《《電子線路CAD實(shí)用教程》第9章PCB設(shè)計(jì)規(guī)則與信號(hào)分析》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《電子線路CAD實(shí)用教程》第9章PCB設(shè)計(jì)規(guī)則與信號(hào)分析（43頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

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2、版社,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,電子線路,CAD,實(shí)用教程,華中科技大學(xué)出版社,電子線路,CAD,實(shí)用教程,鄧 奕 主編,華中科技大學(xué)出版社,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,電子線路,CAD,實(shí)用教程,華中科技大學(xué)出版社,電子線路,CAD,實(shí)用教程,鄧 奕 主編,華中科技大學(xué)出版社,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,電子線路,CAD,實(shí)用教程,華中科技大學(xué)出版社,電子線路,CAD,實(shí)用教程,鄧 奕 主編,華中科技大學(xué)出版社,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母

3、版文本樣式,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,電子線路,CAD,實(shí)用教程,華中科技大學(xué)出版社,電子線路,CAD,實(shí)用教程,鄧 奕 主編,華中科技大學(xué)出版社,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,*,電子線路,CAD,實(shí)用教程,應(yīng)用型本科信息大類專業(yè)“十二五”規(guī)劃教材,教材配套課件,27 十一月 2024,鄧 奕 主編,本 章 內(nèi) 容,9.1,設(shè)計(jì)規(guī)則概述,9.2,電氣規(guī)則,9.3,布線規(guī)則

4、,9.4 SMD,封裝規(guī)則,9.5,阻焊規(guī)則,9.6,平面層規(guī)則,9.7,測(cè)試點(diǎn)規(guī)則,9.8,與制造相關(guān)的規(guī)則,9.9,高速線路規(guī)則,9.10,布線規(guī)則,9.11,信號(hào)完整性規(guī)則,9.12 PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,第,9,章,PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則與信號(hào)分析,本 章 重 點(diǎn),電氣規(guī)則；,布線規(guī)則環(huán)境參數(shù)的設(shè)置,SMT,封裝規(guī)則,阻焊規(guī)則,平面層規(guī)則,測(cè)試點(diǎn)規(guī)則,與制造相關(guān)的規(guī)則,高速電路規(guī)則,布局規(guī)則,信號(hào)完整性規(guī)則,PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則,第,9,章,PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則與信號(hào)分析,引 入,本章主要介紹PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則，包括電氣規(guī)則，布線，布局規(guī)則，高速電路設(shè)計(jì)規(guī)則，信號(hào)完整性規(guī)則等，只有熟練掌握了這些設(shè)計(jì)規(guī)

5、則，才能設(shè)計(jì)出高性能的電路板。,在這里，我們主要重點(diǎn)介紹幾種常見(jiàn)規(guī)則的設(shè)置并熟練掌握，對(duì)其它的一些規(guī)則有一定的了解和認(rèn)識(shí)。,9.1,設(shè)計(jì)規(guī)則概述,設(shè)計(jì)規(guī)則（Design Rule）是設(shè)計(jì)電路板的基本規(guī)則，不管是手動(dòng)布線還是自動(dòng)布線，在布線之前都需要對(duì)電路板的布線設(shè)計(jì)規(guī)則進(jìn)行設(shè)置。布線規(guī)則的設(shè)置是否合理將直接影響到布線的成功率，所以在自動(dòng)布線前，首先需要設(shè)置布線規(guī)則，布線規(guī)則的設(shè)置一般取決于用戶實(shí)際的電路設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。,9.2,電氣規(guī)則,Protel 99SE中的電氣規(guī)則，包括Clearance（安全間距規(guī)則）、Short-circuit（短路規(guī)則）、Un-Route net（未布線網(wǎng)絡(luò)規(guī)則）、Un

6、-connected Pins（未連線引腳規(guī)則），下面分別進(jìn)行介紹。,9.2,電氣規(guī)則,1、間距規(guī)則,安全間距規(guī)則用于限制圖件間距的最小值，使圖件之間不會(huì)因?yàn)檫^(guò)近而產(chǎn)生相互干擾。所謂安全間距，也就是具有導(dǎo)電性質(zhì)的圖件之間的最小間距，通常包括導(dǎo)線與導(dǎo)線（Track to Track）、導(dǎo)線與過(guò)孔（Track To Via）、過(guò)孔與過(guò)孔（Via to Via）、導(dǎo)線與焊盤（Track to Pad）、焊盤與焊盤（Pad to Pad）、焊盤與過(guò)孔（Pad to Via）等之間的最小間距。一般情況，我們可以選擇8mil-12mil在有強(qiáng)電的情況下，要將間距選大一些，避免被擊穿。,9.2,電氣規(guī)則,1

