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1、第8章 电路板布线,掌握布线设计规则的设置。 掌握自动布线参数的设置。 熟悉覆铜和DRC设计校验等知识。 掌握交互式布线方法。,学习目标：,8.4电路板布线基础知识,电路板布线：指的是采用具有电气特性的导线将具有相同网络连接的元器件焊盘、过孔等导电图件连接到一起的过程。当电路板制作完成之后，这些导线就变成了实际电路板上沉积的铜箔，使相连的焊盘、过孔等在电气上连通到一起。 自动布线：指的是PCB编辑器内的自动布线器系统，根据设置的布线设计规则和选择的自动布线策略，并依照一定的拓扑算法，将事先生成的网络自动在各个元器件之间进行连线的过程。,电路板交互式布线方法的基本流程,图8-1 电路板交互式布线
2、的基本流程,8.2设置布线设计规则,一般来讲，电路的工作性能不同对电路板上各种布线的设计要求也不同，比如电源线和接地线因为通过的电流较大，布线要求较宽。逻辑电路只是传输信号，因此布线就可以相对细一些了。为了提高电路板的抗干扰能力，导线在拐角处应采用钝角或圆角过渡等。所以在正式进行布线之前，应当根据电路设计的要求，进行电路板布线设计规则的设置。这些规则的设置，不仅是自动布线的依据，也会给手动布线带来极大的方便。,8.2.1设置安全间距限制设计规则,其中设计规则适用范围主要包括以下选项。 【Whole Board】（整个电路板）：如果选择了此项，表示规则将适用于整个电路板。 【Layer】（工作层
3、）：如果选择了此项，程序会要求指定某个工作层面。 【Pad】（焊盘）：如果选择了此项，程序会要求指定某个焊盘。 【From-To】（点对点连线）：如果选择此项，程序将要求指定某个【From-To】连线。 【From-To Class】（点对点连线类）：如果选择此项，程序会要求指定某个【From-To】连线类。 【Net】（电气网络）：如果选择此项，程序会要求指定某个电气网络。 【Net Class】（电气网络类）：如果选择此项，程序将要求指定某个电气网络类。 【Component】（元器件）：如果选择此项，程序将要求指定某个元器件。 【Component Class】（元器件类）：如果选择此项
4、，程序将要求指定某个元器件类。 【Object Kind】（对象种类）：如果选择此项，程序会要求指定某类对象。,8.2.2设置短路限制设计规则,短路限制设计规则也属于电气规则的范畴。一般情况下，电路板上不允许有不同的网络短路连接。,图8-2 其他设计规则设置对话框,8.2.3设置布线宽度限制设计规则,布线宽度限制设计规则用来限制布线过程中导线的宽度。在一个电路板上，根据电气特性的要求，设计者可以设定多个布线宽度限制设计规则。比如，通常将电源线的布线宽度设置为1.5mm，地线的布线度设置为2mm，而普通信号的布线宽度设置为0.5mm就可以了。,8.3预布线,在交互式布线中，电路板布线设计规则设置
5、完成后就应当对重要的网络进行预布线。预布线主要包括两个步骤。 对重要的网络进行预布线。 锁定预布线。在进行布线的过程中，有时候可能需要事先布置一些走线（如电源线和地线），以满足一些特殊要求，并有利于改善随后的自动布线结果。如果不对这些预布线进行保护的话，那么在自动布线的时候，这些已布线会重新被调整，从而失去预布线的意义。,8.4自动布线,对电路板进行自动布线，除了需要设置电路板布线设计规则外，还需要设置自动布线器参数。,8.4.1自动布线器参数设置,在自动布线之前，设计者应当对自动布线器的参数进行设置，以使自动布线的结果能够最大限度地满足电路板设计的需要。,8.4.2自动布线,设置完自动布线参
6、数后，就可以开始自动布线了。Protel 99SE中自动布线的方式灵活多样，根据设计者布线的需要，既可以对整块电路板进行全局布线，也可以对指定的区域、网络、元器件甚至是连接进行布线，因此设计者可以充分利用系统提供的多种自动布线方式，根据设计过程中的实际需要灵活选择最佳的布线方式。,8.5自动布线的手工调整,自动布线过程是在某种给定的算法下，按照网络表连接，实现各网络间的电气连接的过程。因此，自动布线的功能主要是实现电气网络间的连接，而很少考虑到特殊的电气、物理和散热等要求。 电路板的布线一般要遵循以下原则。 引脚间的连线尽量短。由于算法的原因，自动布线最大的缺点就是布线时拐角太多，许多连线往往
7、是舍近求远，拐了一个大弯再转回来，这一类布线是手工调整的主要对象。 连线尽量不要从IC片的引脚间穿过。连线从引脚之间穿过，焊接元器件时容易造成短路，这部分导线能修改的尽量手工修整。 连线简洁，同一连线不要重复连接，以免影响布线美观。,8.5.1手工调整布线结果,下面将根据上述布线的原则对电路板布线的结果进行手工调整。手工调整时，为了方便元器件之间的布线，有时还要调整元器件的布局。 在手工调整元器件的自动布线之前，应当仔细检查电路板上的布线结果，找出需要手工调整的布线。,8.5.2用拆线功能调整布线结果,在上面的手工调整过程中，用Delete键删除待修改的导线十分不方便，特别是在网络连线较多的情
8、况下，逐段删除导线的工作量是非常大的。为此，Protel 99SE提供了强大的拆线功能，使手工调整布线变得十分方便。,8.6覆铜,在自动布线结果中，地线网络的连接往往不是十分理想，需要进行手工调整，但不如采用覆铜的方法便捷和有效。对各布线层中放置的地线网络进行覆铜，不但可以增强PCB板抗干扰的能力，使电路板更加美观，而且可以增大地线网络过电流的能力。,8.7设计规则检验（DRC）,在电路板布线完成后，为了确保PCB完全符合设计规则的要求，所有的网络均已正确连接，还应当对电路板做DRC检验。这一步对初学者来说，尤为重要，即使是有着丰富经验的设计人员，也可以借助DRC设计检验保证电路板设计万无一失
9、。因此建议在完成PCB的布线后，千万不要遗漏这一步。,8.7电路板布线总结,输入输出端的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。 导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值来共同决定。当铜箔厚度为50m、宽度为11.5mm时，可通过2A的电流，而温升不会高于3。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0.020.3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线。电源线和地线的走线宽度不小于1mm。,导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。一般情况下，对普通的信号传输导线可设置为0.30.5mm，而对于电源和地线则需要适当加宽。如果电路板上
10、存在高压，则其安全间距一般应不小于2mm。 电路板布线要注意以下问题：电源线和地线尽可能靠近；要为模拟电路专门提供一条地线；为减少线间串扰，必要时可增加导线之间的安全距离；导线宽度不要突变，导线不要突然拐角。 电源线设计的原则：根据电路板上电源线通过电流的大小，应尽量加粗电源线宽度，并减少环路电阻。,地线设计的原则如下。 数字地与模拟地分开，若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高频元器件周围尽量用栅格状大面积地线铜箔。 接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则由于地线的公共阻抗引入的干扰将会很大，接地电位随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将接地线加粗，使它能通过3倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在23mm以上。 接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制板，其接地线布成闭环路大多能提高抗噪声能力。,8.9巩固练习,本章介绍“指示灯显示电路”的电路板布线时，较为详细地介绍了一种交互式的布线方法。因此，本节不再介绍布线的方法，而是介绍两种电路板设计过程中十分有用的技巧，即利用全局编辑功能隐藏电路板上所有元器件的参数和修改元器件序号的大小。,
