復:可能是漢化的版本不對。

問(wèn):如何制作一個(gè)孔為2*4MM外徑為6MM的焊盤(pán)?

復:在機械層標注方孔尺寸。與制版商溝通具體要求。

問(wèn):我知道,但是在內電層如何把電源和地與內電層連接。沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )表,如果有網(wǎng)絡(luò )表就沒(méi)有問(wèn)題了復:利用from-to類(lèi)生成網(wǎng)絡(luò )連接問(wèn):還想請教一下99se中橢圓型焊盤(pán)如何制作?放置連續焊盤(pán)的方法不可取,線(xiàn)路板廠(chǎng)家不樂(lè )意??煞裨谙乱话嬷屑尤脒@個(gè)設置項?

復:在建庫元件時(shí),可以利用非焊盤(pán)的圖素形成所要的焊盤(pán)形狀。在進(jìn)行PCB設計時(shí)使其具有相同網(wǎng)絡(luò )屬性。我們可以向Protel公司建議。

問(wèn):如何免費獲取以前的原理圖庫和pcb庫復:那你可以的WWW.PROTEL.COM下載問(wèn):剛才本人提了個(gè)在覆銅上如何寫(xiě)上空心(不覆銅)的文字,專(zhuān)家回答先寫(xiě)字,再覆銅,然后冊除字,可是本人試了一下,刪除字后,空的沒(méi)有,被覆銅覆蓋了,請問(wèn)專(zhuān)家是否搞錯了,你能不能試一下復:字必須用PROTEL99SE提供的放置中文的辦法,然后將中文(英文)字解除元件,(因為那是一個(gè)元件)將安全間距設置成1MIL,再覆銅,然后移動(dòng)覆銅,程序會(huì )詢(xún)問(wèn)是否重新覆銅,回答NO.問(wèn):畫(huà)原理圖時(shí),如何元件的引腳次序?

復:原理圖建庫時(shí),有強大的檢查功能,可以檢查序號,重復,缺漏等。也可以使用陣列排放的功能,一次性放置規律性的引腳。

問(wèn):protel99se6自動(dòng)布線(xiàn)后,在集成塊的引腳附近會(huì )出現雜亂的走線(xiàn),像毛刺一般,有時(shí)甚至是三角形的走線(xiàn),需要進(jìn)行大量手工修正,這種問(wèn)題怎么避免?

復:合理設置元件網(wǎng)格,再次優(yōu)化走線(xiàn)。

問(wèn):用PROTEL畫(huà)圖,反復修改后,發(fā)現文件體積非常大(虛腫),導出后再導入就小了許多。為什么??有其他辦法為文件瘦身嗎?

復:其實(shí)那時(shí)因為PROTEL的鋪銅是線(xiàn)條組成的原因造成的,因知識產(chǎn)權問(wèn)題,不能使用PADS里的“灌水”功能,但它有它的好處,就是可以自動(dòng)刪除“死銅”。致與文件大,你用WINZIP壓縮一下就很小。不會(huì )影響你的文件發(fā)送。

問(wèn):請問(wèn):在同一條導線(xiàn)上,怎樣讓它不同部分寬度不一樣,而且顯得連續美觀(guān)?謝謝!

復:不能自動(dòng)完成,可以利用編輯技巧實(shí)現。

liaohm問(wèn):如何將一段圓弧進(jìn)行幾等分?

fanglin163答復:利用常規的幾何知識嘛。EDA只是工具。

問(wèn):protel里用的HDL是普通的VHDL復:Protel PLD不是,Protel FPGA是。

問(wèn):補淚滴后再鋪銅,有時(shí)鋪出來(lái)的網(wǎng)格會(huì )殘缺,怎么辦?

復:那是因為你在補淚滴時(shí)設置了熱隔離帶原因,你只需要注意安全間距與熱隔離帶方式。也可以用修補的辦法。

問(wèn):可不可以做不對稱(chēng)焊盤(pán)?拖動(dòng)布線(xiàn)時(shí)相連的線(xiàn)保持原來(lái)的角度一起拖動(dòng)?

復:可以做不對稱(chēng)焊盤(pán)。拖動(dòng)布線(xiàn)時(shí)相連的線(xiàn)不能直接保持原來(lái)的角度一起拖動(dòng)。

問(wèn):請問(wèn)當Protel發(fā)揮到及至時(shí),是否能達到高端EDA軟件同樣的效果復:視設計而定。

問(wèn):Protel DXP的自動(dòng)布線(xiàn)效果是否可以達到原ACCEL的水平?

復:有過(guò)之而無(wú)不及。

問(wèn):protel的pld功能好象不支持流行的HDL語(yǔ)言?

復:Protel PLD使用的Cupl語(yǔ)言,也是一種HDL語(yǔ)言。下一版本可以直接用VHDL語(yǔ)言輸入。

問(wèn):PCB里面的3D功能對硬件有何要求?

復:需要支持OpenGL.問(wèn):如何將一塊實(shí)物硬制版的布線(xiàn)快速、原封不動(dòng)地做到電腦之中?

復:最快的辦法就是掃描,然后用BMP2PCB程序轉換成膠片文件,然后再修改,但你的PCB精度必須在0.2MM以上。BMP2PCB程序可在21IC上下載,你的線(xiàn)路板必須用沙紙打的非常光亮才能成功。

問(wèn):直接畫(huà)PCB板時(shí),如何為一個(gè)電路接點(diǎn)定義網(wǎng)絡(luò )名?

復:在Net編輯對話(huà)框中設置。

問(wèn):怎么讓做的資料中有孔徑顯示或符號標志,同allego一樣復:在輸出中有選項,可以產(chǎn)生鉆孔統計及各種孔徑符號。

問(wèn):自動(dòng)布線(xiàn)的鎖定功能不好用,系統有的會(huì )重布,不知道怎么回事?

復:最新的版本無(wú)此類(lèi)問(wèn)題。

問(wèn):如何實(shí)現多個(gè)原器件的整體翻轉復:一次選中所要翻轉的元件。

問(wèn):我用的p 99版加入漢字就死機,是什么原因?

復:應是D版所致。

問(wèn):powpcb的文件怎樣用PROTEL打開(kāi)?

