PCB layout.docx

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PCBlayout

LAYOUT面试试题 

1）请简单说明LAYOUT的流程？

简要流程：

原理图——新建库需求，网表输入其他需求——（倒入网表）设计要求分析——布局，规则导入

——布局确认——（OK）PCB布线、验证、优化——布线确认——设计资料输出——最终确认，结束

2）哪些因数会影响布线的阻抗及差分阻抗？

不同阻抗如何在同一块板子上实现？

答：

影响因数：

线宽，铜厚，介质介电常数叠层结构，同时影响差分阻抗的还有差分对的间距。

  不同阻抗通常采用不同线宽或换层来达到要求 

3）请问您做过哪此方面的板子，做过主机板吗？

请对主机板一此主要零件如VGA、LAN、1394layout时需注意事项做简要描述。

VGA:

基本走线要求:

    1.RED、GREEN、BLUE必须绕在一起，视情况包GND.R.G.B不要跨切割。

    2HSYNC、VSYNC必须绕在一起,视情况包GND.

  LAN:

基本走线要求

    1.同一组线，必须绕在一起。

    2Net:

RX，TX：

必须differentialpair绕线.

1394:

基本走线要求:

    1.Differentialpair绕线,同层,平行,不要跨切割.

    2.同一组线，必须绕在一起。

    3与高速信号线间距不小于50mil

USB:

基本走线要求:

    1Differentialpair绕线,同层,平行,不要跨切割.

    2同一组线，必须绕在一起

4）ALLEGRO中零件PAD共分这此层，请分别解释图中regularpad、thermalrelief、antipad的意思及三者之间的关系。

Top、bottom、soldermask-top、soldermask-bottom、pastemask_top、pastemask_bottom之间的关系。

5）    在高速PCB设计时我们使用的软件都只不过是对设置好的EMC、EMI规则进行检查，而设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则？

怎样设置规则？

6）电源以及电源转换部分是系统的心脏，请描述TRACE宽度与流过电流大小的关系。

7）什么叫差分线？

为什么要走差分线？

走差分线需要注意什么？

（1）通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。

而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。

（2）a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

 （3）等长、等距”。

等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量；等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。

“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。

当然所有这些规则都不是用来生搬硬套的.

8）PCB设计时，为何要铺铜？

在做pcb板的时候，为了减小干扰，地线是否应该构成闭和形式？

在PCB设计中，通常将地线又分为保护地和信号地；电源地又分为数字地和模拟地，为什么要对地线进行划分？

  一般铺铜有几个方面原因：

１，EMC.对于大面积的地或电源铺铜，会起到屏蔽作用，有些特殊地，如PGND起到防护作用。

２，PCB工艺要求。

一般为了保证电镀效果，或者层压不变形，对于布线较少的PCB板层铺铜。

３，信号完整性要求，给高频数字信号一个完整的回流路径，并减少直流网络的布线。

4，当然还有散热，特殊器件安装要求铺铜等等原因。

在做PCB板的时候，一般来讲都要减小回路面积，以便减少干扰，布地线的时候，也不应布成闭合形式，而是布成树枝状较好，还有就是要尽可能增大地的面积。

划分地的目的主要是出于EMC的考虑，担心数字部分电源和地上的噪声会对其它信号，特别是模拟信号通过传导途径有干扰。

至于信号的和保护地的划分，是因为EMC中ESD静放电的考虑，类似于我们生活中避雷针接地的作用。

无论怎样分，最终的大地只有一个。

只是噪声泻放途径不同而已。

9）请说明EMC,ESD的含义。

做过此认证的产品吗？

如有请谈谈实施经验。

  EMC：

电磁兼容

    ESD：

静电释放

10）谈谈对DFM的认识及常识。

答：

DFM就是可制造性设计

   一些常识：

最小孔径，最小线间距（了解制造商的工艺水平）

同种有极性的器件尽量保持方向一致

IC放置方向要考虑过锡炉的方向，器件间的最小间距

有SMD器件的板子至少需要2个光学定位点

一：

LAYOUT的一般流程：

1、概述

    本文档的目的在于说明使用PADS的印制板设计软件PowerPCB进行印制板设计的流程和一些注意事项，为一个工作组的设计人员提供设计规范，方便设计人员之间进行交流和相互检查。

2、设计流程

    PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤.

