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1、第八章 零件的布局 布线 整理及打印印制电路板布线流程一、元件的布局 1元件布局规则的设置 执行菜单命令 DesignRules， 系统弹出 Design Rules（设计规则设置）对话框。选择Placement 选项卡，可进行元件布局规则的设置。2元件的自动布局 元件的自动布局：执行菜单命令 Tool Auto Placement Auto Placer。利用 Protel 99 SE 提供的强大自动布局功能，在定义好布局规则后，Protel 99 SE 可以将重叠的元件分离开并按布局规则排列好。Protel 99 SE 的 PCB 编辑器根据元件的密度，提供了两种自动布局方式，各种布局方式
2、均使用不同的算法和优化元件位置的方法，布局方式如下： Cluster Placer（分组自动布局器）： 这种布局方式将元件根据它们的连接属性分为不同的元件分组，并且将这些元件分组按一定几何位置进行布局。 这种布局方式适合于元件数量（小于 100）较少的电路板。 Statistical Placer （统计自动布局器）： 也称 Global Placer,，这种布局方式使用一种统计算法来布局元件，以使元件间连接长度最优化。这种布局方式适合于元件数量超过 100 的电路。 二、编辑1)选取功能 2)提问式选取（edit/Query Manager） 3)撤消选取 4)属性的修改 5)移动功能 6)
3、排列元件 7)其他编辑功能三布线 1自动布线规则 执行菜单命令 Design Relus，将开启设计规则（Design Rules）设置对话框。 电路板布线有关的设计规则： Clearance Constraint： 此项设计规则用于设置安全间距，即具有导电性质的对象之间的最小距离。具体指导线与导线（Track to Track） 、导线与过孔（Track to Pad） 、导线与焊盘（Track to Pad） 、过孔与过孔（Via to Via） 、过孔与焊盘（Via to Pad） 、焊盘与焊盘（Pad to Pad）等对象之间的最小距离。该规则为二元规则，应用于两个或两组实体之间。在每
4、个规则作用于设定区内可以设定一个或一组实体。设定一组实体可以在 Filter Kind 栏选择不同项的实体或同项的不同实体。Routing Corners： 此项设计规则用于设置铜膜导线拐角的形状和尺寸。 Routing Layers： 此项设计规则用于设置各可以布线信号层的布线方向。 Not Used 不布线 Horizontal 水平布线 Vertical 垂直布线Any 任意布线 1 oclock 一点钟方向布线 45up 向上 45 度45down 向下 45 度 Fan out 扇形布线Routing Priority： 此项设计规则用于设置电路板上各个网络被布线的先后次序，即布线优
5、先级。 Routing Topology： 此项设计规则用于设置电路板上各个网络的走线模式，即走线的拓扑结构。Shortest 最短拓扑结构：之间长度最短 Horizontal 水平拓扑结构：以 5:1 的水平最短和垂直最短来使水平最可取 Vertical 垂直拓扑结构：以 5:1 的垂直最短和水平最短来使垂直最可取 Daisy-simple 简易拓扑结构：把网络中所有节点一个个连接起来，以连接长度最短来确定连接次序 Daisy-MidDriven 中间驱动拓扑结构：把网络中所有节点一个个连接起来，以起始节点放在Daisy 链的中间Daisy-Balanced 平衡拓扑结构：把网络中所有节点分
6、为相等的几部分连接，形成几个链Routing Via Style： 此项设计规则用于指定过孔的属性，如过孔的外径（Diameter）和内径（Hole Size）尺寸。Though Hole 通孔：从顶层到底层 Blind Buried(Adjacent layer)盲孔：从表层到里层 Blind Buried(Any layer)埋孔：在两个里层之间SMD Neck-Down Constraint： 此项设计规则用于在对包含 SMD 元件的电路板进行布线时，设置 track width（铜膜导线宽度）与 pad width（SMD 焊盘的宽度）之比的值 SMD To Corner Constr
7、aint： 此项设计规则用于在对包含 SMD 元件的电路板进行布线时，规定 SMD 元件焊盘到铜膜导线转角间的最小距离 SMD To Plane Constraint： 此项设计规则用于在对包含 SMD 元件的电路板进行布线时，规定从表面安装焊盘中心到电源层上过孔或焊盘的导线的最小距离 Width Constraint： 此项设计规则用于设置布线时，铜膜导线宽度的范围2自动布线 1)设置自动布线器：通过执行菜单命令 Auto RouteSetup或在执行全局自动布线 Auto Route All前，系统将弹出 Autorouter Setup（自动布线器设置）对话框，在其中可以对参数进行设置。
8、 2)自动布线：自动布线器提供多种自动布线手段、功能，如对整个电路板、对选定连线、对选定网络自动布线等，它们都集中在主菜单 Auto Route 下，主菜单 Auto Route 下各布线命令如下：全局布线： Auto Route All 对选定网络布线：Auto Route Net 对选定连线布线：Auto RouteConnection 对选定元件布线： Auto Route Component 对选定区域布线：Auto Route Area 其他布线命令： 3)保护预布线： 如果在自动布线器参数设置对话框中，选中 Lock All Pre-route 选项，那么不用对预布线进行锁定，就可