復:先新建一PCB文件,然后使用導入功能達到。

問(wèn):怎樣從PROTEL99中導入GERBER文件復:Protel pcb只能導入自己的Gerber,而Protel的CAM可以導入其它格式的Gerber.問(wèn):如何把布好PCB走線(xiàn)的細線(xiàn)條部分地改為粗線(xiàn)條復:雙擊修改+全局編輯。注意匹配條件。修改規則使之適應新線(xiàn)寬。

問(wèn):如何修改一個(gè)集成電路封裝內的焊盤(pán)尺寸?若全局修改的話(huà)應如何設置?

復:全部選定,進(jìn)行全局編輯問(wèn):如何修改一個(gè)集成電路封裝內的焊盤(pán)尺寸?

復:在庫中修改一個(gè)集成電路封裝內的焊盤(pán)尺寸大家都知道,在PCB板上也可以修改。(先在元件屬性中解鎖)。

問(wèn):能否在做PCB時(shí)對元件符號的某些部分加以修改或刪除?

復:在元件屬性中去掉元件鎖定,就可在PCB中編輯元件,并且不會(huì )影響庫中元件。

問(wèn):該焊盤(pán)為地線(xiàn),包地之后,該焊盤(pán)與地所連線(xiàn)如何設置寬度復:包地前設置與焊盤(pán)的連接方式問(wèn):為何99se存儲時(shí)要改為工程項目的格式?

復:便于文件管理。

問(wèn):如何去掉PCB上元件的如電阻阻值,電容大小等等,要一個(gè)個(gè)去掉嗎,有沒(méi)有快捷方法復:使用全局編輯,同一層全部隱藏問(wèn):能告訴將要推出的新版本的PROTEL的名稱(chēng)嗎?簡(jiǎn)單介紹一下有哪些新功能?protel手動(dòng)布線(xiàn)的推擠能力太弱!

復:Protel DXP,在仿真和布線(xiàn)方面會(huì )有大的提高。

問(wèn):如何把敷銅區中的分離的小塊敷銅除去復:在敷銅時(shí)選擇"去除死銅"問(wèn):VDD和GND都用焊盤(pán)連到哪兒了,怎么看不到呀復:打開(kāi)網(wǎng)絡(luò )標號顯示。

問(wèn):在PCB中有畫(huà)弧線(xiàn)?在畫(huà)完直線(xiàn),接著(zhù)直接可以畫(huà)弧線(xiàn)具體如DOS版弧線(xiàn)模式那樣!能實(shí)現嗎?能的話(huà),如何設置?

復:可以,使用shift+空格可以切換布線(xiàn)形式問(wèn):protel99se9層次圖的總圖用editexport spread生成電子表格的時(shí)候,卻沒(méi)有生成各分圖紙里面的元件及對應標號、封裝等。如果想用電子表格的方式一次性修改全部圖紙的封裝,再更新原理圖,該怎么作?

復:點(diǎn)中相應的選項即可。

問(wèn):protel99se6的PCB通過(guò)specctra interface導出到specctra10.1里面,發(fā)現那些沒(méi)有網(wǎng)絡(luò )標號的焊盤(pán)都不見(jiàn)了,結果specctra就從那些實(shí)際有焊盤(pán)的地方走線(xiàn),布得一塌糊涂,這種情況如何避免?

復:凡涉及到兩種軟件的導入/導出,多數需要人工做一些調整。

問(wèn):在打開(kāi)內電層時(shí),放置元件和過(guò)孔等時(shí),好像和內電層短接在一起了,是否正確復:內電層顯示出的效果與實(shí)際的縛銅效果相反,所以是正確的問(wèn):protel的執行速度太慢,太耗內存了,這是為什么?而如allegro那么大的系統,執行起來(lái)卻很流暢!

復:最新的Protel軟件已不是完成一個(gè)簡(jiǎn)單的PCB設計,而是系統設計,包括文件管理、3D分析等。只要PIII,128M以上內存,Protel亦可運行如飛。

問(wèn):如何自動(dòng)布線(xiàn)中加盲,埋孔?

復:設置自動(dòng)布線(xiàn)規則時(shí)允許添加盲孔和埋孔問(wèn):3D的功能對硬件有什么要求?謝謝,我的好象不行復:請把金山詞霸關(guān)掉問(wèn):補淚滴可以一個(gè)一個(gè)加嗎?

復:當然可以問(wèn):請問(wèn)在PROTEL99SE中倒入PADS文件,為何焊盤(pán)屬性改了,復:這類(lèi)問(wèn)題,一般都需要手工做調整,如修改屬性等。

問(wèn):protell99se能否打開(kāi)orcad格式的檔案,如不能以后是否會(huì )考慮添加這一功能?

復:現在可以打開(kāi)。

問(wèn):在99SEPCB板中加入漢字沒(méi)發(fā)加,但漢化后SE少了不少東西!

復:可能是安裝的文件與配置不正確。

問(wèn):SE在菜單漢化后,在哪兒?jiǎn)?dòng)3D功能?

復:您說(shuō)的是View3D接口嗎,請在系統菜單(左邊大箭頭下)啟動(dòng)。

問(wèn):請問(wèn)如何畫(huà)內孔不是圓形的焊盤(pán)???

復:不行。

問(wèn):在PCB中有幾種走線(xiàn)模式?我的計算機只有兩種,通過(guò)空格來(lái)切換復:Shift+空格問(wèn):請問(wèn):對于某些可能有較大電流的線(xiàn),如果我希望線(xiàn)上不涂綠油,以便我在其上上錫,以增大電流。我該怎么設計?謝謝!

復:可以簡(jiǎn)單地在阻焊層放置您想要的上錫的形狀。

問(wèn):如何連續畫(huà)弧線(xiàn),用畫(huà)園的方法每個(gè)彎畫(huà)個(gè)園嗎?

復:不用,直接用圓弧畫(huà)。

問(wèn):如何鎖定一條布線(xiàn)?

復:先選中這個(gè)網(wǎng)絡(luò ),然后在屬性里改。

問(wèn):隨著(zhù)每次修改的次數越來(lái)越多,protel文件也越來(lái)越大,請問(wèn)怎么可以讓他文件尺寸變小呢?

