第10章PADSLayout的元器件的布局PADSLayout是復(fù)雜的、高速印制電路板的設(shè)計(jì)環(huán)境。它是一個(gè)強(qiáng)有力的基于形狀化(shape-based｝規(guī)則驅(qū)動(dòng)(rules-driven)的布局設(shè)計(jì)方案。PADSLayout的布局可以通過(guò)自動(dòng)和手工兩種方式來(lái)進(jìn)行。本章將從布局規(guī)則開(kāi)始，對(duì)如何利用PADS2007軟件實(shí)現(xiàn)元件布局進(jìn)行詳細(xì)的介紹，使讀者對(duì)手動(dòng)布局和自動(dòng)布局有一個(gè)比較全面的了解。布局規(guī)則介紹在PCB設(shè)計(jì)中，PCB布局是指對(duì)電子元器件在印刷電路上如何規(guī)劃及放置的過(guò)程，它包括規(guī)劃和放置兩個(gè)階段。合理的布局是PCB設(shè)計(jì)成功的第一步，布局結(jié)果的好壞將直接影響到布線的效果和可制造性。不恰當(dāng)?shù)牟季挚赡軐?dǎo)致整個(gè)設(shè)計(jì)的失敗或生產(chǎn)效率降低。在PCB設(shè)計(jì)中，關(guān)于如何合理布局應(yīng)當(dāng)考慮PCB的可制性、合理布線的要求、某種電子產(chǎn)品獨(dú)有的特性等。PCB的可制造性與布局設(shè)計(jì)PCB的可制造性是說(shuō)設(shè)計(jì)出的PCB要符合電子產(chǎn)品的生產(chǎn)條件。如果是試驗(yàn)產(chǎn)品或者生產(chǎn)量不大需要手工生產(chǎn)，可以較少考慮；如果需要大批量生產(chǎn)，需要上生產(chǎn)線生產(chǎn)的產(chǎn)品，則PCB布局就要做周密的規(guī)劃。需要考慮貼片機(jī)、插件機(jī)的工藝要求及生產(chǎn)中不同的焊接方式對(duì)布局的要求，嚴(yán)格遵照生產(chǎn)工藝的要求，這是設(shè)計(jì)批量生產(chǎn)的PCB應(yīng)當(dāng)首先考慮的。當(dāng)采用波峰焊時(shí)，應(yīng)盡量保證元器件的兩端焊點(diǎn)同時(shí)接觸焊料波峰。當(dāng)尺寸相差較大的片狀元器件相鄰排列，且間距很小時(shí)，較小的元器件在波峰焊時(shí)應(yīng)排列在前面，先進(jìn)入焊料池。還應(yīng)避免尺寸較大的元器件遮蔽其后尺寸較小的元器件，造成漏焊。板上不向組件相鄰焊盤(pán)圖形之間的最小間距應(yīng)在1mm以上。元器件在PCB板上的排向，原則上是隨元器件類(lèi)型的改變而變化，即同類(lèi)元器件盡可能按相同的方向排列，以便元器件的貼裝、焊接和檢測(cè)。布局時(shí)，DIP封裝的匯擺放的方向必須與過(guò)錫爐的方向垂直，不可平行，如圖10-1所示。如果布局上有困難，可允許水平放置IC(SOP封裝的IC擺放方向與DIP相反)。SOL錯(cuò)誤正確錯(cuò)誤圖10-1DIP封裝與IC擺放的方向與過(guò)錫爐的方向垂直回流焊幾乎適用于所有貼片元件的焊接，波峰焊則只適用于焊接矩形片狀元件、圓柱形元器件、SOT和較小的SOP(管腳數(shù)小于28、腳間距在1mm以上)。當(dāng)采用波峰焊接SOP等多腳元件時(shí)，應(yīng)在錫流方向最后兩個(gè)(每邊各一個(gè))焊腳外設(shè)置竊錫焊盤(pán)，防止連焊。鑒于生產(chǎn)的可操作性，對(duì)于雙面需要放置元器件的PCB整體設(shè)計(jì)而言，應(yīng)盡可能按以下順序優(yōu)化。(1)雙面貼裝，在PCB的A面布放貼片元件和插裝元件，B面布放適合于波峰焊的貼片元件。(2)雙面混裝，在PCB的A面布放貼片元件和插裝元件，B面布放有需回流焊的貼片元件。元件布置的有效范圍：在設(shè)計(jì)需要到生產(chǎn)線上生產(chǎn)的PCB板時(shí)，X,Y方向均要留出傳送邊，每邊3.5mm,如不夠，需另加工藝傳送邊。在印刷電路板中位于電路板邊緣的元器件離電路板邊緣一般不小于2mmo電路板的最佳形狀為矩形，長(zhǎng)寬比為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200mmx150mm時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。為了精密地貼裝元器件，可根據(jù)需要設(shè)af用于整塊PCB的光學(xué)定位的一組圖形(基準(zhǔn)標(biāo)志)，用于引腳數(shù)多、引腳間距小的單個(gè)器件的光學(xué)定位圖形(局部基準(zhǔn)標(biāo)志)?；鶞?zhǔn)標(biāo)志常用圖形有：■、?、▲、+,大小在0.5?2.0mm范圍內(nèi)，置于PCB或單個(gè)器件的對(duì)角線對(duì)稱方向位置?；鶞?zhǔn)標(biāo)志要考慮PCB材料顏色與環(huán)境的反差，通常設(shè)置成焊盤(pán)樣，即覆銅或鍍鉛錫合金。對(duì)于拼板，由于模板沖壓偏差，可能形成板與板之間間距不一致，最好在每塊拼板上都設(shè)基準(zhǔn)標(biāo)志，讓機(jī)器將每塊拼板當(dāng)做單板看待。在PCB設(shè)計(jì)中，還要考慮導(dǎo)通孔對(duì)元器件布局的影響，避免在表面安裝焊盤(pán)以內(nèi)，或在距表面安裝焊盤(pán)0.635mm以內(nèi)設(shè)置導(dǎo)通孔。如果無(wú)法避免，需用阻焊劑將焊料流失通道阻斷。作為測(cè)試支撐導(dǎo)通孔，在設(shè)計(jì)布局時(shí)，需充分考慮不同直徑的探針，進(jìn)行自動(dòng)在線測(cè)試(ATE)時(shí)的最小間距。電路的功能單元與布局設(shè)計(jì)PCB中的布局設(shè)計(jì)中要分析電路中的電路單元，根據(jù)其功能合理地進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：(1)按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。