1.2 印制電路板的設(shè)計流程

有很多讀者和學(xué)生經(jīng)常問我，為什么在PADS Layout中導(dǎo)入（Import）OrCAD生成的網(wǎng)絡(luò)表時總是不成功？要么找不到網(wǎng)絡(luò)表文件，要么有很多PCB封裝根本找不到，甚至一個PCB封裝都找不到。這里的原因各異，其中有一個主要的原因是PADS Layout的初學(xué)者沒有理解印制電路板的設(shè)計流程。如果有很多前期工作還沒有做，就開始在PADS Layout中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，那肯定是不成功的。

鑒于目前國內(nèi)的現(xiàn)狀是工程技術(shù)人員較喜歡使用OrCAD繪制原理圖，然后采用PADS Layout設(shè)計印制電路板，同時筆者的另外兩本書《OrCAD 9.2和PowerPCB 5.0實用教程》（國防工業(yè)出版社，2005年8月第一版）和《OrCAD電路原理圖設(shè)計與應(yīng)用》（機(jī)械工業(yè)出版社，2008年1月第一版），都詳細(xì)講解了如何把OrCAD電路圖生成的網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入到PADS的PCB軟件中，所以本書提到繪制原理圖，都是指采用OrCAD繪制原理圖。

PCB的設(shè)計工作流程主要包括幾個部分：制作PCB封裝、在OrCAD中生成網(wǎng)絡(luò)表、繪制電路板邊框、導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表、定義設(shè)計規(guī)則、元器件布局、布線、檢查、輸出，如圖1-1所示。

導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表有兩種方法：一種方法是，同時打開PADS Logic和PADS Layout，使用PADS Logic的【Tools】→【PADS Layout…】菜單命令，調(diào)出【PADS Layout Link】對話框，在該對話框中選擇【Send Netlist】命令，就可以通過目標(biāo)鏈接與嵌入（OLE）技術(shù)完成PADS Logic和PADS Layout的數(shù)據(jù)交換。這種方法的優(yōu)點是保持了原理圖和PCB圖的一致，盡量減少出錯可能性。另一種方法是，在PADS Layout中選擇【File】→【Import…】菜單命令，直接將原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)入到PADS Layout中。

在導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表以后，所有的元器件都會放在工作區(qū)的零點，重疊在一起。接下來的工作是把這些元器件分開，并按一些規(guī)則擺放整齊，這就是元器件布局。PADS Layout中提供了兩種方法：手工布局和自動布局。自動布局和局部電路的自動布局在大多數(shù)設(shè)計中效果并不理想，不推薦使用。

布線的方式也有兩種，手工布線和自動布線。PADS Layout提供的手工布線的功能包括自動推擠、在線設(shè)計規(guī)則檢查（DRC）。自動布線是由Specctra的布線引擎進(jìn)行。通常在設(shè)計中各取其優(yōu)點，兩種方法配合使用，一般的步驟是：手工布線→自動布線→手工修改布線。

檢查的項目有間距（Clearance）、連接性（Connectivity）、高速規(guī)則（High Speed）和電源層（Plane），這些項目可以通過選擇【Tools】→【Verify Design】菜單命令進(jìn)行。如果設(shè)置了高速規(guī)則，則必須檢查，若沒設(shè)置可以直接跳過這一項。檢查出錯，必須修改布線或布局。

PCB設(shè)計可以輸出到打印機(jī)或輸出光繪文件。打印機(jī)可以把PCB分層打印，便于設(shè)計者和復(fù)查者檢查；光繪文件交給制板廠家，生產(chǎn)印制板。光繪文件十分重要，關(guān)系到這次設(shè)計的成敗。

這里需要做以下幾點說明：

（1）只有在認(rèn)真檢查采用OrCAD繪制的原理圖不需要修改后才開始設(shè)計印制電路板，不然的話，返工的工作量將會比較大。當(dāng)然，在后來的印制電路板設(shè)計過程中，回頭修改少量電路原理圖再修改印制電路板是很正常的。

（2）很多初學(xué)者沒有進(jìn)行“在OrCAD中確定元件的PCB Footprint”這一步，就開始生成網(wǎng)絡(luò)表，這樣肯定不能成功地在PADS Layout中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表。

（3）制作的PCB封裝，在PADS Layout中叫做“PCB Decals”，它屬于某個類型（Part Type），而在OrCAD中把PCB封裝叫做“PCB Footprint”，所以在OrCAD中為每個元件的“PCB Footprint”賦予PADS Layout中的某個類型（Part Type），不是PADS Layout中的“PCB Decals”（如果Part Type和PCB Decals同名，那么一般就不會出錯）。

（4）導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表后，元件（也就是在PADS Layout中制作的PCB封裝）都會堆積在PCB設(shè)計窗口的原點。這樣并不說明網(wǎng)絡(luò)表沒錯，因為有些錯誤被忽略了。

（5）元器件布局有手工布局和自動布局，但是自動布局效果一般，所以更多的是手工布局。如果電路板很復(fù)雜，元件特別多，建議先采用自動布局，然后手工布局。

（6）PADS Router的自動布線功能很強大，相比之下，Protel的自動布線功能就很遜色了。采用PADS Router自動布線后，往往還需要手工做些少量修改。

（7）檢查主要是考慮元器件布局的合理性、電源和地線的布線、去耦電容的擺放和連接等等。如果檢查到某個地方需要更改原理圖然后修改印制電路板，那么千萬不要重新導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表，否則設(shè)計PCB的所有工作都得重頭再來。檢查PCB的另一個方法是將PCB分層打印，這樣可以更清楚地看出哪些地方是否合理，甚至可以拿實物與打印出的圖形比照。

（8）送給制板廠的文件，可以是PADS Layout系統(tǒng)的文件，也可以是光繪文件。使用光繪文件便于保守企業(yè)秘密，也便于各個廠家制板，因為光繪文件一般都遵守國際標(biāo)準(zhǔn)的Gerber格式。

其實，設(shè)計PCB與繪制電路原理圖的基本思想都是一樣的。設(shè)計PCB就像在總裝一輛汽車，汽車的每一個零部件并不是在總裝現(xiàn)場生產(chǎn)的，而是從庫里面取出來的。設(shè)計PCB時需要的每一個元件的PCB封裝，也是事先制作好并存放在庫里面，然后按照網(wǎng)絡(luò)表從庫里面調(diào)出來的。PCB設(shè)計窗口就像一個汽車總裝廠，PCB封裝制作窗口就像一個零部件加工廠，它們的關(guān)系如圖1-2所示。