復:在系統菜單中有數據庫工具。(Fiel菜單左邊的大箭頭下)。

wangjinfeng問(wèn):請問(wèn)PROTEL中畫(huà)PCB板如何設置采用總線(xiàn)方式布線(xiàn)?

高英凱答復:Shift+空格。

問(wèn):如何利用protel的PLD功能編寫(xiě)GAL16V8程序?

復:利用protel的PLD功能編寫(xiě)GAL16V8程序比較簡(jiǎn)單,直接使用Cupl DHL硬件描述語(yǔ)言就可以編程了。幫助里有實(shí)例。Step by step.問(wèn):我用99se6布一塊4層板子,布了一個(gè)小時(shí)又二十分鐘布到99.6%,但再過(guò)來(lái)11小時(shí)多以后卻只布到99.9%!不得已讓它停止了復:對剩下的幾個(gè)Net,做一下手工預布,剩下的再自動(dòng),可達到100%的布通。

問(wèn):在pcb多層電路板設計中,如何設置內電層?前提是完全手工布局和布線(xiàn)。

復:有專(zhuān)門(mén)的菜單設置。

問(wèn):protel PCB圖可否輸出其它文件格式,如HyperLynx的?它的幫助文件中說(shuō)可以,但是在菜單中卻沒(méi)有這個(gè)選項復:現在Protel自帶有PCB信號分析功能。

問(wèn):請問(wèn)pcb里不同的net,最后怎么讓他們連在一起?

復:最好不要這么做,應該先改原理圖,按規矩來(lái),別人接手容易些。

問(wèn):自動(dòng)布線(xiàn)前如何把先布的線(xiàn)鎖定??一個(gè)一個(gè)選么?

復:99SE中的鎖定預布線(xiàn)功能很好,不用一個(gè)一個(gè)地選,只要在自動(dòng)布線(xiàn)設置中點(diǎn)一個(gè)勾就可以了。

問(wèn):PSPICE的功能有沒(méi)有改變復:在Protel即將推出的新版本中,仿真功能會(huì )有大的提升。

問(wèn):如何使用Protel 99se的PLD仿真功能?

復:首先要有仿真輸入文件(。si),其次在configure中要選擇Absolute ABS選項,編譯成功后,可仿真??捶抡孑敵鑫募?。

問(wèn):protel.ddb歷史記錄如和刪復:先刪除至回收戰,然后清空回收站。

問(wèn):自動(dòng)布線(xiàn)為什么會(huì )修改事先已布的線(xiàn)而且把它們認為沒(méi)有布過(guò)重新布了而設置我也正確了?

復:把先布的線(xiàn)鎖定。應該就可以了。

問(wèn):布線(xiàn)后有的線(xiàn)在視覺(jué)上明顯太差,PROTEL這樣布線(xiàn)有他的道理嗎(電氣上)

復:僅僅通過(guò)自動(dòng)布線(xiàn),任何一個(gè)布線(xiàn)器的結果都不會(huì )太美觀(guān)。

問(wèn):可以在焊盤(pán)屬性中修改焊盤(pán)的X和Y的尺寸復:可以。

問(wèn):protel99se后有沒(méi)推出新的版本?

復:即將推出。該版本耗時(shí)2年多,無(wú)論在功能、規模上都與Protel99SE,有極大的飛躍。

問(wèn):99se的3d功能能更增進(jìn)些嗎?好像只能從正面看!其外形能自己做嗎?

復:3D圖形可以用Ctrl+上,下,左,右鍵翻轉一定的角度。不過(guò)用處不大,顯卡要好才行。

問(wèn):有沒(méi)有設方孔的好辦法?除了在機械層上畫(huà)。

復:可以,在Multi Layer上設置。

問(wèn):一個(gè)問(wèn)題:填充時(shí),假設布線(xiàn)規則中間距為20mil,但我有些器件要求100mil間距,怎樣才能自動(dòng)填充?

復:可以在design——>rules——>clearance constraint里加問(wèn):在protel中能否用orcad原理圖復:需要將orcad原理圖生成protel支持的網(wǎng)表文件,再由protel打開(kāi)即可。

問(wèn):請問(wèn)多層電路板是否可以用自動(dòng)布線(xiàn)復:可以的,跟雙面板一樣的,設置好就行了。

一、印刷線(xiàn)路元件布局結構設計討論一臺性能優(yōu)良的儀器,除選擇高質(zhì)量的元器件,合理的電路外,印刷線(xiàn)路板的元件布局和電氣連線(xiàn)方向的正確結構設計是決定儀器能否可靠工作的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,對同一種元件和參數的電路,由于元件布局設計和電氣連線(xiàn)方向的不同會(huì )產(chǎn)生不同的結果,其結果可能存在很大的差異。因而,必須把如何正確設計印刷線(xiàn)路板元件布局的結構和正確選擇布線(xiàn)方向及整體儀器的工藝結構三方面聯(lián)合起來(lái)考慮,合理的工藝結構,既可消除因布線(xiàn)不當而產(chǎn)生的噪聲干擾,同時(shí)便于生產(chǎn)中的安裝、調試與檢修等。

下面我們針對上述問(wèn)題進(jìn)行討論,由于優(yōu)良“結構”沒(méi)有一個(gè)嚴格的“定義”和“模式”,因而下面討論,只起拋磚引玉的作用,僅供參考。每一種儀器的結構必須根據具體要求(電氣性能、整機結構安裝及面板布局等要求),采取相應的結構設計方案,并對幾種可行設計方案進(jìn)行比較和反復修改。印刷板電源、地總線(xiàn)的布線(xiàn)結構選擇——系統結構:模擬電路和數字電路在元件布局圖的設計和布線(xiàn)方法上有許多相同和不同之處。模擬電路中,由于放大器的存在,由布線(xiàn)產(chǎn)生的極小噪聲電壓,都會(huì )引起輸出信號的嚴重失真,在數字電路中,TTL噪聲容限為0.4V~0.6V,CMOS噪聲容限為Vcc的0.3~0.45倍,故數字電路具有較強的抗干擾的能力。良好的電源和地總線(xiàn)方式的合理選擇是儀器可靠工作的重要保證,相當多的干擾源是通過(guò)電源和地總線(xiàn)產(chǎn)生的,其中地線(xiàn)引起的噪聲干擾最大。