(2)以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來(lái)進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上；盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。(3)在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。特殊元器件與布局設(shè)計(jì)在PCB設(shè)計(jì)中，特殊的元器件是指高頻部分的關(guān)鍵元器件、電路中的核心器件、易受干擾的元器件、帶高壓的元器件、發(fā)熱量大的器件以及一些異形元器件等。這些特殊元器件的位置需要仔細(xì)分析，做到布局合乎電路功能的要求及生產(chǎn)的要求，不恰當(dāng)?shù)胤胖盟鼈?，可能?huì)產(chǎn)生電磁兼容問(wèn)題、信號(hào)完整性問(wèn)題，從而導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)的失敗。在設(shè)計(jì)如何放置特殊元器件時(shí)，首先要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過(guò)大時(shí)，印制線條長(zhǎng)，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過(guò)小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。特殊元器件的位置在布局時(shí)一般要遵守以下原則：(1)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。(2)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引起意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。(3)重量超過(guò)15g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問(wèn)題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。(4)對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開(kāi)關(guān)等可調(diào)元件的布局，應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。(5)應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。一個(gè)產(chǎn)品的成功與否，一是要注重內(nèi)在質(zhì)量，二是兼顧整體的美觀，兩者都較完美才能認(rèn)為該產(chǎn)品是成功的。在一個(gè)PCB板上，元件的布局要求要均衡，疏密有序，不能頭重腳輕或一頭沉。布局的檢查在完成元件的基本布局后，需要對(duì)布局進(jìn)行檢查，分以下幾個(gè)方面進(jìn)行：(1)印制板尺寸是否與圖紙要求的加工尺寸相符，是否符合PCB制造工藝要求，有無(wú)定位標(biāo)記。(2)元件在二維、三維空間上有無(wú)沖突。(3)元件布局是否疏密有序，排列整齊，是否全部布完。(4)需經(jīng)常更換的元件能否方便地更換，插件板插入設(shè)備是否方便。(5)熱敏元件與發(fā)熱元件之間是否有適當(dāng)?shù)木嚯x。(6)調(diào)整可調(diào)元件是否方便。(7)在需要散熱的地方，是否裝了散熱器，空氣流是否通暢。(8)信號(hào)流程是否順暢且互連最短。(9)插頭、插座等與機(jī)械設(shè)計(jì)是否矛盾。(10)線路的干擾問(wèn)題是否有所考慮。設(shè)置板框及定義各類(lèi)禁止區(qū)在完成了以上操作后，我們要對(duì)板框進(jìn)行設(shè)置，還有要根據(jù)需要定義一些禁止區(qū)。一、板框的畫(huà)法板框(BoardOutline)是指印刷電路板實(shí)際的形狀，所有的元器件及布線都應(yīng)在板框內(nèi)，設(shè)計(jì)中板框在所有的層中都會(huì)顯示出來(lái)。在PADSLayout設(shè)計(jì)中，利用繪圖工具欄來(lái)進(jìn)彳TPCB的板框設(shè)計(jì)，單擊主工具欄中的繪圖(Drifting)工具欄按鈕㈤，在主工具欄的下方彈出繪圖工具欄，如圖10-2所示。區(qū)g星屋像為口⑦加?!?蒙鼻戲官圖10-2繪圖工具欄利用繪圖工具欄可以進(jìn)行建立2D線、板子邊框、各種字符、銅皮/覆銅、切割區(qū)和禁止區(qū)等設(shè)計(jì)。下面對(duì)各繪圖按鈕的功能做簡(jiǎn)要介紹。?選擇：取消當(dāng)前命令并返回到選擇模式。r>2D線：建立2D連線，用來(lái)表示如箭頭標(biāo)記、元件外框等沒(méi)有電氣性能的符號(hào)。二銅線：鋪設(shè)實(shí)心銅皮，繪制覆銅的區(qū)域或繪制線?；舨勉~線：從鋪設(shè)好的實(shí)心銅皮剪切出各種圖形的銅皮。,卷灌銅：繪制灌銅區(qū)的外框。；第禁止灌銅：設(shè)置灌銅區(qū)域中的禁止灌銅區(qū)。。板框或剪切：繪制PCB板框及剪切板框塊。⑦禁止區(qū)：對(duì)于某一設(shè)置的區(qū)域進(jìn)行控制，如高度控制、禁止在這一區(qū)域布線、覆銅等。曲|文本：增加文字描述。般灌注：灌注需要覆銅的區(qū)域。蒯庫(kù)：從庫(kù)中提取各種二維線的圖形或凍結(jié)圖形。￡分割區(qū)：建立混合分割層中各分割區(qū)域。,三剪裁分割區(qū)：建立混合分割層禁止區(qū)。國(guó)自動(dòng)劃分：在混合分割層中自動(dòng)劃分各區(qū)域。軍恢復(fù)：恢復(fù)灌銅。助增加標(biāo)簽：為元器件、跳線增加關(guān)于型號(hào)、設(shè)計(jì)參數(shù)等的標(biāo)簽、標(biāo)注。盤(pán)導(dǎo)入：導(dǎo)入DXF文件。身項(xiàng)：打開(kāi)參數(shù)對(duì)話框，定義各種參數(shù)。下面利用PADSLayout自帶的為例，介紹板框的畫(huà)法。如圖10-3所示是布線后的PCB設(shè)計(jì)圖，如圖10-4所示是的PCB板框圖。

