POWERPCB设计规范和使用技巧

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POWERPCB设计规范和使用技巧
POWERPCB 设计规范　　一、概述　　本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项，为一个工作组的设计人员提供设计规范，方便设计人员之间进行交流和相互检查。　　二、设计流程　　PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤。　　 1、网表输入　　网表输入有两种方法，一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能，选择Send 　　Netlist，应用OLE功能，可以随时保持原理图和PCB图的一致，尽量减少出错的可能。另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表，选择 File->Import，将原理图生成的网表输入进来。　　2、规则设置　　如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话，就不用再进行设置这些规则了，因为输入网表时，设计规则已随网表输入进PowerPCB了。如果修改了设计规则，必须同步原理图，保证原理图和PCB的一致。除了设计规则和层定义外，还有一些规则需要设置，比如Pad 　　Stacks，需要修改标准过孔的大小。如果设计者新建了一个焊盘或过孔，一定要加上Layer 25。　　注意：　　PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件，名称为Default.stp，网表输入进来以后，按照设计的实际情况，把电源网络和地分配给电源层和地层，并设置其它高级规则。在所有的规则都设置好以后，在PowerLogic中，使用OLE 　　PowerPCB Connection的Rules From PCB功能，更新原理图中的规则设置，保证原理图和PCB图的规则一致。　　3、元器件布局　　网表输入以后，所有的元器件都会放在工作区的零点，重叠在一起，下一步的工作就是把这些元器件分开，按照一些规则摆放整齐，即元器件布局。PowerPCB提供了两种方法，手工布局和自动布局。　　手工布局　　 1. 工具印制板的结构尺寸画出板边（Board Outline）。　　2. 将元器件分散（Disperse Components），元器件会排列在板边的周围。　　3. 把元器件一个一个地移动、旋转，放到板边以内，按照一定的规则摆放整齐。　　自动布局　　PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局，但对大多数的设计来说，效果并不理想，不推荐使用。　　注意事项　　a. 布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起　　b. 数字器件和模拟器件要分开，尽量远离　　c. 去耦电容尽量靠近器件的VCC 　　d. 放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集　　e. 多使用软件提供的Array和Union功能，提高布局的效率　　4、布线　　布线的方式也有两种，手工布线和自动布线。PowerPCB提供的手工布线功能十分强大，包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC），自动布线由 Specctra的布线引擎进行，通常这两种方法配合使用，常用的步骤是手工-自动-手工。　　手工布线　　1. 　　自动布线前，先用手工布一些重要的网络，比如高频时钟、主电源等，这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封装，如 BGA，　　自动布线很难布得有规则，也要用手工布线。　　2. 自动布线以后，还要用手工布线对PCB的走线进行调整。　　自动布线　　手工布线结束以后，剩下的网络就交给自动布线器来自布。选择 Tools->SPECCTRA，启动Specctra布线器的接口，设置好DO文件，按Continue就启动了Specctra布线器自动布线，结束后如果布通率为100%，那么就可以进行手工调整布线了；如果不到100%，说明布局或手工布线有问题，需要调整布局或手工布线，直至全部布通为止。　　注意事项　　a. 电源线和地线尽量加粗　　b. 去耦电容尽量与VCC直接连接　　c. 