PCB走线总结.doc

PCB走线总结： 元件布局基本规则 1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开。 2.遵照“先大后小，先难后易”等的布置原则，即重要的单元电路、核心元器件应当优先布局。 3.布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元器件。 4.布局应该尽量满足以下要求：总的连线尽可能短，关键信号线最短；高电压、大电流信号与小电流、低电压的弱信号完全分开；模拟信号与数字信号分开；高频信号与低频信号分开；高频元器件的间隔要充分。 5.相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局。 6.器件布局栅格的设置，一般IC器件布局时，栅格应为50-100mil、小型表面安装器件，如表面贴装元件布局时，栅格设置应不少于25mil. 7.同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向防止同一种类型的有极性分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。 8.IC去耦电容的布局要尽量靠近IC的电源管脚，并使之与电源和地之间形成的回路最短。 9.元件布局时，应适当考虑使用同一种电源的器件尽量放在一起，以便于将来的电源分割。 10.用于阻抗匹配目的阻容器件的布局，要根据其属性合理布置。串联匹配电阻的布局要靠近该信号的驱动端，距离一般不超过500mil。匹配电阻、电容的布局一定要分清信号的源端和终端，对于多负载的终端匹配一定要在信号的最远端匹配。 11.表面贴装器件（SMD）相互间距离要大于0.7mm。 12.表面贴装器件焊盘外侧同相邻插件外形边缘距离要大于2mm。 13.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。 14. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。 15. 元器件的外侧距板边的距离为5mm。 16.BGA与相邻元件的距离5mm。有压接件的PCB，压接的接插件周围5mm内不能有插装元器件，在焊接面其周围5mm内也不能有贴装元器件。 17. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。 18. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布。 19. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。 20.贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过。 21.贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致。 22.有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致。 PCB布线规则 1、画定布线区域距PCB板边1mm的区域内，以及安装孔周围1mm内，禁止布线。 2、电源线尽可能的宽，不应低于18mil；信号线宽不应低于12mil；cpu入出线不应低于10mil（或8mil）；线间距不低于10mil。 3、正常过孔不低于30mil。 4、 注意电源线与地线应尽可能呈放射状，以及信号线不能出现回环走线。 5、地线回路规则： 环路最小规则，即信号线与其回路构成的环面积要尽可能小，环面积越小，对外的辐射越少，接收外界的干扰也越小。实例如下图所示： 6、串扰控制 串扰是指PCB上不同网络之间因较长的平行布线引起的相互干扰，主要是由于平行线间的分布电容和分布电感的作用。克服串扰的主要措施是： 加大平行布线的间距，遵循3W规则。 在平行线间插入接地的隔离线。减小布线层与地平面的距离。 7、走线的方向控制规则： 相邻层的走线方向成正交结构。避免将不同的信号线在相邻层走成同一方向，以减少不必要的层间串扰；当由于板结构限制年已避免出现该情况，特别是信号速率较高时，应考虑用地平面隔离各布线层，用地信号线隔离各信号线。作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。 8、走线的开环检查规则： 一般不允许出现一端浮空的布线，主要是为了避免产生“天线效应”，减少不必要的干扰辐射和接收，否则可能带来不可预知的结果。 9、阻抗匹配检查规则： 同一网络的布线宽度应保持一致，线宽的变化会造成线路特性阻抗的不均匀，当传输的速度较高时会产生反射，在设计中应该尽量避免这种情况。在某些条件下，如接插件引出线，BGA封装的引出线类似的结构时，可能无法避免线宽的变化，应该尽量减少中间不一致部分的有效长度。 10、走线闭环检查规则: 防止信号线在不同层之间形成自环。在多层板设计中容易发生此类问题，自环将引起辐射干扰。如下图所示： 11、走线的分枝长度控制规则： 尽量控制分枝的长度，一般的要求是Tdelay 走线和地n 第二层(内层) - 走线和电源层n 第三层(内层) -完整的地层(可能有模拟地和数字地)n 第四层(底层) - 走线和地说明:第二层和第三层可以互换,根据主要元件的布局层面确定.其紧邻层为地.n 6层定义n 第一层(顶层) - 走线和地n 第二层(内层) - 走线和电源层n 第三层(内层) - 信号n 第四层(内层) - 信号n 第五层(内层) - 完整的地层n 第六层(底层) - 走线和地说明:第二层和第五层可以互换,根据主要元件的布局层面确定.其紧邻层为地.l 地层 用过孔创建一个地环在PCB的周围。 使用的最小的过孔是0.254mm。建议使用0.3mm的过孔。 每一个过孔的间距在1.27mm到2.5mm之间。尽可能的用通孔在每层每边都有。如图（一）图（一）l 电源层 分割电源层达到分配每个独立的电源. 独立的电源如下:1、提供给DSP内核和模拟电源部分。2、提供给数字I/O口和外围设备。3、2_8V 和 VDD18(提供给摄像头电源)该两路电源的纯度是获得好的图像质量的保证. PCB走线如果可能的话,信号走线使用6mil, 走线间距使用6mil. 放置0.1uF的退耦电容在对应的DSP电源脚上,并尽可能的靠近.它的走线尽可能的粗.