圖10-3的PCB設(shè)計(jì)圖圖10-4的PCB板框圖應(yīng)用繪圖工具欄能夠繪制覆銅的形狀、禁止布線區(qū)及相關(guān)的沒(méi)有電氣屬性的圖形。在繪圖工具欄中單擊相關(guān)的按鈕進(jìn)行繪圖，這時(shí)的鼠標(biāo)指針在工作區(qū)中是一個(gè)帶“V”的十字圖標(biāo)，單擊鼠標(biāo)右鍵，彈出繪圖選擇菜單，如圖10-5所示。Ccruete妃d即匚LBlAE+enLarrej二“ufl(HP)0l便(HO(H叫Pi-tl-d，'|ClthBSZCi=口汨二7■［皿1^i:tqIewod<EK>圖10-5繪圖選擇菜單在菜單中選擇多邊形（Polygon）、圓（Circle）、矩形（Rectangle）、線（Path）用來(lái)繪制相關(guān)的圖形，選擇Path可以繪制任意不封閉的走線。在彈出菜單中選擇直角（Orthogonal）,在繪圖中只能繪出水平的或垂直的線。在彈出菜單中選擇對(duì)角線

(Diagonal),在繪圖中能夠繪出水平、垂直及45°角的線。在彈出菜單中選擇任意角度(AnyAngle),在繪圖中能夠繪出任意角度的線。在繪圖中可以根據(jù)需要進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。(1)設(shè)置繪圖線的寬度。在彈出菜單中選擇寬度(Width)命令，彈出線寬設(shè)置對(duì)話框，如圖10-6所示，輸入需要的線寬，按回車(chē)鍵即可，單位為Mil?！鰑deless*CuJtAELEtd(2)繪圖層的設(shè)置。當(dāng)要把圖形繪制在非頂層的時(shí)候，就需要進(jìn)行層的設(shè)置，在彈出菜單中選擇層(Layer),彈出“層設(shè)置”對(duì)話框，如圖10-7■udeless*CuJtAELEtd■業(yè)式日工e**Cou^udCdmfiHTti同|WIDTHIo師才WdAiTR'arftstlRak恰卜L<Wd博『加WIDTHIo師才W圖10-6線寬設(shè)置對(duì)話框圖10-7層設(shè)置對(duì)話框(3)倒角設(shè)置。在彈出菜單中選擇自動(dòng)倒角(AutoMiter),在繪圖時(shí)拐角就不再是90。的直角，而是自動(dòng)出現(xiàn)了斜角或弧形，如圖10-8所示。圖10-8圖10-8倒角(4)單擊繪圖工具欄上的Options按鈕^可以在彈出的對(duì)話框中設(shè)置倒角的大小及形狀。倒角的形狀有對(duì)角線(Diagonal)、弧形(Arc)兩種形狀，修改比率(Ratio)、角度(Angle)文本框中的數(shù)值，設(shè)置倒角的大小。如圖10-9所示。圖10-9倒角設(shè)置對(duì)話框圖10-9倒角設(shè)置對(duì)話框（5）設(shè)置顯示柵格、設(shè)計(jì)柵格。執(zhí)行Setup—Options菜單命令，在Grids選項(xiàng)中,進(jìn)行如圖10-10所示的設(shè)置。圖10-10圖10-10珊格設(shè)置對(duì)話框圖10-11AddDrafting圖10-11AddDrafting對(duì)話框二、繪制禁止區(qū)禁止區(qū)（Keepout）是定義數(shù)據(jù)不能放置在其中的區(qū)域。定義的禁止區(qū)在布局、布線時(shí)起作用，禁止區(qū)（Keepout）和切割區(qū)（Cutout）鎖定/保護(hù)（Lock/Protect）導(dǎo)線。PowerPCB包含了許多高級(jí)的屬性定義功能，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中確保數(shù)據(jù)的完整性非常必要，它將在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中確保設(shè)計(jì)者數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。對(duì)于約束規(guī)則的設(shè)計(jì)方式，PADSLayout的禁止區(qū)（Keepout）和切割區(qū)（Cutout）功能，允許設(shè)計(jì)者自定義機(jī)械的禁止區(qū)域，以確保PCB滿足硬件的裝配要求。禁止區(qū)阻止在一個(gè)特定的區(qū)域內(nèi)放置一些設(shè)計(jì)對(duì)象，設(shè)計(jì)者通過(guò)定義禁止區(qū)可以限制以下對(duì)象：元件、帶通孔管腳的元件、超過(guò)一定高度的元件、走線和布銅、過(guò)孔或跳線、測(cè)試點(diǎn)等。禁止區(qū)在板框內(nèi)是一個(gè)帶有斜交叉線的封閉圖形。三、建立一個(gè)禁止區(qū)（1）單擊繪圖工具欄上的禁止區(qū)（Keepout）按鈕0。（2）在工作區(qū)單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇需要的圖型類(lèi)型，如多邊形（Polygon）、圓形CCircle）等。（3）在工作區(qū)中繪制一個(gè)封閉的圖形，作為禁止區(qū)，PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)將彈出AddDrafting對(duì)話框，如圖10-11所示。