9、以直接进行自动布线。如果没有选中 Lock All Pre-route 选项，那么需要将预布线的属性改为 Locked（锁定） ，才可保护预布线。3手动布线 1)拆除布线： 要在完成自动布线的电路板上进行修改，首先必须拆除不尽人意的导线。Protel 99 SE 在Tools Un-Route 菜单下，提供多种拆除布线命令。 All：拆除电路板上全部导线，恢复为自动布线前状态。 Net：拆除电路板上用户选定网络的布线。 Connection：拆除电路板上用户选定的一条布线。 Component：拆除电路板上和用户选定元件相连的导线。 2)人工交互布线： 人工交互布线是利用交互布线功能，由用户自
10、己安排导线的位置和走线角度，在焊盘间连接导线。3)电源、电源地导线的加宽： 步骤如下： 1移动鼠标，将光标指向需要加宽的电源、电源地导线或其他导线。 2双击鼠标左键，系统弹出对话框，用鼠标左键点击 Global 按钮。 3将 width 由 10mil 改为合适宽度，系统自动在 Copy Attributes 下 Width 选项前加“” 。4把 Attributes To Match By 下 Net 列表项内容由 Any 改为 Same。 5用鼠标左键点击 OK 按钮，在系统的确认对话框中，选取确认，系统完成电源、电源地网络的所有导线加宽。四、整理、完善电路板 1放置焊盘 焊盘包括三种基本
11、形状：圆形、矩形、八角形。焊盘的中间的是内孔，外部是敷铜区。每种形状通过 X-Size、Y-Size 的变化有可变为多种形状。 执行菜单命令 Place Pad，系统光标变为十字，十字中心带有一个焊盘，将光标移动到目标位置，点击鼠标左键便可在该位置放置一个焊盘，这时系统仍处于放焊盘状态，可以继续放置下一个焊盘。点击鼠标右键，可退出放置焊盘状态。在放置焊盘前按下 Tab 键，可对将要放置的焊盘的属性进行修改。2放置过孔 过孔用于在不同信号层间建立电气连接关系，并能连接在网络上。过孔一般有三种：从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层到内层或从内层到底层的盲过孔、连接内层间导线的过孔。穿透式过孔和焊盘
12、基本类似，只是形状只能为圆形。 执行菜单命令 Place Pad，可以放置过孔，放置过孔的方法与放置焊盘完全一样。3放置字符串 字符串一般防在丝印层上，起注释作用。字符串不是具有电气特性的元件，不能连接到任何电路网络上，对电路的电气连接关系无任何影响。 执行菜单命令 Place String，系统光标变为十字，十字中心带有一个随光标移动的字符串，将光标移动到目标位置，点击鼠标左键便可在该位置放置一个字符串，这时系统仍处于放字符串状态，可以继续放置下一个字符串。点击鼠标右键，可退出放置字符串状态。在放置字符串前按下 Tab 键，可对将要放置的字符串的属性进行修改。当修改字符串的属性后，字符串的内
13、容也随之改变。通过对字符串属性的修改，可以修改字符串的内容等属性，双击字符串，系统显示如图11-7 所示字符串属性对话框。4放置尺寸标注 尺寸标注一般放在机械层（Mechanical Layer）上，用来标注两点之间的距离。 执行菜单命令 Place Dimension，进入放置尺寸标注状态。移动鼠标到要放置距离标注两点中的一点，然后点击鼠标左键，即确定标注尺寸的起点；移动鼠标到另一点，然后点击鼠标左键，即可完成一个尺寸标注的放置；重复此步骤可放置下一个尺寸标注，点击鼠标右键，可退出放置尺寸标注状态。5放置安装孔 电路板在实际使用时往往需要安装，所以必须在电路板放置安装孔。Protel 99
14、SE 没有特意提供放置安装孔的命令，根据安装孔的用途，可以使用焊盘或过孔作为安装孔。作为安装孔时，焊盘和过孔在内孔覆铜上有区别，焊盘的内孔通过设置属性可以没有覆铜，而过孔不可以。如果选中焊盘属性 Advanced 标签下 Plated 选项，则表示焊盘的内孔带覆铜，反之表示焊盘的内孔不带覆铜。 可以根据安装孔是否要接地，来决定是选择焊盘或过孔来作为安装孔，以及是否同电源地相连。选择在焊盘或过孔作为安装孔时，将 X-Size、Y-Size、Hole Size、Diameter 设为相等值即可。焊盘或过孔的最大孔径为 10000mil。6放置元件 有时，需要直接在电路板上放置元件，执行菜单命令 P
15、lace Component，进入放置元件状态，系统弹出放置元件对话框。用户可以直接在 Footprint 后输入元件的封装，或点击按钮 Browse，系统弹出元件库浏览对话框，从元件库中选取需要放置的元件封装，点击 Close 按钮返回，点击 OK 按钮，关闭放置元件对话框。光标变为十字，并且在光标上连接有所选择的元件封装。元件封装随光标移动，在合适位置按下鼠标左键，所选择的元件封装放置在所选位置。系统又系统弹出放置元件对话框，继续下一元件的放置。按下鼠标右键退出元件放置状态。7放置铺铜 所谓覆铜是在电路板中空白的地方铺满多边形铜膜。当我们要铺铜时，执行菜单命令 Place Ploygon
16、Plane，系统弹出多边形铺铜对话框。对要铺铜膜的情况进行设置，指示如何实施铺铜， 设置完成后，点击 OK 按钮，进入放置铺铜状态。光标变为十字，在适当位置点击鼠标左键为系统指出多边形的起点；然后，在多边形的各个顶点处点击鼠标左键；最后，点击鼠标右键，退出放置铺铜状态，系统自动将多边形的各个顶点连接起来并形成铺铜。8放置填充 铺铜是在电路板中空白的地方铺满多边形铜膜，而填充是矩形铜膜。填充用铜膜将矩形区域添满，同时使铜膜覆盖区域内所有导线、焊盘、过孔在电气上在连接；而铺铜则可饶过这些对象。执行菜单命令 Place Fill，系统进入放置填充状态，用户通过鼠标指出矩形的左上角和右下角，系统的光标变为十字，在中心有一个小圆环，按下鼠标左键确定左上角位置，移动鼠标矩形随之拖出，按下鼠标左键确定右上角位置。系统又进入下一放置填充状态，按鼠标右键
