1.2 印制电路板的设计流程

有很多读者和学生经常问我，为什么在PADS Layout中导入（Import）OrCAD生成的网络表时总是不成功？要么找不到网络表文件，要么有很多PCB封装根本找不到，甚至一个PCB封装都找不到。这里的原因各异，其中有一个主要的原因是PADS Layout的初学者没有理解印制电路板的设计流程。如果有很多前期工作还没有做，就开始在PADS Layout中导入网络表，那肯定是不成功的。

鉴于目前国内的现状是工程技术人员较喜欢使用OrCAD绘制原理图，然后采用PADS Layout设计印制电路板，同时笔者的另外两本书《OrCAD 9.2和PowerPCB 5.0实用教程》（国防工业出版社，2005年8月第一版）和《OrCAD电路原理图设计与应用》（机械工业出版社，2008年1月第一版），都详细讲解了如何把OrCAD电路图生成的网络表导入到PADS的PCB软件中，所以本书提到绘制原理图，都是指采用OrCAD绘制原理图。

PCB的设计工作流程主要包括几个部分：制作PCB封装、在OrCAD中生成网络表、绘制电路板边框、导入网络表、定义设计规则、元器件布局、布线、检查、输出，如图1-1所示。

导入网络表有两种方法：一种方法是，同时打开PADS Logic和PADS Layout，使用PADS Logic的【Tools】→【PADS Layout…】菜单命令，调出【PADS Layout Link】对话框，在该对话框中选择【Send Netlist】命令，就可以通过目标链接与嵌入（OLE）技术完成PADS Logic和PADS Layout的数据交换。这种方法的优点是保持了原理图和PCB图的一致，尽量减少出错可能性。另一种方法是，在PADS Layout中选择【File】→【Import…】菜单命令，直接将原理图生成的网络表导入到PADS Layout中。

在导入网络表以后，所有的元器件都会放在工作区的零点，重叠在一起。接下来的工作是把这些元器件分开，并按一些规则摆放整齐，这就是元器件布局。PADS Layout中提供了两种方法：手工布局和自动布局。自动布局和局部电路的自动布局在大多数设计中效果并不理想，不推荐使用。

布线的方式也有两种，手工布线和自动布线。PADS Layout提供的手工布线的功能包括自动推挤、在线设计规则检查（DRC）。自动布线是由Specctra的布线引擎进行。通常在设计中各取其优点，两种方法配合使用，一般的步骤是：手工布线→自动布线→手工修改布线。

检查的项目有间距（Clearance）、连接性（Connectivity）、高速规则（High Speed）和电源层（Plane），这些项目可以通过选择【Tools】→【Verify Design】菜单命令进行。如果设置了高速规则，则必须检查，若没设置可以直接跳过这一项。检查出错，必须修改布线或布局。

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。光绘文件十分重要，关系到这次设计的成败。

这里需要做以下几点说明：

（1）只有在认真检查采用OrCAD绘制的原理图不需要修改后才开始设计印制电路板，不然的话，返工的工作量将会比较大。当然，在后来的印制电路板设计过程中，回头修改少量电路原理图再修改印制电路板是很正常的。

（2）很多初学者没有进行“在OrCAD中确定元件的PCB Footprint”这一步，就开始生成网络表，这样肯定不能成功地在PADS Layout中导入网络表。

（3）制作的PCB封装，在PADS Layout中叫做“PCB Decals”，它属于某个类型（Part Type），而在OrCAD中把PCB封装叫做“PCB Footprint”，所以在OrCAD中为每个元件的“PCB Footprint”赋予PADS Layout中的某个类型（Part Type），不是PADS Layout中的“PCB Decals”（如果Part Type和PCB Decals同名，那么一般就不会出错）。

（4）导入网络表后，元件（也就是在PADS Layout中制作的PCB封装）都会堆积在PCB设计窗口的原点。这样并不说明网络表没错，因为有些错误被忽略了。

（5）元器件布局有手工布局和自动布局，但是自动布局效果一般，所以更多的是手工布局。如果电路板很复杂，元件特别多，建议先采用自动布局，然后手工布局。

（6）PADS Router的自动布线功能很强大，相比之下，Protel的自动布线功能就很逊色了。采用PADS Router自动布线后，往往还需要手工做些少量修改。

（7）检查主要是考虑元器件布局的合理性、电源和地线的布线、去耦电容的摆放和连接等等。如果检查到某个地方需要更改原理图然后修改印制电路板，那么千万不要重新导入网络表，否则设计PCB的所有工作都得重头再来。检查PCB的另一个方法是将PCB分层打印，这样可以更清楚地看出哪些地方是否合理，甚至可以拿实物与打印出的图形比照。

（8）送给制板厂的文件，可以是PADS Layout系统的文件，也可以是光绘文件。使用光绘文件便于保守企业秘密，也便于各个厂家制板，因为光绘文件一般都遵守国际标准的Gerber格式。

其实，设计PCB与绘制电路原理图的基本思想都是一样的。设计PCB就像在总装一辆汽车，汽车的每一个零部件并不是在总装现场生产的，而是从库里面取出来的。设计PCB时需要的每一个元件的PCB封装，也是事先制作好并存放在库里面，然后按照网络表从库里面调出来的。PCB设计窗口就像一个汽车总装厂，PCB封装制作窗口就像一个零部件加工厂，它们的关系如图1-2所示。