Component(4)在AddDrafting對(duì)話框中設(shè)置限制條件。Component?Placement：選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制放置所有元件。如果選擇Height,則表示這個(gè)區(qū)域禁止放置的元件最高高度值。在PADSLayout中元件都帶有高度值，但PADSLayout設(shè)計(jì)中并不能看到3D元件,只有將設(shè)計(jì)以IDF格式車(chē)t入PDC公司的Pro/ENGINEER軟件才可以看見(jiàn)整板及元件的3D效果。?ComponentDrill:選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制放置包含通孔的元件，如DIP元件，但可以放置表面貼(SMT)元件。?TraceandCopper：選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制走線和布銅。?CopperPourandPlaneArea：選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制灌銅或平面層。?ViaandJumper：選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制過(guò)孔或跳線。?TestPoint:選擇此項(xiàng)表示禁止區(qū)內(nèi)限制放置測(cè)試點(diǎn)。(5)在Layer對(duì)話框中選擇禁止區(qū)所在的層。當(dāng)設(shè)計(jì)者分配了禁止區(qū)的層后，禁止區(qū)的限制在其他層不起作用。(6)單擊按鈕匚二運(yùn)二，完成禁止區(qū)的繪制。如果需要繪制另一個(gè)禁止區(qū)，則重復(fù)以上步驟即可。10.2手工布局PADSLayout中具很強(qiáng)的自動(dòng)布局功能，但對(duì)于不少設(shè)計(jì)，自動(dòng)布局效果可能并不理想，不符合設(shè)計(jì)者的意愿，這就需要手工布局，下面介紹手工布局的步驟。一、布局前的準(zhǔn)備在應(yīng)用PADSLayout開(kāi)始布局前，進(jìn)行相關(guān)的布局參數(shù)的設(shè)置是十分必要的，如設(shè)計(jì)柵格、顯示柵格、PCB板的某些局部區(qū)域高度控制、高頻電路中重要網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)志等，這些參數(shù)的設(shè)置對(duì)于布局設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)十分必要。PCB板的某些局部區(qū)域高度控制。在PCB設(shè)計(jì)中，進(jìn)行元件布局時(shí)不僅要考慮元件的電氣特性、布通率等，還要考慮元件及PCB板的3D特性。有時(shí)設(shè)計(jì)的PCB需要考慮到PCB封閉到某種機(jī)箱里面，這樣不恰當(dāng)?shù)姆胖迷骷赡苡绊懏a(chǎn)品的生產(chǎn)，從而導(dǎo)致PCB設(shè)計(jì)的失敗。例如，如果設(shè)計(jì)的PCB,加上元器件最后需要裝一個(gè)圓柱體的殼子中時(shí)，必須考慮PCB的3D特性。要使PCB板的兩邊適合放置高度不高的元器件，PCB板的中間適合放置個(gè)體比較高的元件。在PADSLayout設(shè)計(jì)中，對(duì)某一區(qū)域元件高度進(jìn)行限定，可通過(guò)規(guī)劃禁止區(qū)來(lái)進(jìn)行，在禁止區(qū)內(nèi)設(shè)置可以放置的零件高度。PCB設(shè)計(jì)中重要網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)志。在PCB設(shè)計(jì)中，對(duì)于一些重要的網(wǎng)絡(luò)，如高頻電路中的高頻網(wǎng)絡(luò)、關(guān)鍵信號(hào)網(wǎng)絡(luò)等，應(yīng)用不同的顏色來(lái)進(jìn)行標(biāo)志，這在布局、布線設(shè)計(jì)中起到很好的警示作用。網(wǎng)絡(luò)色彩設(shè)置步驟如下：首先執(zhí)行View一Nets菜單命令，彈出"ViewNets”對(duì)話框，如圖10-12所示。圖10-12ViewNets對(duì)話框?qū)υ捴術(shù)的Net列表框中列出了設(shè)計(jì)中所有網(wǎng)絡(luò)，View列表框中顯示的是需要設(shè)置特殊顏色及進(jìn)行其他設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)Add按鈕將左邊列表框中的網(wǎng)絡(luò)增加到右邊列表框中，應(yīng)用Remove(移出)按鈕也可以將右邊列表框中的網(wǎng)絡(luò)移到左邊列表框中。在Net列表框中選擇需要設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)，單擊Add按鈕，增加到View列表框中。在View列表框中選擇需要設(shè)置顏色的網(wǎng)絡(luò)，再單擊“ColorbyNet(Pads,Vias,Unroutes)”中的某一種顏色。這樣就完成了網(wǎng)絡(luò)色彩的設(shè)置，其他網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置，重復(fù)以上步驟即可。在多層板設(shè)計(jì)中，地線網(wǎng)絡(luò)、電源網(wǎng)絡(luò)在布局時(shí)不需要考慮它們的布線空間。如果把這些網(wǎng)絡(luò)全部顯示出來(lái)，工作區(qū)域會(huì)顯得比較雜亂，因此在布局階段通常將地線網(wǎng)絡(luò)、電源網(wǎng)絡(luò)隱去而不顯示出來(lái)。這時(shí)只需要在對(duì)這些網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行特殊色彩設(shè)置時(shí)，再選中ViewUnroutesDetails選項(xiàng)組中的UnroutesPinPairs單選按鈕即可。如圖10-13所示。二、散開(kāi)元件原理圖從PADSLogic中送過(guò)來(lái)之后，全部都被放在坐標(biāo)原點(diǎn)。為了方便觀察，設(shè)計(jì)者需要把它們分散放在板框外邊。