基于PADSLayout2007软件的PCB布板研究

2009年第11期软件开发与设计信息与电脑China Computer&Communication随着电路设计规模和复杂程度的不断扩大，电子产品的设计周期日益缩短，电路的功能也越来越复杂，一般的EDA软件已不能满足设计要求，本文介绍一款性价比高的软件—PADS Layout 2007，它功能强大，操作简单。

当开始一个新的PCB设计时，通常的设计流程如下：1. 建立PCB板边框打开一个新的PCB空文档，点击下的画PCB板边框。

2. 创建PCB封装PCB封装是元件的物理表示，即提供它的引脚图形。

PCB封装包括元件引脚的各个端点和元件的外框。

打开PCB文档，点Tools/PCB DecalEditor，点下的画元件的引脚，点下的画元件的外框，创建完成后，保存封装并保持库名跟原理图一致。

也可采用对话式的封装引导来建立元件的封装库。

3. 产生网络表，并装入PCB文件中网络表的功能是将原理图文件导入到PCB文件中。

它包括原理图中的各个元件序号、型号、封装等信息，还包括每个网络的名称，网络上包含的元件的连接管脚号码等。

这样，在Layout调用它后，可直接将原理图信息转化为PCB信息。

打开设计完成的原理图，点Tools/Layout Netlist，在Select Sheets列表框中选择电路图页数，在Output Formats栏中选择PADS Layout 2007.0，如果采用低版本布线，可以选择对应的输出格式，生成*.asc的网表文件；打开做好外框的PCB文件，点File/Import，选中上面生成的*.asc文件，点击打开。

这时候可能会出现一些报错，此时需一一解决。

4. PCB元件布局在PCB设计中，布局是指在印制电路板上如何规划及放置电子元件的过程。

合理的布局是PCB设计成功的第一步，布局结果的好坏将直接影响到布线的效果和可制造性。

不恰当的布局可能导致整个设计的失败或生产效率降低。

元器件的放置方向应考虑到布线、装配、焊接和维修的要求；因考虑到实际工作环境及本身发热等，还应考虑散热方面的因素；高速的器件跟外界接口的应尽量靠近连接器；数字电路与模拟电路应尽量分开，最好用地隔开；印制电路板尺寸是否与图纸要求的加工尺寸相符，是否符合PCB制造工艺要求，有无定位标记；元件在二维、三维空间上有无冲突。

5. 定义设计规则和环境参数5.1 定义设计规则5.1.1 设置PCB各层的定义PADS Layout 2007允许定义PCB各层。

包括指定层数，网络分配到一个平面层上、各层的介质定义。

点Setup/Layer Definition，出现Layer Definition对话框，在Electrical Layers里点Modify键入欲设置的层数，四层板输入4就行。

在Layer Definition对话框中，点Thickness进行各层的厚度设置。

5.1.2 设置缺省的安全间距规则安全间距的设定，点Setup/Design Rules/Default/Clearance，这里进行相关的Trace,Via，Pad，SMD，Copper，Text，Board，Drill之间间距的设定。

进行此步设置时最好咨询板厂的工艺能力。

另外还要进行布线线宽的设定。

基于PADS Layout 2007软件的PCB布板研究常春梅 鼎亿数码科技（上海）有限公司，上海 201204摘要：PADS Layout 2007是一个强有力的基于形状化、规则驱动的布局布线工具，它采用了自动和交互式的布线方法，以及先进的目标连接与嵌入自动化功能，有机地集成了前后端的设计工具，包括最终的测试、准备和生产制造过程。

关键词：PCB 封装库；网络表；DRC 模式；光绘文件中图分类号：TP31 文献标识码：A 文章编号：1003-9767(2009)11-0035-02Study PCB layout based on PADS Layout 2007 softwareChang Chunmei, PADS Layout 2007 software, based on PCB layout study, Shanghai, 201204Abstract: PADS Layout 2007 is a powerful shape-based technology, rules-driven layout tool that uses automatic and interactive routing methods, and advanced target Linking and Embedding Automation, organically integrated front-end design tools, including the fi nal testing, preparation and production of the manufacturing process.Keyword: PCB package library; network table; DRC mode; Gerber fi les作者简介：常春梅(1979- )，江苏泰兴人，硬件工程师，长期从事PCB Layout 工作。

2009年第11期软件开发与设计信息与电脑China Computer&Communication5.1.3 设置网络安全间距规则点Setup/Design Rules/Net，出现Nets Rules对话框，滚动网络列表，定位第一个网络，按住Ctrl键同时再选中需要设定的网络。

选择Clearance图标，对选定的这几个网络进行同样的安全间距设定。

在导线宽度区域设置走线红宽。

5.1.4 设置条件规则当在电路中有两个网络除了对应其它目标的规则外还需要说明它们之间的安全间距，这时必须定义条件规则。

条件规则定义一种条件，当两个网络在相互非常近的区域内布线时的条件。

可以对许多层次化的设计规则的元件指定条件规则，条件规则可以在网络、网络和类、类和类、网络和层等等进行定义。

例如设置A网络与B网络的条件规则，点Setup/Design Rules/Conditional Rules，出现Conditional Rules Setup对话框。