电源正极的走线最少要0.8mm,并尽可能的走在电源层上.因为电源上承载着大的电流.使用粗的走线能有助于电池的寿命和DC/DC转换的上电驱动以及降低纹波噪声.连接电池的正负极,最好使用3个以上的过孔,其中负极直接连到地层上.一个内层全部是整个地层。 DC/DC转换器放置10uH的功率的电感在DC/DC的输出SW脚,并尽可能的靠近SW脚.并且尽可能的走线最少是0.6mm.一个好的建议是把DC/DC芯片跟功率电感尽可能的放在PCB的同一边.如果它们不在PCB的同一边的话.需要使用多个过孔连接功率电感到SW脚.DC/DC转换器的电源输入端的电源滤波电容最好是钽电容.当DC/DC芯片被使用,钽电容的值建议使用4.7uF或者是10uF.或者使用一个ESR值低的电容.而且功率电感的输出端最好连接0.1uF和10uF的电容.这些电容尽可能的靠近,并离DC/DC IC的输出端最多4mm远.被放置的0.1uF的退耦电容最好放在10uF的电容的前面. 模拟地和数字地模拟地和数字地最好被分开, 通过电感或0 欧电阻连接，如果板太小无法分割模拟和数字地，可以直接相连，但是要考虑数字信号的地回路不要影响到模拟部分。为了帮助提高模拟部分质量各自走自己的地环路.这样是避免模拟部分从数字地耦合数字信号.特别是对音频地和SENSOR的地.闪光灯的地：FGNDFGND请不铺铜，且此网络最好与其它的元件、网络保持3MM以上.高压网络也是如此。 所有Audio部分的走线尽可能的宽。音频输出的所有元器件应该尽可能靠近耳机插座.建议把这些与音频有关的元器件和走线放在一起,并尽可能的与系统音频输出在PCB的同一部分.尽量避免从其他的信号耦合噪声.音频输出走线的宽度不少于0.254mm的宽度。耳机布局走音频信号线应该远离NAND Flash的数据线和控制线以及高频信号,也要远离晶振电路.如果音频信号线走线离这些信号线太近就会影响音频的质量. （备注：上图中的音频器件应该都放在一起，并与音频输入、输出的插座尽可能的靠近。走线尽量的宽。避免过孔，避免跨越数字和模拟地。Audio部分的地环路不允许有多路返回和环状回路。）AUDC_VREFADC, AUDC_VREFDAC, AUDC_VCM信号的滤波钽电容10uF和瓷片电容0.1uF尽量靠近主控IC附近.其走线需要远离高频数字信号。如SDRAM,NAND FLASH的数据线,地址线和控制线。 麦克风走声音输入信号线应该远离NAND Flash的数据线和控制线以及高频信号,也要远离晶振电路.如果MIC输入信号走线离这些信号线太近就会影响音频输入的质量.走MICBIAS模拟线应该远离DC/DC的功率电感,数字信号线,控制线和晶振电路.放置滤波器件尽可能的靠近麦克风. MIC输入信号与MICBIAS电源信号需要隔开距离. 避免相互干扰.最好对MIC输入信号做包地处理.麦克风的地线应该分开数字地线.避免耦合数字噪声. Line in 方面的考虑 Line in的输入耳机插座的信号线应该放置分离电阻在它的的输入端.保护芯片避免因为输入信号的冲击损坏芯片.与Line in有关的元器件也应该尽可能的放置在一起.地线也与数字地线分开. Sensor方面的考虑Sensor的供电要求很稳定且纯的2.8V和1.8V的电源.所以,建议LDO和大容值的胆电容被使用在该电源部分. Sensor的模拟地要求独立的地环.以避免从大地受到干扰噪声.这里特别注明一下：SENSOR地的设计：SENSOR地它又分为两部分地：一、SDGND 二、SAGND（这网络特别重要）SAGND走线越粗越好，且此地要单接点到GND,如下图： USB方面的考虑 USB的差分信号线保持平行走线,以达到90 ohm的差分阻抗.由于PCB和走线的因素这样的平行走线的要求是很难达到的.为了避免这样的偏差尽可能的减少.建议走线宽度不少于0.254mm,差分信号线的间距不少于0.254mm.这样尽可能的接近90 ohm的差分阻抗. 高速的USB 为了获得理想的信号质量建议高速USB的差分信号线与其他的信号线的间距最好是0.5mm以上.这样有助于避免交互干扰.另一种选择达到90 ohm的差分阻抗的方法.可以在USB的差分信号线对加上6pF到地.因为有些设计需要这些,但是当有些PCB设计达不到90 ohm的差分阻抗就需要这些.PCB布局时,这些焊盘需要保留在需要的时候. D+、D- 的线宽跟线距为9mil ,这两个信号线旁不可以铺铜，应该将地裸空。如下图： 一些较差的USB走线一些很普通的较差的USB走线是USB走线使用了过多的过孔.跨越电源和地线的分割层.USB的信号对的两边地线不对称.不平行的信号对和过多的过孔将会引起阻抗的不连续这样会导致较差的信号质量. SDRAM部分走线考虑1 SDRAM时钟信号 时钟信号频率较高，为避免传输线效应，按照工作频率达到或超过75MHz时布线长度应在1000mil以内的原则及为避免与相邻信号产生串扰，走线长度不超过1100mil，线宽10mil，与其他外部信号间距20mil。最好包地。2 地址、片选及其它控制信号：线宽5mil，同类型控制信号间距10mil，与其他外部信号间距20mil，过孔尽量少,最好在2个以内。与时钟信号做等长度走线处理。3 SDRAM数据线：线宽5mil，同类型数据信号间距5mil，与其他外部信号间距10mil，尽量在同一层布线，数据线与时钟线的线长做等长度走线处理。 ESD方面的考虑1、 要求有好的ESD的PCB设计建议使用6层的PCB设计,并有独立的电源层和地层.所有的元器件的地盘都应该连接到大地的地环盘.磁珠也应该连接到每个信号线和外围设备之间.压敏电阻也应该加到USB的各个信号线,音频信号线和按键的信号线到地.按键和开关尽量使用绝缘体的元器件.USB插座应该被非导体的胶体盖住.如果金属或者导体被使用的话,应该设计让静电电流均匀的分布在PCB板的四周.按键和开关与PCB间的空气的空隙尽可能的小.避免使用有金属外环的耳机插座.2、 有关复位电路部分。在复位脚与大地之间串接68pF的陶瓷滤波电容。复位电路部分的所有元器件应该尽可能的都靠近芯片的复位脚。复位走线尽量的短。如果走线长的话要走中间层。如下图所示 3、 在对PCB放静电时，为了更多的大地分布电荷。就需要在PCB的周围尽可能多的设置地VIA是非常有帮助的。4、 对USB_VDD33和VDD33的LDO的NC脚上都跨接0.01uF的滤波电容到地。滤除静电对电源的瞬间的影响。5、 芯片code 电源网络是芯片核心电源的抗静电的稳定性。需要增加68pF和0.01uF的陶瓷电容到地。