设置Specctra的DO文件时，首先添加Protect all wires命令，保护手工布的线不被自动布线器重布　　d. 如果有混合电源层，应该将该层定义为Split/mixed Plane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用PourManager的Plane Connect进行覆铜　　e. 将所有的器件管脚设置为热焊盘方式，做法是将Filter设为Pins，选中所有的管脚，修改属性，在Thermal选项前打勾　　f. 手动布线时把DRC选项打开，使用动态布线（Dynamic Route）　　5、检查　　检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（HighSpeed）和电源层（Plane），这些项目可以选择Tools->VerifyDesign进行。如果设置了高速规则，必须检查，否则可以跳过这一项。检查出错误，必须修改布局和布线。　　注意：　　有些错误可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，检查间距时会出错；另外每次修改过走线和过孔之后，都要重新覆铜一次。　　6、复查　　复查根据“PCB检查表”，内容包括设计规则，层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置；还要重点复查器件布局的合理性，电源、地线网络的走线，高速时钟网络的走线与屏蔽，去耦电容的摆放和连接等。复查不合格，设计者要修改布局和布线，合格之后，复查者和设计者分别签字。　　 7、设计输出　　PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件。打印机可以把PCB分层打印，便于设计者和复查者检查；光绘文件交给制板厂家，生产印制板。光绘文件的输出十分重要，关系到这次设计的成败，下面将着重说明输出光绘文件的注意事项。　　a.需要输出的层有布线层（包括顶层、底层、中间布线层）、电源层（包括VCC层和GND层）、丝印层（包括顶层丝印、底层丝印）、阻焊层（包括顶层阻焊和底层阻焊），另外还要生成钻孔文件（NCDrill）　　b. 如果电源层设置为Split/Mixed，那么在AddDocument窗口的Document项选择Routing，并且每次输出光绘文件之前，都要对 PCB图使用PourManager的Plane Connect进行覆铜；如果设置为CAM 　　Plane，则选择Plane，在设置Layer项的时候，要把Layer25加上，在Layer25层中选择Pads和Vias 　　c. 在设备设置窗口（按Device Setup），将Aperture的值改为199 　　d. 在设置每层的Layer时，将Board Outline选上　　e. 设置丝印层的Layer时，不要选择Part Type，选择顶层（底层）和丝印层的Outline、Text、Line 　　f. 设置阻焊层的Layer时，选择过孔表示过孔上不加阻焊，不选过孔表示家阻焊，视具体情况确定　　g. 生成钻孔文件时，使用PowerPCB的缺省设置，不要作任何改动　　h. 所有光绘文件输出以后，用CAM350打开并打印，由设计者和复查者根据“PCB检查表”检查　　输入“V”试试，这是选择via形式的快捷键～　　先在PAD STACKS中将你要用的VIA式样定制好，然后到Desing Ruels中先定义Default Routing Rules使用小的VIA，再到Net Ruels选中电源的Net，在Routing中定义成大的VIA 敲入“VA”，将VIA Mode设成Automatic,它就会按规则来了　　将左下角的Filter选用Group selector 然后框选要贴的部分按ctrl+c，接下来就是转到要粘的地方粘贴ctrl+v就OK了！　　在灌铜时，各层均需要分别画铜皮框，如果一样的外形，就可以 Copy。画完后现在Tools下的 Pour Manager中的 Flood all 即可。　　对于一过孔（为GND网）或一器件的插脚（为GND网）。现在要同时对顶层和底层的GND铺铜。为什么只允许插脚的单面GND连通所铺的铜？PROTEL中两面均可连接，POWERPCB中怎么解决？　　将setup-prefetences-Thermals-Remove violating Thermal Spokes中的勾去掉看看！右键Select Shapes选取任一层铜皮的外框，然后点点Tab键看看，或者右键的cycle! 　　GND层应该是设为CAM PLANE,CAM PLANE显示的电源、地层的是负片。和正片显示方式刚好相反！　　