散開(kāi)元件的操作很簡(jiǎn)單，在PADSLayout菜單中選擇Tools菜單中的DisperseComponents命令，在弓t出的"Disperse”對(duì)話框中單擊按鈕［是?，PADSLayout系統(tǒng)自動(dòng)將所有的元件歸類(lèi)放在板框外.如圖10-14所示。兇.Q41Eggpl!P?rKN/，?eitE卻珥wmf總匚―苴匚」Ii圖10-13ViewUnroutesDetails選項(xiàng)組圖10-14PADSLayout對(duì)話框三、元件放置順序元件在板周?chē)㈤_(kāi)后，設(shè)計(jì)者就要考慮先放置什么元器件，后放置什么元器件。不同的PCB設(shè)計(jì)有不同的放置順序，但一般情況下按下列順序放置。(1)位置固定的元件。就是說(shuō)那些元器件在板框中的位置是固定的，有的要求是十分精確的，如與外部連接的電源、信號(hào)接插件等。(2)放置板框內(nèi)有條件限制區(qū)域的元件。如某一區(qū)域內(nèi)禁止放置過(guò)高元件、散熱大的元件、禁止布線、不允許放置測(cè)試點(diǎn)等。(3)放置電路中的關(guān)鍵元器件。如高頻電路中的關(guān)鍵元器件，以及在設(shè)計(jì)中有特定要求的關(guān)鍵信號(hào)的元器件，在布局階段要作特別的考慮，考慮該器件的管腳走線方式對(duì)信號(hào)完整性、電磁兼容性影響。(4)放置面積比較大的元器件及比較復(fù)雜的元器件。特別是對(duì)于元器件管腳比較多的元件，由于它們包括的網(wǎng)絡(luò)較多，它們位置的恰當(dāng)與否，對(duì)于下一步的PCB布線及PCB質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。這些元器件的放置有時(shí)需要反復(fù)嘗試，直到找到最佳位置。(5)剩下的元器件按原理圖電路單元放置在相關(guān)的位置，最后做整體調(diào)整。四、元件放置操作在布局設(shè)計(jì)階段，對(duì)元件放置的操作主要有對(duì)元器件的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、水平對(duì)齊、垂直對(duì)齊等操作，對(duì)元器件位置的操作運(yùn)用PADSLayout的設(shè)計(jì)工具欄中的命令來(lái)進(jìn)行。在主工具欄中單擊設(shè)計(jì)（Design）按鈕點(diǎn)，彈出設(shè)計(jì)工具欄，如圖10-15所示。S陽(yáng)4鏟魚(yú)船口國(guó)口罩七土翱豆圖10-15設(shè)計(jì)工具欄設(shè)計(jì)工具欄中包括布局工具和布線工具，本章介紹的布局將使用以下工具：、選擇：取消當(dāng)前命令并轉(zhuǎn)到選擇模式。.仞移動(dòng):移動(dòng)兀器件。應(yīng)徑向移動(dòng)：按照用戶自定義的極性珊格放置元器件。住旋轉(zhuǎn)：每次以旋轉(zhuǎn)90度角逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)元器件。&轉(zhuǎn)動(dòng)：以元器件中心位置為原點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)到設(shè)計(jì)者需要的角度。待位置交換：交換兩個(gè)元器件的位置。以移動(dòng)標(biāo)志符：移動(dòng)設(shè)計(jì)中的標(biāo)志符號(hào)。?查看簇：建立或修改簇。（1）單個(gè)元件的放置。下面以PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)自帶的中D1元件的放置為例，說(shuō)明單個(gè)元器件放置的步驟，D1位置如圖10-16中橙色圓框所示。圖10-16中D1元件的位置.查找元件。輸入直接命令S（搜索），然后輸入元件名稱D1,按回車(chē)鍵，光標(biāo)自動(dòng)移到該元件上面。.選擇元件。在該元件上單擊鼠標(biāo)選擇該元件，該元件高亮顯示，表示該元件已被選中。.移動(dòng)元件。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)操作的方法有3種:單擊設(shè)計(jì)工具欄中的移動(dòng)（Move）按鈕而單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出菜單中選擇Move命令;按Ctrl+E組合鍵。隨著設(shè)計(jì)者對(duì)PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)的熟悉，建議應(yīng)用快捷鍵以提高設(shè)計(jì)效率。當(dāng)完成上面三種操作的任意一種后，元件D1貼在鼠標(biāo)指針上，隨鼠標(biāo)的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，移動(dòng)到需要位置，單擊鼠標(biāo)完成移動(dòng)操作。.轉(zhuǎn)動(dòng)元件。D1元件放置由于不是水平和垂直的，而是傾斜的，因此需要轉(zhuǎn)動(dòng)。選擇D1,單擊設(shè)計(jì)工具欄中的轉(zhuǎn)動(dòng)（Spin）按鈕曲，在D1兩管腳會(huì)出現(xiàn)一個(gè)作為旋轉(zhuǎn)點(diǎn)的十字光標(biāo)，旋轉(zhuǎn)鼠標(biāo)將D1轉(zhuǎn)動(dòng)到需要的角度，單擊鼠標(biāo)左鍵完成轉(zhuǎn)動(dòng)操作。放置一個(gè)元件到PCB板的另一面：選擇需要放置到PCB另一面的元件，單擊鼠標(biāo)右鍵，并在彈出菜單中選擇FlipSide命令，元件做鏡彳t翻轉(zhuǎn)后放入PCB的另一面?！缸⒁?如果DRC^驗(yàn)是打開(kāi)的并存在間距規(guī)則錯(cuò)誤，這個(gè)操作將會(huì)被取消。f（2）組（Group）操作。在PCB設(shè)計(jì)中，有時(shí)需要把幾個(gè)元件作為一組進(jìn)行一些相關(guān)的操作，如移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、對(duì)齊等。