7、、間距規(guī)則,9.2,電氣規(guī)則,2、短路規(guī)則,電氣規(guī)則中的short-circuit短路規(guī)則用于設(shè)定是否允許某兩個(gè)圖件短路。在實(shí)際電路板設(shè)計(jì)過(guò)程中，比如有幾個(gè)地網(wǎng)絡(luò)之間需要短接到一點(diǎn)，如果設(shè)計(jì)中有這種網(wǎng)絡(luò)短接的需要，必須為此添加一個(gè)新的規(guī)則，在該規(guī)則中允許短路。,9.2,電氣規(guī)則,2、短路規(guī)則,9.2,電氣規(guī)則,3、未布線網(wǎng)絡(luò)規(guī)則,電氣規(guī)則中的Un-routed Net未布線網(wǎng)絡(luò)規(guī)則用于設(shè)定檢查網(wǎng)絡(luò)布線是否完整。設(shè)定該規(guī)則后，設(shè)計(jì)者可根據(jù)它檢查設(shè)定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)是否布線完整，我們按照默認(rèn)設(shè)置添加一個(gè)規(guī)則，即對(duì)所在板子的所有網(wǎng)絡(luò)都檢查布線的完整性。,9.2,電氣規(guī)則,3、未布線網(wǎng)絡(luò)規(guī)則,9.2,電氣

8、規(guī)則,4、未連接引腳規(guī)則,電氣規(guī)則中的Unconnected Pin（未連線引腳規(guī)則）用于設(shè)定檢查元件的引腳是否存在沒(méi)有連線的情況（引腳懸空）。,9.2,電氣規(guī)則,4、未連接引腳規(guī)則,9.3,布線規(guī)則,布線即用導(dǎo)線連接已完成布局的元器件，連線一般需要盡可能的短。在布線的時(shí)候需要設(shè)置安全間距、短路限制設(shè)計(jì)規(guī)則、布線寬度、多邊形連接方式等。,9.3,布線規(guī)則,1、線寬規(guī)則,布線寬度設(shè)計(jì)規(guī)則表示電路板在布線過(guò)程中是否允許小于最小導(dǎo)線設(shè)置寬度的導(dǎo)線或大于最大導(dǎo)線設(shè)置寬度的導(dǎo)線存在，適用于在線DRC或運(yùn)行DRC設(shè)計(jì)規(guī)則檢查的自動(dòng)布線過(guò)程。,9.3,布線規(guī)則,1、線寬規(guī)則,9.3,布線規(guī)則,2、布線拓?fù)湟?guī)

9、則,該規(guī)則用于設(shè)置飛線生成的拓?fù)湟?guī)則。,9.3,布線規(guī)則,3、布線優(yōu)先級(jí)規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置布線的優(yōu)先級(jí)，布線的優(yōu)先級(jí)規(guī)則控制網(wǎng)絡(luò)布線的先后順序。,9.3,布線規(guī)則,4,、布線層規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置自動(dòng)布線使用的板層上的銅模線的方向，一般來(lái)說(shuō)，,Horizontal,和,Vertical,方式用于雙面板和多面板的布線，其他幾種用于單面板的布線。,為減少線路之間的串?dāng)_和互感，在本設(shè)計(jì)中，,Top Layer,采用,Horizontal,走線，,Bottom Layer,采用,Vertical,走線。,9.3,布線規(guī)則,4、布線層規(guī)則,9.3,布線規(guī)則,5、布線拐角規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置導(dǎo)線的拐彎方

10、式，本設(shè)置只有在自動(dòng)布線時(shí)才有效，手動(dòng)布線時(shí)不受該規(guī)則的約束。,9.3,布線規(guī)則,5、布線拐角規(guī)則,9.3,布線規(guī)則,6、布線過(guò)孔樣式規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置自動(dòng)布線時(shí)的過(guò)孔類型。在該對(duì)話框中，顯示了所以設(shè)置的過(guò)孔規(guī)則的名稱、適用范圍、最小過(guò)孔直徑、最大過(guò)孔直徑、參考過(guò)孔直徑、最小寬度、最大寬度、參考寬度等。,9.3,布線規(guī)則,6、布線過(guò)孔樣式規(guī)則,9.4 SMD,封裝規(guī)則,1、SMD到電源層規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置電源層中的SMD焊盤和過(guò)孔之間的最短布線長(zhǎng)度。,2、SMD瓶頸規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置表面貼片元器件的焊盤寬度和導(dǎo)線比例限制規(guī)則。,9.5,阻焊規(guī)則,1、阻焊擴(kuò)張規(guī)則（Solder Mask

11、Expansion）,該規(guī)則用于設(shè)置在焊盤和過(guò)孔之間相對(duì)于焊盤大小的多余量，一般設(shè)置為2mil。,2、阻粘擴(kuò)張規(guī)則（Paste Mask Expansion）,該規(guī)則用于設(shè)置助焊層相對(duì)于SMD器件焊盤的伸展程度，助焊層的焊盤大小要大于器件的焊盤大小，所以用此來(lái)設(shè)置兩者之間的最大允許值，一般設(shè)置為2mil。,9.6,平面層規(guī)則,Protel 99SE中的平面層規(guī)則，包括電源層連接樣式（Power Plane Connect Style）、電源層間距規(guī)則（Power Plane Clearance）、多邊形連接樣式（Polygon Connect Style）。,9.7,測(cè)試點(diǎn)規(guī)則,Protel