二、印刷電路板圖設計的基本原則要求1.印刷電路板的設計,從確定板的尺寸大小開(kāi)始,印刷電路板的尺寸因受機箱外殼大小限制,以能恰好安放入外殼內為宜,其次,應考慮印刷電路板與外接元器件(主要是電位器、插口或另外印刷電路板)的連接方式。印刷電路板與外接元件一般是通過(guò)塑料導線(xiàn)或金屬隔離線(xiàn)進(jìn)行連接。但有時(shí)也設計成插座形式。即:在設備內安裝一個(gè)插入式印刷電路板要留出充當插口的接觸位置。對于安裝在印刷電路板上的較大的元件,要加金屬附件固定,以提高耐振、耐沖擊性能。

2.布線(xiàn)圖設計的基本方法首先需要對所選用元件器及各種插座的規格、尺寸、面積等有完全的了解;對各部件的位置安排作合理的、仔細的考慮,主要是從電磁場(chǎng)兼容性、抗干擾的角度,走線(xiàn)短,交叉少,電源,地的路徑及去耦等方面考慮。各部件位置定出后,就是各部件的連線(xiàn),按照電路圖連接有關(guān)引腳,完成的方法有多種,印刷線(xiàn)路圖的設計有計算機輔助設計與手工設計方法兩種。

最原始的是手工排列布圖。這比較費事,往往要反復幾次,才能最后完成,這在沒(méi)有其它繪圖設備時(shí)也可以,這種手工排列布圖方法對剛學(xué)習印刷板圖設計者來(lái)說(shuō)也是很有幫助的。計算機輔助制圖,現在有多種繪圖軟件,功能各異,但總的說(shuō)來(lái),繪制、修改較方便,并且可以存盤(pán)貯存和打印。

接著(zhù),確定印刷電路板所需的尺寸,并按原理圖,將各個(gè)元器件位置初步確定下來(lái),然后經(jīng)過(guò)不斷調整使布局更加合理,印刷電路板中各元件之間的接線(xiàn)安排方式如下:(1)印刷電路中不允許有交叉電路,對于可能交叉的線(xiàn)條,可以用“鉆”、“繞”兩種辦法解決。即,讓某引線(xiàn)從別的電阻、電容、三極管腳下的空隙處“鉆”過(guò)去,或從可能交叉的某條引線(xiàn)的一端“繞”過(guò)去,在特殊情況下如何電路很復雜,為簡(jiǎn)化設計也允許用導線(xiàn)跨接,解決交叉電路問(wèn)題。

(2)電阻、二極管、管狀電容器等元件有“立式”,“臥式”兩種安裝方式。立式指的是元件體垂直于電路板安裝、焊接,其優(yōu)點(diǎn)是節省空間,臥式指的是元件體平行并緊貼于電路板安裝,焊接,其優(yōu)點(diǎn)是元件安裝的機械強度較好。這兩種不同的安裝元件,印刷電路板上的元件孔距是不一樣的。

(3)同一級電路的接地點(diǎn)應盡量靠近,并且本級電路的電源濾波電容也應接在該級接地點(diǎn)上。特別是本級晶體管基極、發(fā)射極的接地點(diǎn)不能離得太遠,否則因兩個(gè)接地點(diǎn)間的銅箔太長(cháng)會(huì )引起干擾與自激,采用這樣“一點(diǎn)接地法”的電路,工作較穩定,不易自激。

(4)總地線(xiàn)必須嚴格按高頻-中頻-低頻一級級地按弱電到強電的順序排列原則,切不可隨便翻來(lái)復去亂接,級與級間寧肯可接線(xiàn)長(cháng)點(diǎn),也要遵守這一規定。特別是變頻頭、再生頭、調頻頭的接地線(xiàn)安排要求更為嚴格,如有不當就會(huì )產(chǎn)生自激以致無(wú)法工作。調頻頭等高頻電路常采用大面積包圍式地線(xiàn),以保證有良好的屏蔽效果。

(5)強電流引線(xiàn)(公共地線(xiàn),功放電源引線(xiàn)等)應盡可能寬些,以降低布線(xiàn)電阻及其電壓降,可減小寄生耦合而產(chǎn)生的自激。

(6)阻抗高的走線(xiàn)盡量短,阻抗低的走線(xiàn)可長(cháng)一些,因為阻抗高的走線(xiàn)容易發(fā)笛和吸收信號,引起電路不穩定。電源線(xiàn)、地線(xiàn)、無(wú)反饋元件的基極走線(xiàn)、發(fā)射極引線(xiàn)等均屬低阻抗走線(xiàn),射極跟隨器的基極走線(xiàn)、收錄機兩個(gè)聲道的地線(xiàn)必須分開(kāi),各自成一路,一直到功效末端再合起來(lái),如兩路地線(xiàn)連來(lái)連去,極易產(chǎn)生串音,使分離度下降。

三、印刷板圖設計中應注意下列幾點(diǎn)1.布線(xiàn)方向:從焊接面看,元件的排列方位盡可能保持與原理圖相一致,布線(xiàn)方向最好與電路圖走線(xiàn)方向相一致,因生產(chǎn)過(guò)程中通常需要在焊接面進(jìn)行各種參數的檢測,故這樣做便于生產(chǎn)中的檢查,調試及檢修(注:指在滿(mǎn)足電路性能及整機安裝與面板布局要求的前提下)。

2.各元件排列,分布要合理和均勻,力求整齊,美觀(guān),結構嚴謹的工藝要求。

3.電阻,二極管的放置方式:分為平放與豎放兩種:(1)平放:當電路元件數量不多,而且電路板尺寸較大的情況下,一般是采用平放較好;對于1/4W以下的電阻平放時(shí),兩個(gè)焊盤(pán)間的距離一般取4/10英寸,1/2W的電阻平放時(shí),兩焊盤(pán)的間距一般取5/10英寸;二極管平放時(shí),1N400X系列整流管,一般取3/10英寸;1N540X系列整流管,一般取4~5/10英寸。