首先運(yùn)用按Ctrl鍵并單擊鼠標(biāo)選擇幾個(gè)需要同時(shí)操作的元器件作為一組。?RotateGroup90:按照定義的中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。?FlipGroup:把一組元件以指定位置作鏡像翻轉(zhuǎn)到PCB板的另一面。選擇需要放置到PCB另一面的元件，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇“FlipGroup”，移動(dòng)鼠標(biāo)指針到某一位置，單擊鼠標(biāo)左鍵，則選中的元件以此位置作鏡像翻轉(zhuǎn)到PCB板的另一面。?Align（對(duì)齊）：以一個(gè)元件為基準(zhǔn)行列對(duì)齊。在PCB布局時(shí)，如果元件位置在板框內(nèi)比較雜亂，設(shè)計(jì)者可以應(yīng)用PADSLayout的對(duì)齊（Align）工具將幾個(gè)元器件排列整齊，所選擇的元件以最后選擇的一個(gè)元件為基準(zhǔn)進(jìn)行橫向?qū)?/p>

齊、縱向?qū)R或中心對(duì)齊等。圖10-17Alig……圖10-17Alig……對(duì)話框.應(yīng)用Ctrl鍵選擇需要整齊排列的一組元件。.單擊鼠標(biāo)右鍵，并在彈出的快捷菜單中選擇Align命令,在工作區(qū)域彈出?Alig……”對(duì)話框，如圖10-17所示。.在Alig……對(duì)話框中單擊設(shè)計(jì)中需要的對(duì)齊方式命令，PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)將以最后一個(gè)被選擇的元件為基準(zhǔn)自動(dòng)地對(duì)齊。如果沒(méi)有選擇DRC(設(shè)計(jì)規(guī)則檢查)，自動(dòng)對(duì)齊不能保證元件之間應(yīng)有的最小間距，是設(shè)計(jì)者可運(yùn)用Nudge(交互推擠)來(lái)保證元件之間應(yīng)用的最小間距。如果設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC設(shè)置在警示狀態(tài)，或自動(dòng)對(duì)齊過(guò)程中出現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則錯(cuò)誤，則不能正確執(zhí)行對(duì)齊操作，并會(huì)在狀態(tài)窗口中出現(xiàn)錯(cuò)誤信息?！缸⒁?設(shè)計(jì)者對(duì)于物理設(shè)計(jì)復(fù)用(PhysicalDesignReuse)的部分不能進(jìn)行對(duì)齊操作，當(dāng)選擇物理設(shè)計(jì)復(fù)用(PhysicalDesignReuse)的部分時(shí)，對(duì)齊命令(Align)無(wú)效。(3)建立元件組合。在PCB布局設(shè)計(jì)中，有許多關(guān)系密切的元件需要放在一起，如IC元件和它們的去耦電容等。PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)可以將它們組合在一起作為一個(gè)整體，這樣就簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)操作，提高了設(shè)計(jì)者的工作效率。下面以IC元件和它的去耦電容建立元件組合及操作為例，來(lái)逐一說(shuō)明如何建立一個(gè)元件組合、如何刪除一個(gè)元件組合，以及如何進(jìn)行元件組合移動(dòng)等。建立元件組合的步驟如下：應(yīng)用查找命令找到IC元件U1,將其放在需要的位置，繼續(xù)用查找命令找到與之對(duì)應(yīng)的去耦電容，將其放在相關(guān)的管腳旁。選擇兩個(gè)元件，U1和C1元件高亮顯示。單擊鼠標(biāo)右鍵，并在彈出的快捷菜單中選擇CreateUnion命令，也可以利用快捷鍵Ctrl+G實(shí)現(xiàn)。

在彈出的Unionnamedefinition對(duì)話框中，輸入組合的名字。系統(tǒng)默認(rèn)組合名字為UNI_1。如圖10-18所示。圖10-18Unionnamedefinition圖10-18Unionnamedefinition對(duì)話框單擊按鈕,0K_,,完成組合操作。Break,如圖10-Break,如圖10-1.選擇要?jiǎng)h除的元件組合，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇19所示。2.單擊按鈕?圖2.單擊按鈕?圖10-19刪除一個(gè)元件組合對(duì)話框,刪除一個(gè)元件組合。刪除所有的元件組合Break，刪除所有的元件組合。選擇設(shè)計(jì)中的任意一個(gè)元件組合，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇Break，刪除所有的元件組合。AllUnions命令，如圖10-20所示，單擊按鈕圖10-20圖10-20刪除所有元件組合對(duì)話框元件組合屬性修改通過(guò)元件組合屬性修改操作，可以更改元件組合的名稱、層、旋轉(zhuǎn)角度、黏結(jié)等。