并尽可能的靠近芯片的管脚。6、 尽可能的加大地的面积。并尽可能让地层完整。整机的电源走线要求尽量粗而短。电源与地的回路要尽量的小。只有这样才能保证静电很快的被释放掉。7、 晶振外壳要接地.USB外壳与DGND经过0.1uF电容连接.靠近USB附近的DGND尽量多打过孔。 EMI方面的考虑 放置0.1uF的滤波电容在各自对应的电源脚上. 放置10uH的DC/DC功率电感尽可能的靠近DC/DC转换器的SW脚,并使用有磁环包裹的功率电感.这有助于抑止DC/DC转换的高次谐波的噪声.放置0.1uF和10uF的滤波的电容,并尽可能靠近功率电感的输出端.数字信号线尽量走在内层.时钟信号线的走线尽量的短.一些EMI器件在必要的时候可以加在重要的信号线上.补充说明部分:1 、Audio 部分的 “ AUD_SCLK ”网络线不要与音频输出网络走线靠近。并且音频输出网络线与其他信号线远离。有可能的话用GND隔离其他网络线。2 、I2C_SCLK和I2C_SDA尽量的等长,平行的走线。并远离其他时钟，复位和模拟网络。Bad Layout：（图中绿色线为I2C_SCLK和I2C_SDA）Good Layout：3 、大电流的电源网络要用至少23个VIA过孔。有大电流流过的地线也要用至少23个VIA过孔。4、PHONE_R、PHONE_L 绝对不能平行紧贴着走线，否则有可能发生rosstalk。同理，LINEIN_R、LINEIN_L 也一样。Bad Layout：Good Layout：5、Audio 的信号跟信号之间最好能铺地信号。6、GND Layer 最好是靠近放置IC 的 Layer 。7、在 Placement 时，需同时考虑 Power 与 GND 的布局，可否能够形成一片完整的区块。应避免区块变成狭长形，影响到信号品质。Bad Layout：Good Layout：以上两图分析：A、Bad Layout 的GND Layer 有些铺铜的地方太过狭小，对信号来说并没有太大的帮助，而且有太多狭长型区块产生。Good Layout 的GND Layer 较完整。B、Bad Layout 的AGND、DGND 大小不够平均。Good Layout 的AGND、DGND 较平均。8、DGND 跟AGND 的铜箔大小要相近，以免影响到信号品质。9、Power 线要加粗。By Pass 电容尽量放置在IC 附近。布设Power 线路时，尽量将同一种电源放置在附近，如此一来有助于铺铜方便，也可使铜箔区域成为一个完整形状。10、Bead 最好能横跨在两种不同Power 或GND 的中间，在铺铜时可利用Bead 当分界点11、摆放零件时，尽量将同一个区域的电路放在一起，可方便Layout，以及方便寻找零件。摆放NandFlash 和SDRAM时，旁边最好能够预留足够空间摆放NandFlash 和SDRAM电源的滤波电容。12、FM模块走线：(a)FM模块应尽量靠近耳机接口。(b)FM模块音频信号输出线两各走一根地线包走来。(c)FM下面应尽少走线，不走高频线。(d)FM模块电源脚滤波电容应尽可能靠近。13、晶振电路走线 ：(a)连到晶振输入/输出端(如XCLKIN、XCLKOUT)的走线尽量短，以减少噪声干扰及分布电容对Crystal的影响。(b)如有可能，晶振外壳接地。(c)晶振电路的电容应尽量靠近晶振。(d)远离一些易干扰的信号线。14、音频功放IC的音频输入信号其走线需要远离高频数字信号。如SDRAM,NAND FLASH的数据线,地址线和控制线。15、TV OUT输出信号其走线也需要远离高频数字信号。如SDRAM,NAND FLASH的数据线,地址线和控制线。 SENSOR PCB做板事项SENSOR的封装有很多种，如CSP2、PLCC、PLCS等，一般封装为BGA（CSP2）在布板时，PCB封装里面不能打过孔且做板时需要喷黑油。 这些动作是为避免PCB板漏光而使图像有亮点。 1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线电源线信号线，通常信号线宽为：0.20.3mm,最细宽度可达0.050.07mm,电源线为1.22.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板，电源，地线各占用一层。2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。3、信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：焊接需要大功率加热器。容易造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。5、布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定门孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。6、设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面： 线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。 对一些不理想的线形进行修改。 在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。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。2、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.2.1 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。2.2 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。2.3 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。2.3.1 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。2.3.2 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。2.3.3 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VCCd. 