(2)豎放:當電路元件數較多,而且電路板尺寸不大的情況下,一般是采用豎放,豎放時(shí)兩個(gè)焊盤(pán)的間距一般取1~2/10英寸。

4.電位器:IC座的放置原則(1)電位器:在穩壓器中用來(lái)調節輸出電壓,故設計電位器應滿(mǎn)足順時(shí)針調節時(shí)輸出電壓升高,反時(shí)針調節器節時(shí)輸出電壓降低;在可調恒流充電器中電位器用來(lái)調節充電電流折大小,設計電位器時(shí)應滿(mǎn)足順時(shí)針調節時(shí),電流增大。電位器安放位軒應當滿(mǎn)中整機結構安裝及面板布局的要求,因此應盡可能放軒在板的邊緣,旋轉柄朝外。

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(2)IC座:設計印刷板圖時(shí),在使用IC座的場(chǎng)合下,一定要特別注意IC座上定位槽放置的方位是否正確,并注意各個(gè)IC腳位是否正確,例如第1腳只能位于IC座的右下角線(xiàn)或者左上角,而且緊靠定位槽(從焊接面看)。

5.進(jìn)出接線(xiàn)端布置(1)相關(guān)聯(lián)的兩引線(xiàn)端不要距離太大,一般為2~3/10英寸左右較合適。

(2)進(jìn)出線(xiàn)端盡可能集中在1至2個(gè)側面,不要太過(guò)離散。

6.設計布線(xiàn)圖時(shí)要注意管腳排列順序,元件腳間距要合理。

7.在保證電路性能要求的前提下,設計時(shí)應力求走線(xiàn)合理,少用外接跨線(xiàn),并按一定順充要求走線(xiàn),力求直觀(guān),便于安裝,高度和檢修。

8.設計布線(xiàn)圖時(shí)走線(xiàn)盡量少拐彎,力求線(xiàn)條簡(jiǎn)單明了。

9.布線(xiàn)條寬窄和線(xiàn)條間距要適中,電容器兩焊盤(pán)間距應盡可能與電容引線(xiàn)腳的間距相符;10.設計應按一定順序方向進(jìn)行,例如可以由左往右和由上而下的順序進(jìn)行

1.原理圖常見(jiàn)錯誤:(1)ERC報告管腳沒(méi)有接入信號:a.創(chuàng )建封裝時(shí)給管腳定義了I/O屬性;b.創(chuàng )建元件或放置元件時(shí)修改了不一致的grid屬性,管腳與線(xiàn)沒(méi)有連上;c.創(chuàng )建元件時(shí)pin方向反向,必須非pin name端連線(xiàn)。

(2)元件跑到圖紙界外:沒(méi)有在元件庫圖表紙中心創(chuàng )建元件。

(3)創(chuàng )建的工程文件網(wǎng)絡(luò )表只能部分調入pcb:生成netlist時(shí)沒(méi)有選擇為global.(4)當使用自己創(chuàng )建的多部分組成的元件時(shí),千萬(wàn)不要使用annotate. 2.PCB中常見(jiàn)錯誤:(1)網(wǎng)絡(luò )載入時(shí)報告NODE沒(méi)有找到:a.原理圖中的元件使用了pcb庫中沒(méi)有的封裝;b.原理圖中的元件使用了pcb庫中名稱(chēng)不一致的封裝;c.原理圖中的元件使用了pcb庫中pin number不一致的封裝。如三極管:sch中pin number為e,b,c,而pcb中為1,2,3.(2)打印時(shí)總是不能打印到一頁(yè)紙上:a.創(chuàng )建pcb庫時(shí)沒(méi)有在原點(diǎn);b.多次移動(dòng)和旋轉了元件,pcb板界外有隱藏的字符。選擇顯示所有隱藏的字符,縮小pcb,然后移動(dòng)字符到邊界內。

(3)DRC報告網(wǎng)絡(luò )被分成幾個(gè)部分:表示這個(gè)網(wǎng)絡(luò )沒(méi)有連通,看報告文件,使用選擇CONNECTED COPPER查找。

另外提醒朋友盡量使用WIN2000,減少藍屏的機會(huì );多幾次導出文件,做成新的DDB文件,減少文件尺寸和PROTEL僵死的機會(huì )。如果作較復雜得設計,盡量不要使用自動(dòng)布線(xiàn)。

在PCB設計中,布線(xiàn)是完成產(chǎn)品設計的重要步驟,可以說(shuō)前面的準備工作都是為它而做的,在整個(gè)PCB中,以布線(xiàn)的設計過(guò)程限定最高,技巧最細、工作量最大。PCB布線(xiàn)有單面布線(xiàn)、雙面布線(xiàn)及多層布線(xiàn)。布線(xiàn)的方式也有兩種:自動(dòng)布線(xiàn)及交互式布線(xiàn),在自動(dòng)布線(xiàn)之前,可以用交互式預先對要求比較嚴格的線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn),輸入端與輸出端的邊線(xiàn)應避免相鄰平行,以免產(chǎn)生反射干擾。必要時(shí)應加地線(xiàn)隔離,兩相鄰層的布線(xiàn)要互相垂直,平行容易產(chǎn)生寄生耦合。

自動(dòng)布線(xiàn)的布通率,依賴(lài)于良好的布局,布線(xiàn)規則可以預先設定,包括走線(xiàn)的彎曲次數、導通孔的數目、步進(jìn)的數目等。一般先進(jìn)行探索式布經(jīng)線(xiàn),快速地把短線(xiàn)連通,然后進(jìn)行迷宮式布線(xiàn),先把要布的連線(xiàn)進(jìn)行全局的布線(xiàn)路徑優(yōu)化,它可以根據需要斷開(kāi)已布的線(xiàn)。并試著(zhù)重新再布線(xiàn),以改進(jìn)總體效果。

對目前高密度的PCB設計已感覺(jué)到貫通孔不太適應了,它浪費了許多寶貴的布線(xiàn)通道,為解決這一矛盾,出現了盲孔和埋孔技術(shù),它不僅完成了導通孔的作用,還省出許多布線(xiàn)通道使布線(xiàn)過(guò)程完成得更加方便,更加流暢,更為完善,PCB板的設計過(guò)程是一個(gè)復雜而又簡(jiǎn)單的過(guò)程,要想很好地掌握它,還需廣大電子工程設計人員去自已體會(huì ),才能得到其中的真諦。