單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇SelectUnion/Component命令，在板框單擊一個(gè)元件組合中的任一個(gè)元件，選擇該元件組合，該元件組合中所有的元件變成高亮顯示。單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇Properties命令，弓t出"UnionProperties"對(duì)話框，如圖10-21所示。圖10-21圖10-21UnionProperties對(duì)話框?Name：顯示當(dāng)前所選擇的元件組合的名稱，在此處輸入新的名字可以更改該元件組合的名稱。?X/Y:顯示當(dāng)前元件組合的坐標(biāo)值，輸入新的值可以移動(dòng)該元件組合。?Layer：顯示當(dāng)前元件組合所在的層。在這里選擇不同的層可以將元件組合放置到相關(guān)的層中。?Glued：選擇該選項(xiàng)，設(shè)計(jì)者將不能通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)布局對(duì)其進(jìn)行操作。?Members:元件組合的組成元件列表。X/Y坐標(biāo)。?Base：X/Y坐標(biāo)。Clusterinfo:顯示簇修改對(duì)話框。?SkipWhileBuildingCluster:忽略元件組合和簇之間的影響。(4)推擠(Nudge)。在PCB布局時(shí)可以運(yùn)用推擠(Nudge)去移動(dòng)重疊的元件。推擠操作方式基于當(dāng)前DRC設(shè)置，一般先自動(dòng)推擠(AutomaticallyNudge),然后手工推擠(ManuallyNudge)。要進(jìn)行自動(dòng)推擠，在主菜單中選擇Tools菜單中的AutoNudge命令即可。手工推擠元件的步驟如下：.選擇一個(gè)需要推擠的元件。.單擊鼠標(biāo)右鍵，并在彈出菜單中選擇Nudge命令，在工作區(qū)域中會(huì)彈出NudgePartsandUnions對(duì)話框。如圖10-22所示。Direclinn④通uio福誠(chéng)IEm1「￡31◎ar1OnMii[WpI二Up,二IDo?n圖10-22NudgePartsandUnions對(duì)話框在NudgePartsandUnions對(duì)話框設(shè)置推擠的方向：自動(dòng)(Automatic)＞左(Left)、右(Right)、上(Up)、下(Dow。。單擊Run按鈕執(zhí)行推擠操作。單擊Undo按鈕撤銷(xiāo)上次推擠動(dòng)作。通常需要調(diào)整幾個(gè)元件的位置以適應(yīng)一個(gè)元件。為識(shí)別進(jìn)一步調(diào)整的元件，PADSLayout用特殊的顏色顯示這些元件，默認(rèn)顏色為黃色。如果一次推擠的效果滿意，單擊Close按鈕退出推擠操作，否則，單擊Run按鈕繼續(xù)進(jìn)行下一步推擠操作。：注意i推擠操作不能推擠被黏結(jié)的元件、位于板框外的元件以及物理設(shè)計(jì)復(fù)用的部分。推擠認(rèn)I為測(cè)試點(diǎn)是黏結(jié)對(duì)象，不可被推擠。10.3自動(dòng)布局在PADSLayout設(shè)計(jì)系統(tǒng)中包括了一個(gè)全自動(dòng)簇布局器(AutomaticClusterPlacement)o這個(gè)全自動(dòng)簇布局器是一個(gè)交互全自動(dòng)的多遍無(wú)矩陣布局器，采用概念定義、交互操作和智能識(shí)別等方法實(shí)現(xiàn)對(duì)大規(guī)模、高密度和復(fù)雜電路的設(shè)計(jì)以及大量采用表面貼元器件(SMD)和PGA器件的PCB設(shè)計(jì)自動(dòng)布局。自動(dòng)簇布局器還具有復(fù)雜的可定義參數(shù)策略、完善的當(dāng)前操作和相關(guān)狀態(tài)指示，用以控制布局器達(dá)到最佳布局效果。自動(dòng)簇布局器模擬人的思'維方式，為將來(lái)的布線工作做出最佳的布局調(diào)整，因此尤其適合大規(guī)模、高密度的PCB設(shè)計(jì)。自動(dòng)布局前的準(zhǔn)備工作繪制了板框并導(dǎo)入網(wǎng)表后，在自動(dòng)布局前需要為自動(dòng)布局做一些準(zhǔn)備工作，如設(shè)置顯示柵格、設(shè)計(jì)柵格、放置位置固定的元件、設(shè)置禁止區(qū)等。一般準(zhǔn)備工作如下：(1)設(shè)置設(shè)計(jì)柵格。(2)放置并固定那些位置固定的特殊部件，如連接插座、安裝孔等。選擇已經(jīng)布局好的元件，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中單擊Properties命令，就會(huì)彈出aComponentProperties"對(duì)話框，如圖10-23所示。在aComponentProperties”對(duì)話框中選擇Glued復(fù)選框，防止自動(dòng)布局時(shí)這些部件再移動(dòng)。圖10-23ComponentProperties對(duì)話框(3)在菜單欄中選擇Tools菜單中的DisperseComponent命令，沒(méi)有被"黏結(jié)"的元器件會(huì)分散在板框周?chē)?。注意分散命令忽略設(shè)計(jì)復(fù)用部分的元件。(4)建立禁止區(qū)。在繪圖工具欄上單擊禁止區(qū)(Keepout)按鈕'2',繪制在自動(dòng)布局時(shí)不可以放置元器件的區(qū)域。(5)使用旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)功能，調(diào)整需要以某個(gè)角度放置或保留在設(shè)計(jì)底部上的元器件。