CAM PLANE和Split/Mixe都可用来设为地或电源层，CAMPLANE是负片，里面不能走线，但Split/Mixe是正片，里面可以有走线，可以灌铜。　　1、布局。精心调整布局，一般用三天左右的时间。　　2、手工布电源。　　3、手工布时钟线。　　4、手工布模拟信号线。　　5、手工布差分信号。　　6、指定区域对总线进行自动布线　　7、全局自动布线　　8、手工布通残余的网络（如果自动布线无法达到100%的话）　　9、手工修饰一些多余的过孔（自动布线就是会打过孔）　　10、电器交验，并调整错误　　POWERPCB使用技巧　　1、在setup/layer definition中把需要定义为地或电源层相应层定义为CAM PLANE。　　2、并在layer thinkness中输入你的层叠的结构，比如各层的厚度、板材的介电常数等。　　通过以上的设置，选定某一根网络并按CTRL+Q，就可以看到该网络相关的特性阻抗、延时等　　快速删除已经定义的地或电源铜皮框的方法：　　第一步：将要删除的铜皮框移出板外。　　第二步：对移出板外的铜皮框重新进行灌水。　　第三步：将铜皮框的网络重新定义为none，然后删除。　　提示：如果用powerpcb4.01，那么删除铜皮的速度是比较快的　　对于大型的 pcb板几分钟就可以删除了，如果不用以上方法可以需要几个小时。　　关于在powerpcb中会速绕线的方法：　　第一步：在 setup/preferences面板的design下的miters中设置为arc，且ratio为3.5。　　第二步：布直角的线。　　第三步：选中该线，右击鼠标，选中add miters命令即可很快画出绕线。　　powerpcb4.0中应该注意的一个问题：　　一般情况下，产品的外框均是通过*.dxf的文件导入。但是 pcb文件导入*.dxf文件后很容易出现数据库错误，给以后的设计买下祸根。好的处理办法是：把*.dxf文件导入一个新的pcb文件中，然后从这个 pcb文件中copy所需的text、line到设计设计的pcb文件中，这样不会破坏设计的pcb文件的数据。　　如果打一个一个的打地过孔，可以这样做：　　1、设置GND网络地走线宽度，比如20mil。　　2、设置走线地结束方式为END VIA。　　3、走线时，按ctrl+鼠标左键就可以快速地打地过孔了。　　如果是打很多很整齐地过孔，可以使用自动布线器blazerouter，自动地打。当然必须设置好规则：　　1、把某一层设置为CAM层，并指定GND网络属性给它。　　2、设置GND网络地走线宽度，比如20mil。　　3、设置好过孔与焊盘地距离，比如13mil。　　4、设置好设计栅格和fanout栅格都为1mil。　　5、然后就可以使用fanout功能进行自动打孔了。　　ddwe：　　首先，覆铜层改为split/mixs；点击智能分割图标，画好覆铜外框，然后点击右健，选择anything的选择模式，光标移到覆铜外框，进行分割；最后进行灌铜！　　michaelpcb：　　选择覆铜模式，画好外框，右健选择shape，选中覆铜外框，属性改为 gnd，flood即可；最后还要删除孤岛。　　注意：在画外框之前，必须把该层改为split/mixe，否则不能选中！接下来的操作和前面介绍一样。　　最后多说一句，显示覆铜外框必须在preferences->split/mixed plane->mixed plane display中设置。　　1.在覆铜时，copper、copper pour、plane aera、auto separate有什么不同？　　copper：铜皮　　copper pour：快速覆铜　　plane aera：智能覆铜/电源、地覆铜（使用时必须在layer setup中定义层为split/mixe，方可使用）　　auto separate：智能分割（画好智能覆铜框后，如果有多个网络，用此项功能模块进行分割）　　2.分割用2D line吗？　　在负向中可以使用，不过不够安全。　　3.灌铜是选flood，还是tools->pout manager? 　　flood：是选中覆铜框，覆铜。　　pout manager：是对所有的覆铜进行操作。　　先画好小覆铜区，并覆铜；然后才能画大覆铜区覆铜！　　请教：POWERPCB如何能象PROTEL99那样一次性更改所有相同的或所有的REF或TXT文字的大小，还有，怎么更改一个VIA的大小而不影响其他VIA的大小。这功能POWERPCB真不如 PROTEL99SE. 　　可以通过鼠标右键选择“Document”，然后就可以选中所需要的ref或文字了。如果要更改一个Via的大小，需要新建一种类型的Via。

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