1電源、地線(xiàn)的處理既使在整個(gè)PCB板中的布線(xiàn)完成得都很好,但由于電源、地線(xiàn)的考慮不周到而引起的干擾,會(huì )使產(chǎn)品的性能下降,有時(shí)甚至影響到產(chǎn)品的成功率。所以對電、地線(xiàn)的布線(xiàn)要認真對待,把電、地線(xiàn)所產(chǎn)生的噪音干擾降到最低限度,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。

對每個(gè)從事電子產(chǎn)品設計的工程人員來(lái)說(shuō)都明白地線(xiàn)與電源線(xiàn)之間噪音所產(chǎn)生的原因,現只對降低式抑制噪音作以表述:眾所周知的是在電源、地線(xiàn)之間加上去耦電容。

盡量加寬電源、地線(xiàn)寬度,最好是地線(xiàn)比電源線(xiàn)寬,它們的關(guān)系是:地線(xiàn)>電源線(xiàn)>信號線(xiàn),通常信號線(xiàn)寬為:0.2~0.3mm,最經(jīng)細寬度可達0.05~0.07mm,電源線(xiàn)為1.2~2.5 mm對數字電路的PCB可用寬的地導線(xiàn)組成一個(gè)回路,即構成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用(模擬電路的地不能這樣使用)

用大面積銅層作地線(xiàn)用,在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線(xiàn)用?;蚴亲龀啥鄬影?,電源,地線(xiàn)各占用一層。

2、數字電路與模擬電路的共地處理現在有許多PCB不再是單一功能電路(數字或模擬電路),而是由數字電路和模擬電路混合構成的。因此在布線(xiàn)時(shí)就需要考慮它們之間互相干擾問(wèn)題,特別是地線(xiàn)上的噪音干擾。

數字電路的頻率高,模擬電路的敏感度強,對信號線(xiàn)來(lái)說(shuō),高頻的信號線(xiàn)盡可能遠離敏感的模擬電路器件,對地線(xiàn)來(lái)說(shuō),整人PCB對外界只有一個(gè)結點(diǎn),所以必須在PCB內部進(jìn)行處理數、模共地的問(wèn)題,而在板內部數字地和模擬地實(shí)際上是分開(kāi)的它們之間互不相連,只是在PCB與外界連接的接口處(如插頭等)。數字地與模擬地有一點(diǎn)短接,請注意,只有一個(gè)連接點(diǎn)。也有在PCB上不共地的,這由系統設計來(lái)決定。

3、信號線(xiàn)布在電(地)層上在多層印制板布線(xiàn)時(shí),由于在信號線(xiàn)層沒(méi)有布完的線(xiàn)剩下已經(jīng)不多,再多加層數就會(huì )造成浪費也會(huì )給生產(chǎn)增加一定的工作量,成本也相應增加了,為解決這個(gè)矛盾,可以考慮在電(地)層上進(jìn)行布線(xiàn)。首先應考慮用電源層,其次才是地層。因為最好是保留地層的完整性。

4、大面積導體中連接腿的處理在大面積的接地(電)中,常用元器件的腿與其連接,對連接腿的處理需要進(jìn)行綜合的考慮,就電氣性能而言,元件腿的焊盤(pán)與銅面滿(mǎn)接為好,但對元件的焊接裝配就存在一些不良隱患如:①焊接需要大功率加熱器。②容易造成虛焊點(diǎn)。所以兼顧電氣性能與工藝需要,做成十字花焊盤(pán),稱(chēng)之為熱隔離(heat shield)俗稱(chēng)熱焊盤(pán)(Thermal),這樣,可使在焊接時(shí)因截面過(guò)分散熱而產(chǎn)生虛焊點(diǎn)的可能性大大減少。多層板的接電(地)層腿的處理相同。

5、布線(xiàn)中網(wǎng)絡(luò )系統的作用在許多CAD系統中,布線(xiàn)是依據網(wǎng)絡(luò )系統決定的。網(wǎng)格過(guò)密,通路雖然有所增加,但步進(jìn)太小,圖場(chǎng)的數據量過(guò)大,這必然對設備的存貯空間有更高的要求,同時(shí)也對象計算機類(lèi)電子產(chǎn)品的運算速度有極大的影響。而有些通路是無(wú)效的,如被元件腿的焊盤(pán)占用的或被安裝孔、定們孔所占用的等。網(wǎng)格過(guò)疏,通路太少對布通率的影響極大。所以要有一個(gè)疏密合理的網(wǎng)格系統來(lái)支持布線(xiàn)的進(jìn)行。

標準元器件兩腿之間的距離為0.1英寸(2.54mm),所以網(wǎng)格系統的基礎一般就定為0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍數,如:0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

6、設計規則檢查(DRC)

布線(xiàn)設計完成后,需認真檢查布線(xiàn)設計是否符合設計者所制定的規則,同時(shí)也需確認所制定的規則是否符合印制板生產(chǎn)工藝的需求,一般檢查有如下幾個(gè)方面:線(xiàn)與線(xiàn),線(xiàn)與元件焊盤(pán),線(xiàn)與貫通孔,元件焊盤(pán)與貫通孔,貫通孔與貫通孔之間的距離是否合理,是否滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。

電源線(xiàn)和地線(xiàn)的寬度是否合適,電源與地線(xiàn)之間是否緊耦合(低的波阻抗)?在PCB中是否還有能讓地線(xiàn)加寬的地方。

對于關(guān)鍵的信號線(xiàn)是否采取了最佳措施,如長(cháng)度最短,加保護線(xiàn),輸入線(xiàn)及輸出線(xiàn)被明顯地分開(kāi)。

模擬電路和數字電路部分,是否有各自獨立的地線(xiàn)。

后加在PCB中的圖形(如圖標、注標)是否會(huì )造成信號短路。

對一些不理想的線(xiàn)形進(jìn)行修改。

在PCB上是否加有工藝線(xiàn)?阻焊是否符合生產(chǎn)工藝的要求,阻焊尺寸是否合適,字符標志是否壓在器件焊盤(pán)上,以免影響電裝質(zhì)量。

多層板中的電源地層的外框邊緣是否縮小,如電源地層的銅箔露出板外容易造成短路。概述本文檔的目的在于說(shuō)明使用PADS的印制板設計軟件PowerPCB進(jìn)行印制板設計的流程和一些注意事項,為一個(gè)工作組的設計人員提供設計規范,方便設計人員之間進(jìn)行交流和相互檢查。