二、自動(dòng)布局執(zhí)行Tools—ClusterPlacement菜單命令，彈出"ClusterPlacement"對(duì)話框，如圖10-24所示。圖10-24ClusterPlacement對(duì)話框在該對(duì)話框的AutomaticClusterPlacement選項(xiàng)組中共有3個(gè)功能圖標(biāo)，分別用于建立簇(BuildCluster)、放置簇(PlaceCluster)和放置元件(PlaceParts)。簇是以元件、單元、簇(子簇)為元素的集合。如一個(gè)功能模塊內(nèi)的所有集成電路芯片和電阻、電容等離散器件的組合。簇的特點(diǎn)是簇內(nèi)的元器件具有密切的電氣和邏輯關(guān)系，并完成某一特定的功能。簇內(nèi)元素彼此之間連線繁多，而簇間連線比較單一。自動(dòng)簇布局器允許設(shè)計(jì)自定義簇的種子元素，并可根據(jù)種子元素以半自動(dòng)或自動(dòng)的方式編輯定義一個(gè)簇。同時(shí)，自動(dòng)簇布局器也提供了全自動(dòng)建立簇的手段。簇有強(qiáng)、弱之分且具有整體性。建立簇(BuildCluster)(1)自動(dòng)建立一個(gè)新的簇。自動(dòng)在板框外建立一個(gè)新的簇，自動(dòng)建立的簇默認(rèn)是打開(kāi)的。在自動(dòng)簇布局器窗口中單擊按鈕%,繼續(xù)單擊BuildClusters按鈕下的按鈕甌二］，這時(shí)彈出“BuildClustersSetup”對(duì)話框，如圖10-25所示，在這個(gè)窗口中進(jìn)行一系列設(shè)置用來(lái)定制簇。圖10-25BuildClustersSetup對(duì)話框MaximumPartsPerCluster：設(shè)置在一個(gè)簇內(nèi)允許包含的最多元件數(shù)量，選擇Unlimited指不對(duì)簇內(nèi)包含元件的數(shù)量進(jìn)行限制。?MinimumTopLevelCount:設(shè)置頂層簇允許的最少數(shù)量。頂層簇是指不被包含在其他簇里面的簇。如果設(shè)計(jì)者這個(gè)數(shù)量設(shè)置得高，并且簇內(nèi)允許最多元件數(shù)量沒(méi)有限定時(shí)，設(shè)計(jì)中所有的元件會(huì)集合在一個(gè)大的簇內(nèi)。?CreateNewCluster：允許PADSLayout去建立一個(gè)新的簇，不選擇CreateNewCluster,PADSLayout只去修改過(guò)去已建立的簇。?UngluedPartsNumber：顯示當(dāng)前設(shè)計(jì)中沒(méi)有被黏結(jié)(glued)的元器件的數(shù)量。?BuildMode:建立模式。設(shè)計(jì)者在簇自動(dòng)建立時(shí)能夠刪除或替換一個(gè)打開(kāi)的簇，自動(dòng)建立的簇為默認(rèn)打開(kāi)。設(shè)計(jì)者在簇自動(dòng)建立時(shí)不能夠刪除或替換一個(gè)關(guān)閉的簇，手動(dòng)建立的簇為默認(rèn)關(guān)閉。根據(jù)設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的需要，設(shè)置建立簇參數(shù)后，單擊OK按鈕回自動(dòng)簇布局器窗口，單擊Run按鈕,PADSLayout運(yùn)行自動(dòng)建立簇。(2)手動(dòng)建立一個(gè)新的簇。.選擇包含在這個(gè)簇內(nèi)的元件、單元或其他的簇。.選擇后單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出菜單中選擇CreateCluster命令，在彈出的Clusternamedefinition對(duì)話框中輸入簇的名稱，單擊按鈕[.建立該簇,如圖10-26所示。?JL工L3UBEtie￡J.CI1CK]C刖cal圖10-26lusternamedefinition對(duì)話框.建立簇后，簇的元件被擦除，并被一個(gè)圓圈代替，這個(gè)圓圈代表簇。（3）增加一個(gè)元件到簇。.執(zhí)行Tools/ClusterManager菜單命令，彈出"ClusterManager”對(duì)話框，如圖10-27所示。圖10-27ClusterManager對(duì)話框?Name（名字）：顯示被選擇（高亮）的簇或單元的名字。在Name文本框中輸

入一個(gè)新的名字，并單擊右邊的Rename（重新命名）按鈕，就可以重新定義該簇的名字。?TopLevel:在TopLevel下有兩個(gè)列表框，通過(guò)兩個(gè)列表框中的任意一個(gè)列表，設(shè)計(jì)者可以查看設(shè)計(jì)中的所有簇、單元和元件。列表中前綴為CLU的表示是簇，前綴為UNI表示是單元，前綴為com的表示是元件。?Move（移動(dòng)）：通過(guò)move下的兩個(gè)按鈕匹一，可以從當(dāng)前簇、單元中增加或刪除簇、單元或元件。?Find（查找）：查找一個(gè)簇、單元或元件的位置。.在一個(gè)列表框中雙擊需要加入元件的簇，或選擇該簇，單擊Expand按鈕，列表框標(biāo)題顯示該簇的名字，列表框內(nèi)顯示該簇的所有元件。.在另一個(gè)列表框中，選擇需要加入的元件。.單擊Move選項(xiàng)組中的箭頭按鈕，增加該元件到簇。.單擊OK按鈕，完成增加一個(gè)元件到簇。增加一個(gè)元件到簇的步驟與增加單元、簇或多個(gè)元件到指定簇的步驟類(lèi)似，這里不再贅述。（4）刪除簇。在設(shè)計(jì)中建立簇后，刪除一個(gè)簇是難免的，下面介紹刪除一個(gè)或多個(gè)簇的步驟。.選擇需要?jiǎng)h除的簇。設(shè)方t者也可以運(yùn)用按Ctrl鍵并單擊鼠標(biāo)來(lái)選擇多個(gè)簇。.選擇需要?jiǎng)h除的簇后，單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇Break命令。.在出現(xiàn)的對(duì)話中g(shù)中，如圖10-28所示，單擊按鈕I是⑴，刪除所有的簇。圖10-28刪除簇對(duì)話框PlaceClusters（簇布局）自動(dòng)地把簇布置在板框內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢?，?shí)際上不移動(dòng)與它們關(guān)聯(lián)的元件。單擊PlaceClusters（簇布局）下的Setup按鈕，打開(kāi)PlaceClustersSetup（彈出簇布局設(shè)置）對(duì)話框，如圖10-29所示，在PlaceClustersSetup對(duì)話框中，設(shè)置相關(guān)參數(shù)來(lái)定制PlaceClusters（簇布局），如基于設(shè)計(jì)連接性及長(zhǎng)度最短化來(lái)放置簇等。圖10-29PlaceCl