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2.4 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。2.4.1 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。2.4.2 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。2.4.3 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Pour Manager的PlaneConnect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）2.5 检查 检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（High Speed）和电源层（Plane），这些项目可以选择Tools-Verify Design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。2.6 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。2.7 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（NC Drill） b. 如果电源层设置为Split/Mixed，那么在Add Document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Pour Manager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Viasc. 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、Linef. 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”检查过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两种过孔。以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，见下图。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。 二、过孔的寄生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为,则过孔的寄生电容大小近似于： C=1.41TD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升时间，降低了电路的速度。举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil的过孔，焊盘与地铺铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，这部分电容引起的上升时间变化量为：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层间的切换，设计者还是要慎重考虑的。三、过孔的寄生电感 同样，过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的公式来简单地计算一个过孔近似的寄生电感：L=5.08hln(4h/d)+1其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=5.08x0.050ln(4x0.050/0.010)+1=1.015nH 。如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=L/T10-90=3.19。这样的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的寄生电感就会成倍增加。四、高速PCB中的过孔设计 通过上面对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的过 孔往往也会给电路的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：1、从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。比如对6-10层的内 存模块PCB设计来说，选用10/20Mil（钻孔/焊盘）的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使用8/18Mil的过孔。目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了。对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。2、上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄 生参数。3、PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会 导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗，以减少阻抗。5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当然，在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况，也有的时候，我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。特别是在过孔密度非常大的情况下，可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽，解决这样的问题除了移动过孔的位置，我们还可以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小。