2、設計流程PCB的設計流程分為網(wǎng)表輸入、規則設置、元器件布局、布線(xiàn)、檢查、復查、輸出六個(gè)步驟。

2.1網(wǎng)表輸入網(wǎng)表輸入有兩種方法,一種是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,選擇Send Netlist,應用OLE功能,可以隨時(shí)保持原理圖和PCB圖的一致,盡量減少出錯的可能。另一種方法是直接在PowerPCB中裝載網(wǎng)表,選擇File->Import,將原理圖生成的網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)。

2.2規則設置如果在原理圖設計階段就已經(jīng)把PCB的設計規則設置好的話(huà),就不用再進(jìn)行設置這些規則了,因為輸入網(wǎng)表時(shí),設計規則已隨網(wǎng)表輸入進(jìn)PowerPCB了。如果修改了設計規則,必須同步原理圖,保證原理圖和PCB的一致。除了設計規則和層定義外,還有一些規則需要設置,比如Pad Stacks,需要修改標準過(guò)孔的大小。如果設計者新建了一個(gè)焊盤(pán)或過(guò)孔,一定要加上Layer 25.注意:PCB設計規則、層定義、過(guò)孔設置、CAM輸出設置已經(jīng)作成缺省啟動(dòng)文件,名稱(chēng)為Default.stp,網(wǎng)表輸入進(jìn)來(lái)以后,按照設計的實(shí)際情況,把電源網(wǎng)絡(luò )和地分配給電源層和地層,并設置其它高級規則。在所有的規則都設置好以后,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理圖中的規則設置,保證原理圖和PCB圖的規則一致。

2.3元器件布局網(wǎng)表輸入以后,所有的元器件都會(huì )放在工作區的零點(diǎn),重疊在一起,下一步的工作就是把這些元器件分開(kāi),按照一些規則擺放整齊,即元器件布局。PowerPCB提供了兩種方法,手工布局和自動(dòng)布局。2.3.1手工布局1.工具印制板的結構尺寸畫(huà)出板邊(Board Outline)。

2.將元器件分散(Disperse Components),元器件會(huì )排列在板邊的周?chē)?br />
3.把元器件一個(gè)一個(gè)地移動(dòng)、旋轉,放到板邊以?xún)?,按照一定的規則擺放整齊。

2.3.2自動(dòng)布局PowerPCB提供了自動(dòng)布局和自動(dòng)的局部簇布局,但對大多數的設計來(lái)說(shuō),效果并不理想,不推薦使用。2.3.3注意事項a.布局的首要原則是保證布線(xiàn)的布通率,移動(dòng)器件時(shí)注意飛線(xiàn)的連接,把有連線(xiàn)關(guān)系的器件放在一起b.數字器件和模擬器件要分開(kāi),盡量遠離c.去耦電容盡量靠近器件的VCC d.放置器件時(shí)要考慮以后的焊接,不要太密集e.多使用軟件提供的Array和Union功能,提高布局的效率2.4布線(xiàn)布線(xiàn)的方式也有兩種,手工布線(xiàn)和自動(dòng)布線(xiàn)。PowerPCB提供的手工布線(xiàn)功能十分強大,包括自動(dòng)推擠、在線(xiàn)設計規則檢查(DRC),自動(dòng)布線(xiàn)由Specctra的布線(xiàn)引擎進(jìn)行,通常這兩種方法配合使用,常用的步驟是手工—自動(dòng)—手工。

2.4.1手工布線(xiàn)1.自動(dòng)布線(xiàn)前,先用手工布一些重要的網(wǎng)絡(luò ),比如高頻時(shí)鐘、主電源等,這些網(wǎng)絡(luò )往往對走線(xiàn)距離、線(xiàn)寬、線(xiàn)間距、屏蔽等有特殊的要求;另外一些特殊封裝,如BGA,自動(dòng)布線(xiàn)很難布得有規則,也要用手工布線(xiàn)。

2.自動(dòng)布線(xiàn)以后,還要用手工布線(xiàn)對PCB的走線(xiàn)進(jìn)行調整。

2.4.2自動(dòng)布線(xiàn)手工布線(xiàn)結束以后,剩下的網(wǎng)絡(luò )就交給自動(dòng)布線(xiàn)器來(lái)自布。選擇Tools->SPECCTRA,啟動(dòng)Specctra布線(xiàn)器的接口,設置好DO文件,按Continue就啟動(dòng)了Specctra布線(xiàn)器自動(dòng)布線(xiàn),結束后如果布通率為100%,那么就可以進(jìn)行手工調整布線(xiàn)了;如果不到100%,說(shuō)明布局或手工布線(xiàn)有問(wèn)題,需要調整布局或手工布線(xiàn),直至全部布通為止。

2.4.3注意事項a.電源線(xiàn)和地線(xiàn)盡量加粗b.去耦電容盡量與VCC直接連接c.設置Specctra的DO文件時(shí),首先添加Protect all wires命令,保護手工布的線(xiàn)不被自動(dòng)布線(xiàn)器重布d.如果有混合電源層,應該將該層定義為Split/mixed Plane,在布線(xiàn)之前將其分割,布完線(xiàn)之后,使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅e.將所有的器件管腳設置為熱焊盤(pán)方式,做法是將Filter設為Pins,選中所有的管腳,修改屬性,在Thermal選項前打勾f.手動(dòng)布線(xiàn)時(shí)把DRC選項打開(kāi),使用動(dòng)態(tài)布線(xiàn)(Dynamic Route)

2.5檢查檢查的項目有間距(Clearance)、連接性(Connectivity)、高速規則(High Speed)和電源層(Plane),這些項目可以選擇Tools->Verify Design進(jìn)行。如果設置了高速規則,必須檢查,否則可以跳過(guò)這一項。檢查出錯誤,必須修改布局和布線(xiàn)。

注意:有些錯誤可以忽略,例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外,檢查間距時(shí)會(huì )出錯;另外每次修改過(guò)走線(xiàn)和過(guò)孔之后,都要重新覆銅一次。

