1、第第8章章 印制印制电路板的布线设计电路板的布线设计8.1 放置布线工具8.1.1 放置焊盘8.1.2 放置导线8.1.3 放置圆及圆弧导线8.1.4 放置过孔8.1.5 放置矩形填充8.1.6 放置敷铜8.1.7 放置直线8.1.8 放置字符串8.1.9 放置位置坐标8.1.10 放置尺寸标注8.1.11 放置元器件封装8.2 自动布线规则设置8.2.1 电气规则设置8.2.2 布线规则设置8.2.3 导线宽度规则及优先级的设置8.2.4 布线拓扑子规则设置8.2.5 布线优先级子规则设置8.2.6 布线层子规则设置8.2.7 布线拐角子规则设置8.2.8 过孔子规则设置8.2.9 扇出布线
2、子规则设置8.2.10 差分对布线子规则设置8.2.11 规则设置向导8.3 自动布线策略设置8.4 PCB自动布线8.5 手动调整布线8.6 补泪滴8.7 思考与练习8.1 放置布线工具放置布线工具把所有的工作全部交给Altium Designer系统来自行完成是不现实的。绝大多数情况下，设计者还需要手工完成布局、放置、布线、调整等操作。在PCB板上放置元器件、导线、焊盘、字符串等等图元是开展PCB设计需要掌握的最基本技能。Altium Designer为用户提供了丰富的图元放置和调整工具，如放置导线、焊盘、过孔、字符串、尺寸标注，或者绘制直线、圆弧等，这些操作可通过使用前面所讲过的【布线】
3、工具栏和【实用工具】栏所提供的快捷操作或命令完成。此外，还可以使用【放置】菜单进行图元放置。显然，这种方式效率较低。8.1.1 放置放置焊盘焊盘【例8-1】放置焊盘操作。（1）在PCB设计环境中，执行【放置】/【焊盘】命令，此时光标变成十字型，并带有一个焊盘。（2）移动光标到PCB板的合适位置，单击鼠标即可完成放置。此时PCB编辑器仍处于放置焊盘的命令状态，移动到新的位置，可进行连续放置，如图所示。8.1.2 放置放置导线导线1.导线的放置【例8-2】导线的放置。2.导线的属性设置8.1.3 放置放置圆及圆弧导线圆及圆弧导线圆弧可以作为特殊形状的导线布置在信号层，也可以用来定义边界或绘制一些特
4、殊图形。在PCB编辑器中，系统为用户提供了如图所示4种放置圆及圆弧的方法，分别是：n中心法放置圆弧n边沿法放置90圆弧n放置任意角度圆弧n放置圆环【例8-3】边沿法绘制圆弧。8.1.3 放置放置圆及圆弧导线圆及圆弧导线8.1.4 放置放置过孔过孔【例8-4】放置过孔操作（1）执行【放置】/【过孔】命令，此时光标变成十字型，并带有一个过孔，移动光标到合适位置处，单击鼠标即可完成放置。（2）双击所放置的过孔，或者在放置过程中按Tab键，可以打开如图所示的【过孔】属性对话框。8.1.5 放置放置矩形填充矩形填充【例8-5】放置矩形填充。8.1.6 放置放置敷铜敷铜【例8-6】放置敷铜8.1.7 放置
5、放置直线直线这里的直线，我们一般多指与电气网络无关的线，可以放置在不同的工作层面，例如在机械层绘制PCB板的外形轮廓，在禁止布线层绘制电气边界，在丝印层绘制说明图形等。执行【放置】/【走线】命令，都可以开始直线的放置操作，具体过程以及属性的设置与上面介绍的导线基本相同。8.1.8 放置放置字符串字符串【例8-7】放置字符串。1）执行【放置】/【字符串】命令，光标变成十字型，并带有一个“String”的字符串，如图所示。8.1.9 放置放置位置坐标位置坐标执行【放置】/【坐标】命令，此时光标变成十字型，并带有一个位置坐标，随光标的移动而变化，移动光标到需要放置坐标的位置，单击鼠标即可进行放置，如
6、图所示。8.1.10 放置放置尺寸标注尺寸标注【例8-8】放置直线尺寸标注8.1.11 放置放置元器件封装元器件封装【例8-9】放置元件封装8.2 自动布线规则设置自动布线规则设置自动布线的规则设置是在Altium Designer的PCB编辑器中，执行【设计】/【规则】命令，即可打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗。也可以在PCB设计环境中单击鼠标右键，选择【设计】/【规则】，打开【PCB规则及约束编辑器】对话窗，如图所示。8.2.1 电气电气规则设置规则设置1.电气规则设置 打开【PCB规则及约束编辑器】对话框，在左边窗口中，单击【Electrical】前面的“+”符号，可以看到需要设置的
7、电气子规则有4项，如图所示。1.“Clearance”（安全间距）子规则 【Clearance】规则主要用来设置PCB板设计中导线、焊盘、过孔以及敷铜等导电对象之间的最小安全间隔。8.2.1 电气电气规则设置规则设置2.“Short-Circuit”（短路）子规则 【Short-Circuit】规则主要用于设置PCB板上的不同网络间的导线是否允许短路。3.“Un-Routed Net”（未布线网络）子规则 【Un-Routed Net】规则主要用于检查PCB板中用户指定范围内的网络是否自动布线成功，对于没有布通或者未布线的网络，将使其仍保持飞线连接状态。8.2.1 电气电气规则设置规则设置4.
