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AD提供了很方便的交互式布局与布线的功能,在我们设计原理图时,最好就开始构思PCB的布局。这样,我们在进行PCB布局时,可以利用原理图与PCB的“Tools”-“Cross Select Mode”,从大量元器件中快速选出相关联的或者需要几种摆放的元器件。
这样我们可以将一张原理图中的元件快速筛选出来并进行初步布局。
当时用层次化原理图时,默认会为每张原理图生成一个Room,同一张原理中的元件会在同一个Room中。这时候,我们可以直接在PCB编辑器中,使用:“Tools”-““Component Placement”-“Arrange Within Room”,光标变成十字单击对应的Room。
软件会对这个Room中的元件进行快速自动布局。
通过这两部操作后,我们可以将复杂的电路元件,在PCB编辑器中快速的分区放置。以加快后期手动布局。
在进行完快速自动布局后,我们需要对布局进行手动优化,细化调整各类元件的位置和方向等。
也可以右击击工具栏的对齐工具,选择合适的命令执行。
首先选中所有的要进行调整的文字,可以选中一个,然后右击使用“Find Similar Objects”快速选出具有相同属性的对象(在这里选中的是Designator)。
可以设置“Designator”和“Comment”的位置。
“Align Horizontal Centers”:水平中心对称分布
规则设置可以说是PCB设计过程中非常重要的一步,如果我们在设计之初就对规则进行了合理的设置,那它将非常有利于提高后期自动布线的效率和效果。
以AISkyLab-STM32F103CxT6.PrjPcb为例。在完成布局的PCB编辑器内,执行:“Design”-“Rules”,打开规则设置对话框。
其中红线框内的为我们通常需要设置的一部分规则。这些规则如果设置不合适,在完成布线进行DRC检查时,通常会出现一堆错误,让新手不知所措。
这部分参数的设置,通常需要我们结合实际加工厂的制造工艺进行设置。比如下面总结了常用的几家厂家加工工艺说明:
规则分类共有10个大类,在左侧的列表中,我们可以看到。
这类规则主要针对具有电气特性的对象,用于系统的DRC(电气规则检查)功能。
A. “Clearance”-安全间距规则:
这里可以设置导线,焊盘,过孔,铜箔等对象之间的间距。
这些规则主要用于设置布线过程中的布线规则,如布线宽度,布线优先级,布线拓扑结构等8种布线规则。
A. “Width(走线宽度规则)”:
主要用于设置表面贴装元器件的走线规则。主要包括:
主要用于阻焊层铺设的尺寸规则,主要用于Output Gerneration(输出阶段)。系统提供了“Top Paste”(顶层锡膏保护层)、“Bottom Paste”(顶层锡膏保护层)、”Top Solder”(顶层阻焊层)、”Bottom Solder”(底层阻焊层)
B. Paste Mask Expansion
主要用于设置中间电源层的走线与连接规则。
“Power Plane Connect Style(电源层连接规则)”:
“Power Plane Clearance(电源层安全间距规则)”:
“Polygon Connect Style(焊盘与多边形覆铜区域的连接方式规则)”:
主要用于设置测试点布线规则,主要包括装配测试点和装配测试点使用规则。
这里的规则需要根据PCB制作工艺来设置有关参数。主要用在在线DRC和批处理DRC执行过程中。主要有9种。
Minimum Annular Ring(最小环孔限制):
Acute Angle(锐角限制规则):
Hole Size(钻孔尺寸规则):
Layer Pairs(工作层对规则):
Hole To Hole Clearance(钻孔间距规则):
Minimum Solder Mask Sliver(最小阻焊条规则):
Silk To Solder Mask Clearance(丝印与阻焊层间距规则):
Silk To Silk Clearance(丝印间距规则)
Net Antennae(天线规则):
Board Outline Clearance(电路板轮廓间隙)
该类规则主要用于设置高速信号布线规则,主要由6大类。
该部分内容将在后面结合高速布线的实例项目进行介绍。
这部分规则主要用于设置元器件布局规则。一般只用在对元器件布局有严格要求的场合中使用。
3.10. “Signal Intergrity(信号完整性规则)”类:
这部分规则主要用于设置信号完整性要求的规则,比如:信号上升沿,信号下降沿,信号过冲约束等等。默认没有规则,需要根据项目要求手动创建。
布局和规则设置完成后,就可以进行PCB的布线了。我们可以借助软件的自动布线功能对要求不高的部分进行自动布线。对关键信号和重要信号以及其他特殊的走线进行手动布线。
设置自动布线的策略,“Route”-“Setup”。
弹出策略设置对话框:
在“Routing Strategies”中设置已有的或者添加新的自动布线策略。默认有5种布线策略可以选择。
点击“Add”可以添加自己定义的布线策略。如下图:
布线策略这只完成,就可以根据需要,进行自动布线。比如
比如本例,执行All后,软件会进行自动布线,并在“Message”中显示布线提示:
经过初步自动布线的电路,我们需要根据项目的特殊性,对电路板进行手动布局的优化。
手动布线需要多加练习和总结技巧,经常总结布线技巧,积累经验,能够在以后的项目中不断提高自己的布线水平。
完成所有布线后,应进行泪滴添加和覆铜处理。
泪滴的添加:
“Tools”-“Teardrops”,弹出泪滴参数设置对话框:
点击“OK”,既可以执行添加泪滴。
泪滴添加完成后再进行覆铜处理。右击鼠标,“Place”-“Polygon Pour…”(快捷键P+G)
在需要的位置绘制多边形覆铜。
注意设置覆铜的属性:
在“Properties”中,应添加覆铜所属于的Net。
填充模式有三个按钮: Solid(实体填充)、Hatched(网状填充)、None(外边框,内部中空)。
还要注意其中一个下拉列表中有:
我通常选择第二项:“Pour Over All Same Net Objects”。
而且,需要勾选去除死铜选项(Remove Dead Copper)。
我们设计PCB,进行布线时是在2维视图下操作的。但我们在设计过程中,可以随时切换到3D视图界面,查看电路板的3D仿真设计情况。只需要按键盘上的数字键3即可。(或者在菜单栏“View”-2D Layout Mode/3D Layout Mode之间切换)

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