2.6復查復查根據“PCB檢查表”,內容包括設計規則,層定義、線(xiàn)寬、間距、焊盤(pán)、過(guò)孔設置;還要重點(diǎn)復查器件布局的合理性,電源、地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn),高速時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn)與屏蔽,去耦電容的擺放和連接等。復查不合格,設計者要修改布局和布線(xiàn),合格之后,復查者和設計者分別簽字。

2.7設計輸出PCB設計可以輸出到打印機或輸出光繪文件。打印機可以把PCB分層打印,便于設計者和復查者檢查;光繪文件交給制板廠(chǎng)家,生產(chǎn)印制板。光繪文件的輸出十分重要,關(guān)系到這次設計的成敗,下面將著(zhù)重說(shuō)明輸出光繪文件的注意事項。

a.需要輸出的層有布線(xiàn)層(包括頂層、底層、中間布線(xiàn)層)、電源層(包括VCC層和GND層)、絲印層(包括頂層絲印、底層絲?。?、阻焊層(包括頂層阻焊和底層阻焊),另外還要生成鉆孔文件(NC Drill)

b.如果電源層設置為Split/Mixed,那么在A(yíng)dd document.口的document.選擇Routing,并且每次輸出光繪文件之前,都要對PCB圖使用Pour Manager的Plane Connect進(jìn)行覆銅;如果設置為CAM Plane,則選擇Plane,在設置Layer項的時(shí)候,要把Layer25加上,在Layer25層中選擇Pads和Viasc.在設備設置窗口(按Device Setup),將Aperture的值改為199 d.在設置每層的Layer時(shí),將Board Outline選上e.設置絲印層的Layer時(shí),不要選擇Part Type,選擇頂層(底層)和絲印層的Outline、Text、Line f.設置阻焊層的Layer時(shí),選擇過(guò)孔表示過(guò)孔上不加阻焊,不選過(guò)孔表示家阻焊,視具體情況確定g.生成鉆孔文件時(shí),使用PowerPCB的缺省設置,不要作任何改動(dòng)h.所有光繪文件輸出以后,用CAM350打開(kāi)并打印,由設計者和復查者根據“PCB檢查表”檢查過(guò)孔(via)是多層PCB的重要組成部分之一,鉆孔的費用通常占PCB制板費用的30%到40%.簡(jiǎn)單的說(shuō)來(lái),PCB上的每一個(gè)孔都可以稱(chēng)之為過(guò)孔。從作用上看,過(guò)孔可以分成兩類(lèi):一是用作各層間的電氣連接;二是用作器件的固定或定位。如果從工藝制程上來(lái)說(shuō),這些過(guò)孔一般又分為三類(lèi),即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷線(xiàn)路板的頂層和底層表面,具有一定深度,用于表層線(xiàn)路和下面的內層線(xiàn)路的連接,孔的深度通常不超過(guò)一定的比率(孔徑)。埋孔是指位于印刷線(xiàn)路板內層的連接孔,它不會(huì )延伸到線(xiàn)路板的表面。上述兩類(lèi)孔都位于線(xiàn)路板的內層,層壓前利用通孔成型工藝完成,在過(guò)孔形成過(guò)程中可能還會(huì )重疊做好幾個(gè)內層。第三種稱(chēng)為通孔,這種孔穿過(guò)整個(gè)線(xiàn)路板,可用于實(shí)現內部互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實(shí)現,成本較低,所以絕大部分印刷電路板均使用它,而不用另外兩種過(guò)孔。以下所說(shuō)的過(guò)孔,沒(méi)有特殊說(shuō)明的,均作為通孔考慮。

從設計的角度來(lái)看,一個(gè)過(guò)孔主要由兩個(gè)部分組成,一是中間的鉆孔(drill hole),二是鉆孔周?chē)暮副P(pán)區,見(jiàn)下圖。這兩部分的尺寸大小決定了過(guò)孔的大小。很顯然,在高速,高密度的PCB設計時(shí),設計者總是希望過(guò)孔越小越好,這樣板上可以留有更多的布線(xiàn)空間,此外,過(guò)孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。但孔尺寸的減小同時(shí)帶來(lái)了成本的增加,而且過(guò)孔的尺寸不可能無(wú)限制的減小,它受到鉆孔(drill)和電鍍(plating)等工藝技術(shù)的限制:孔越小,鉆孔需花費的時(shí)間越長(cháng),也越容易偏離中心位置;且當孔的深度超過(guò)鉆孔直徑的6倍時(shí),就無(wú)法保證孔壁能均勻鍍銅。比如,現在正常的一塊6層PCB板的厚度(通孔深度)為50Mil左右,所以PCB廠(chǎng)家能提供的鉆孔直徑最小只能達到8Mil.二、過(guò)孔的寄生電容過(guò)孔本身存在著(zhù)對地的寄生電容,如果已知過(guò)孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過(guò)孔焊盤(pán)的直徑為D1,PCB板的厚度為T(mén),板基材介電常數為ε,則過(guò)孔的寄生電容大小近似于:C=1.41εTD1/(D2-D1)

過(guò)孔的寄生電容會(huì )給電路造成的主要影響是延長(cháng)了信號的上升時(shí)間,降低了電路的速度。舉例來(lái)說(shuō),對于一塊厚度為50Mil的PCB板,如果使用內徑為10Mil,焊盤(pán)直徑為20Mil的過(guò)孔,焊盤(pán)與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致是:C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF,這部分電容引起的上升時(shí)間變化量為:T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps.從這些數值可以看出,盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯,但是如果走線(xiàn)中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換,設計者還是要慎重考慮的。


三、過(guò)孔的寄生電感同樣,過(guò)孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著(zhù)寄生電感,在高速數字電路的設計中,過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì )削弱旁路電容的貢獻,減弱整個(gè)電源系統的濾波效用。我們可以用下面的公式來(lái)簡(jiǎn)單地計算一個(gè)過(guò)孔近似的寄生電感:L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過(guò)孔的電感,h是過(guò)孔的長(cháng)度,d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出,過(guò)孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過(guò)孔的長(cháng)度。仍然采用上面的例子,可以計算出過(guò)孔的電感為:L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH.如果信號的上升時(shí)間是1ns,那么其等效阻抗大小為:XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略,特別要注意,旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)過(guò)孔,這樣過(guò)孔的寄生電感就會(huì )成倍增加。



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