8、“Un-Connected Pin”（未连接引脚）子规则 【Un-Connected Pin】规则主要用于检查指定范围内的元件引脚是否均已连接到网络，对于未连接的引脚，给予警告提示，显示为高亮状态。8.2.2 布线规则设置布线规则设置单击【Routing】前面的“+”符号，展开布线规则，可以看到有8项子规则，如图所示。8.2.3 导线宽度导线宽度规则规则及优先级的及优先级的设置设置【例8-10】导线宽度规则及优先级的设置实例：定义2个导线宽度规则，一个适用于整个PCB，另一个则适用于电源网络和接地网络。8.2.4 布线布线拓扑子拓扑子规则设置规则设置【Routing Topology】（布线拓
9、扑）规则主要用于设置自动布线时导线的拓扑网络逻辑。8.2.5 布线布线优先级子优先级子规则设置规则设置【Routing Priority】（布线优先级）规则主要用于设置PCB网络表中布通网络布线的先后顺序，设定完毕后，优先级别高的网络先进行布线，优先级别低的网络后进行布线，规则设置窗口如图所示。8.2.6 布线布线层子层子规则设置规则设置【Routing Layers】（布线层）规则主要用于设置在自动布线过程中允许进行布线的工作层，一般情况下用在多层板中，规则设置窗口如图所示。8.2.7 布线布线拐角子拐角子规则设置规则设置【Routing Corners】（布线拐角）规则主要用于设置自动布线
10、时的导线拐角模式，通常的情况下，为了提高PCB板的电气性能，在PCB布板时应尽量减少“直角导线”的存在，这个规则的设置窗口如图所示。8.2.8 过孔子过孔子规则设置规则设置【Routing Via Style】（过孔）规则主要用于设置自动布线时采用的过孔尺寸，设置窗口如图所示。8.2.9 扇出扇出布线布线子子规则设置规则设置如图所示，是【Fanout_BGA】规则的设置窗口。8.2.10 差分对差分对布线布线子子规则设置规则设置【Differential Pairs Routing】(差分对布线)规则主要用于对一组差分对设置相应的参数，设置窗口如图所示。8.2.11 规则设置规则设置向导向导8
11、.3 自动布线策略设置自动布线策略设置执行【自动布线】/【设置】命令，则打开如图所示【Situs布线策略】窗口。该窗口分为上下两部分，分别是【布线设置报告】窗口和【布线策略】窗口。8.4 PCB自动布线自动布线 自动布线的命令全部集中在【自动布线】子菜单中，如图所示。使用这些命令，设计者可以指定自动布线的不同范围，并且可以控制自动布线的有关进程，如终止、暂停、重置等。8.4 PCB自动布线自动布线1.指定范围的自动布线n【全部】n【网络】n【网络类】n【连接】n【区域】n【Room】n【元件】n【器件类】n【选中对象的连接】n【选择对象之间的连接】2.扇出操作3.自动布线进程控制 在【自动布线
12、】命令栏中，还有如下几个命令，用于控制自动布线的进程。n【停止】：用于终止PCB板的自动布线。n【复位】：重新设置自动布线的规则及参数，并再次开始自动布线。n【Pause】：暂停当前的自动布线。4.全局自动布线 在对电路板设置好自动布线规则、选择好自动布线策略之后，就可以开始自动布线的实际操作了。由上面的菜单命令我们知道，自动布线可以对整个电路板全局进行，也可以只对指定的网络或元件等局部进行。8.5 手动手动调整布线调整布线1.手动调整的内容n修改拐角过多的布线。引脚之间的连线应尽量短是PCB板布线的一项重要原则，而自动布线由于算法的原因，导致布线后的拐角过多，许多连线往往走了不必要的路径。n
13、移动放置不合理的导线。例如：在芯片引脚之间穿过的电源线和地线、在散热器下方放置的导线等，为了避免发生短路，应尽量调整它们的位置。n删除不必要的过孔。自动布线过程中，系统有时会使用过多的过孔来完成布线，而过孔在产生电容的同时，往往也会因加工过程中的毛刺而产生电磁辐射，因此，应尽量减少过孔。2.手工调整的方法 手工调整可以采用系统提供的相关菜单命令，如取消布线命令、清除网络命令等，也可以直接使用一些编辑操作，如选中、删除、复制等。值得一提的是，对于某些不需要删除但需要移动的布线，系统特为设计者提供了拖动时保持角度这一新增功能，以便在拖动现有布线时，能够保持相邻线段的角度，保证布线的质量。8.6 补泪滴补泪滴所谓补泪滴，就是在铜膜导线与焊盘或者过孔交接的位置处，特别地将铜膜导线逐渐加宽的一种操作，由于加宽的铜膜导线形状很像是泪滴，因此该操作常被称为“补泪滴”。如图所示，是与焊盘连接处的导线在补泪滴前后的变化。8.7 思考与练习思考与练习1.概念题（1）敷铜的放置与其他各种图元的放置有何不同？（2）如何设置自动布线中的设计规则？（3）简述自动布线操作步骤。2.操作题（1）新建一个PCB文件，练习使用自动布局和自动布线。（2）对第3章操作题中所绘制的LT1568芯片应用电路原理图，进行PCB布线。