12、99SE中的測(cè)試點(diǎn)規(guī)則，包括測(cè)試點(diǎn)樣式（Test point Style）、測(cè)試點(diǎn)用法（Test point Usage）。,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,1、最小焊盤規(guī)則,最小焊環(huán)限制規(guī)則用于設(shè)定焊盤和過(guò)孔的環(huán)形銅膜的最小寬度，該規(guī)則的主要目的是防止焊盤和過(guò)孔的銅膜過(guò)窄而受到損壞。其中x表示焊盤或者過(guò)孔的外環(huán)半徑，y表示其內(nèi)環(huán)半徑，二者之差x-y就是最小包環(huán)厚度。,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,1、最小焊盤規(guī)則,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,2、銳角限制規(guī)則,該規(guī)則用于設(shè)置銅模導(dǎo)線夾角的最小值。銅膜線都是用銅箔刻出來(lái)的，如果夾角值過(guò)小，會(huì)造成惡劣的影響：一方面會(huì)導(dǎo)致拐角尖端被蝕刻掉的情況發(fā)生，不利于電路

13、板的制作；另一方面會(huì)導(dǎo)致傳遞信號(hào)的質(zhì)量惡化，因此需要限制銅膜線夾角的最小值，一般來(lái)說(shuō)，盡量使銳角限制規(guī)則的夾角不小于90。,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,2、銳角限制規(guī)則,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,3、孔尺寸限制規(guī)則,如果焊盤或者過(guò)孔的孔徑太大的話，不僅焊接時(shí)消耗的焊錫增多，還會(huì)造成焊接效果變差、焊點(diǎn)電阻增大等問(wèn)題；如果焊盤或過(guò)孔的孔徑過(guò)小的話，則易造成元件管腳不易放入、無(wú)法再加入焊錫使其固定等問(wèn)題，因此必須限制孔徑在一定范圍內(nèi)。此項(xiàng)規(guī)則設(shè)置為孔徑范圍：1mil-100mil。,9.8,與制造有關(guān)的規(guī)則,3、孔尺寸限制規(guī)則,9.9,高速線路規(guī)則,高速線路規(guī)則主要包括：平行線段限制規(guī)則、長(zhǎng)度限制規(guī)則

14、、匹配網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度規(guī)則、雛菊鏈支線長(zhǎng)度限制規(guī)則、在SMT下過(guò)孔限制規(guī)則和最大過(guò)孔數(shù)限制規(guī)則，主要用于多層電路板的自動(dòng)布線。,9.10,布局規(guī)則,布局規(guī)則主要包括：Room定義規(guī)則、元件布放間距規(guī)則、元件布放方向規(guī)則和允許布放層規(guī)則，下面將重點(diǎn)對(duì)元件布放間距規(guī)則進(jìn)行介紹。,9.10,布局規(guī)則,1、元件布放間距規(guī)則,本規(guī)則設(shè)定元器件的最小間距。選擇此規(guī)則后，單擊右下角的Properties按鈕，出現(xiàn)元件布放間距規(guī)則屬性對(duì)話框。Scope用于設(shè)置本規(guī)則的適用范圍，Gap顯示的最小間距，Mode顯示的是檢查的模式。,9.10,布局規(guī)則,1、元件布放間距規(guī)則,9.11,信號(hào)完整性規(guī)則,信號(hào)完整性規(guī)則主要包括

15、：信號(hào)激勵(lì)規(guī)則、下降沿過(guò)沖規(guī)則、上升沿過(guò)沖規(guī)則、下降沿下沖規(guī)則、上升沿下沖規(guī)則、網(wǎng)絡(luò)阻抗規(guī)則、信號(hào)高電平規(guī)則、信號(hào)低電平規(guī)則、上升沿延遲時(shí)間規(guī)則、下降沿延遲時(shí)間規(guī)則、上升沿的斜率規(guī)則、下降沿的斜率規(guī)則和電源網(wǎng)絡(luò)規(guī)則。,9.12 PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,（,1,）線與線、線與焊盤、線與過(guò)孔、焊盤與過(guò)孔、過(guò)孔與過(guò)孔之間的距離是否合理。,（,2,）電源線和地線的寬度是否合適，在,PCB,中是否還有能讓地線加寬的地方。,（,3,）對(duì)關(guān)鍵的信號(hào)線是否采取最佳措施，如長(zhǎng)度最短、加保護(hù)線、輸入線及輸出線被明顯地分開(kāi)。,（,4,）模擬電路和數(shù)字電路部分，是否有各自獨(dú)立的地線。,9.12 PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,（,5,）后加在,PCB,中的圖形（如圖標(biāo)、注標(biāo)）是否會(huì)造成信號(hào)短路。,（,6,）對(duì)一些不理想的線是否進(jìn)行修改。,（,7,）在,PCB,上是否加有工藝線，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(biāo)志是否壓在器件焊盤上。,（,8,）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容易造成短路。,9.12 PCB,設(shè)計(jì)規(guī)則檢查,