    2.1网表输入

    网表输入有两种方法，一种是使用PowerLogic的OLEPowerPCBConnection功能，选择SendNetlist，应用OLE功能，可以随时保持原理图和PCB图的一致，尽量减少出错的可能。

另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表，选择File->Import，将原理图生成的网表输入进来。

    2.2规则设置 

    如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话，就不用再进行设置这些规则了，因为输入网表时，设计规则已随网表输入进PowerPCB了。

如果修改了设计规则，必须同步原理图，保证原理图和PCB的一致。

除了设计规则和层定义外，还有一些规则需要设置，比如PadStacks，需要修改标准过孔的大小。

如果设计者新建了一个焊盘或过孔，一定要加上Layer25。

    注意：

    PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件，名称为Default.stp，网表输入进来以后，按照设计的实际情况，把电源网络和地分配给电源层和地层，并设置其它高级规则。

在所有的规则都设置好以后，在PowerLogic中，使用OLEPowerPCBConnection的RulesFromPCB功能，更新原理图中的规则设置，保证原理图和PCB图的规则一致。

    2.3元器件布局

    网表输入以后，所有的元器件都会放在工作区的零点，重叠在一起，下一步的工作就是把这些元器件分开，按照一些规则摆放整齐，即元器件布局。

PowerPCB提供了两种方法，手工布局和自动布局。

    2.3.1手工布局

    a.工具印制板的结构尺寸画出板边（BoardOutline）。

    b.将元器件分散（DisperseComponents），元器件会排列在板边的周围。

    c.把元器件一个一个地移动、旋转，放到板边以内，按照一定的规则摆放整齐。

    2.3.2自动布局

    PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局，但对大多数的设计来说，效果并不理想，不推荐使用。

    2.3.3注意事项

    a.布局的首要原则是保证布线的布通率，移动器件时注意飞线的连接，把有连线关系的器件放在一起

    b.数字器件和模拟器件要分开，尽量远离

    c.去耦电容尽量靠近器件的VCC

    d.放置器件时要考虑以后的焊接，不要太密集

    e.多使用软件提供的Array和Union功能，提高布局的效率

    2.4布线

    布线的方式也有两种，手工布线和自动布线。

PowerPCB提供的手工布线功能十分强大，包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC），自动布线由Specctra的布线引擎进行，通常这两种方法配合使用，常用的步骤是手工—自动—手工。

    2.4.1手工布线

    a.自动布线前，先用手工布一些重要的网络，比如高频时钟、主电源等，这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求；另外一些特殊封装，如BGA，自动布线很难布得有规则，也要用手工布线。

    b.自动布线以后，还要用手工布线对PCB的走线进行调整。

    2.4.2自动布线

    手工布线结束以后，剩下的网络就交给自动布线器来自布。

选择Tools->SPECCTRA，启动Specctra布线器的接口，设置好DO文件，按Continue就启动了Specctra布线器自动布线，结束后如果布通率为100%，那么就可以进行手工调整布线了；如果不到100%，说明布局或手工布线有问题，需要调整布局或手工布线，直至全部布通为止。

    2.4.3注意事项

    a.电源线和地线尽量加粗

    b.去耦电容尽量与VCC直接连接

    c.设置Specctra的DO文件时，首先添加Protectallwires命令，保护手工布的线不被自动布线器重布

    d.如果有混合电源层，应该将该层定义为Split/mixedPlane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用PourManager的PlaneConnect进行覆铜

    e.将所有的器件管脚设置为热焊盘方式，做法是将Filter设为Pins，选中所有的管脚，

修改属性，在Thermal选项前打勾

    f.手动布线时把DRC选项打开，使用动态布线（DynamicRoute）

    2.5检查

    检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（HighSpeed）和电源层（Plane），这些项目可以选择Tools->VerifyDesign进行。

如果设置了高速规则，必须检查，否则可以跳过这一项。

检查出错误，必须修改布局和布线。

注意：

    有些错误可以忽略，例如有些接插件的Outline的一部分放在了板框外，检查间距时会出错；另外每次修改过走线和过孔之后，都要重新覆铜一次。

    2.6复查

    复查根据“PCB检查表”，内容包括设计规则，层定义、线宽、间距、焊盘、过孔设置；还要重点复查器件布局的合理性，电源、地线网络的走线，高速时钟网络的走线与屏蔽，去耦电容的摆放和连接等。

复查不合格，设计者要修改布局和布线，合格之后，复查者和设计者分别签字。

    2.7设计输出

    PCB设计可以输出到打印机或输出光绘文件。

打印机可以把PCB分层打印，便于设计者和复查者检查；光绘文件交给制板厂家，生产印制板。

光绘文件的输出十分重要，关系到这次设计的成败，下面将着重说明输出光绘文件的注意事项。

    a.需要输出的层有布线层（包括顶层、底层、中间布线层）、电源层（包括VCC层和GND层）、丝印层（包括顶层丝印、底层丝印）、阻焊层（包括顶层阻焊和底层阻焊），另外还要生成钻孔文件（NCDrill）

    b.如果电源层设置为Split/Mixed，那么在AddDocument窗口的Document项选择Routing，并且每次输出光绘文件之前，都要对PCB图使用PourManager的PlaneConnect进行覆铜；如果设置为CAMPlane，则选择Plane，在设置Layer项的时候，