在Source rule object中选网络A，在Against rule object中选网络B，点击Create按扭，定义条件规则，新的规则将出现在已经存在的规则设置区域。

在当前的规则设置区域，点击Matrix可以进入到这个规则的安全间距设置，对矩阵进行规则设置。

5.1.5 设置层的显示颜色点Setup/Display Colors，Display Colors Setup对话框出现，对线、丝印等的颜色都可定义为个人喜欢的颜色。

当需要隐藏目标时，可以让其与背景颜色一致；或者将前面的打勾去掉。

为了便于布线，通常将电源跟地的网络颜色分别用不同的颜色标出。

比如GND网络用绿色显示，点View/Nets，在Net List里选择网络GND，点击Add，在View List选中GND网络，并点选下面的色卡绿色，这样整板的GND网络均以绿色显示。

5.2 环境参数5.2.1 过孔的设定打开Setup/Pad Stacks，在Pad Stacks Properties栏选择via，系统会自动出现一个STANDARDVIA的过孔，若需要添加过孔，点Add Via，命名并进行孔的设置，通孔选Through，盲埋孔Partial。

5.2.2层对的设定层对的设定，定义布线层对可以缩短在交互布线期间手工改变层时所花费时间。

布线层对规定了层的改变，限制只在所定义的层对之间进行。

对一个四层板而言定义的层对是主元件面和次元件面。

选择Tools/Options/Routing，在Layer pair的First：选择Top，在Second：选择Bottom。

5.2.3 设定布线及过孔栅格选择Tools/Options/Grids，可进行过孔跟设计栅格的设定，并可进行捕捉的动作。

6. 走线和敷铜布线的原则是先考虑电源和地，尽量给出单独的电源层和地层，如果要在表层拉线也要尽量短而粗。

对于多层板，一般都有电源层和地层，需要注意模拟部分的电源跟地要分割开来，即使电压相同也需要分开。

为了防止电源线过长，其上的耦合杂讯进入负载器件，应在进入每个器件前，先对电源去藕。

且为了防止它们彼此间的相互干扰，对每个负载电源独立去藕，并做到先滤波再进入负载。

其次考虑特殊信号线。

第一是时钟的布线：时钟线作为对EMC影响最大的因素之一，在时钟线上应尽量少打过孔，尽量避免和其它信号线并行走线，且应远离一般信号线，避免对信号线的干扰；当一块电路板上用到多个不同频率的时钟时，两根不同频率的时钟线不可并行走线；时钟线还应尽量避免靠近输出接口，防止高频时钟耦合到输出线并沿线发射出去；时钟发生芯片下方不可以走线，应在下方铺铜接地。

第二是成对差分信号线：差分对信号有两种传输模式：差模和共模，一般依据逻辑系列选取，通常需要同时考虑这两种模式。

成对差分线一般平行走线，尽量少打过孔，必须打孔时，两根一同打孔，以做到阻抗匹配。

第三是相同属性的总线：应尽量并排走线，尽量做到等长。

开始布线后，按DRC，打开检错模式，再按F3，移动光标可以发现，一段连线的尾端是黏附在光标上的，剩余的还没有布的线段将继续以飞线连接，并且结束点为需要布线的终点，这样将指引布线时前进的大致方向。

通常我们先走重要的线，比如时钟线，数据线，电源线等等，接下来再走一些通讯线。

敷铜就是将设计好的电路板覆盖上一层铜箔，一般对电源，地的操作较多。

通常走完线后，我们需要设置灌铜区，单击图标，打开绘图工具栏。

在绘图工具栏中单击灌铜图标。

不需要定义整个板层为板面，而是在板层上绘制一个灌铜区，然后将要连接的网络分配给这个区域。

在这种情况下一个网络只可以拥有一个区域。

当灌制该区域的时候，可以看到铜箔影线和花孔。

敷铜边框完成后，点击Tools/Pour Manager 进行灌铜。

7. 验证设计验证设计可以检查设计中的安全间距，连接性，高速电路和平面层的错误。

点Tools/Verify Design可以进行相关项的检查。

最终再与原理图进行确认下，是否有器件未装入或网表不正确的现象存在，打开此项目的原理图，点Tools/PADS Layout，出现PADS Layout Link的对话框，点Design/Compare PCB，如果原理图的设置规则带入就勾选Compare Design Rules。

8. 生成光绘文件当所有的错误都解决后，此时可以光绘文件。

所谓的光绘文件，就是在工作图稿设计完成后，准备线路板厂家制造PCB板成品时，交给他们的一种文件，它是根据图稿的内容转换完成的。