PCB布线规则

连线精简原则

连线要精简，尽可能短，尽量少拐弯，力求线条简单明了，特别是在高频回路中，当然为了达到阻抗匹配而需要进行特殊延长的线就例外了，例如蛇行走线等。安全载流原则铜线的宽度应以自己所能承载的电流为基础进行设计，铜线的载流能力取决于以下因素：线宽、线厚（铜铂厚度）、允许温升等，下表给出了铜导线的宽度和导线面积以及导电电流的关系（军品标准），可以根据这个基本的关系对导线宽度进行适当的考虑。印制导线最大允许工作电（导线厚50um，允许温升10℃）

导线宽度（Mil） 导线电流（A） 10 1 15 1.2 20 1.3 25 1.7 30 1.9 50 2.6 75 3.5 100 4.2 200 7.0 250 8.3

相关的计算公式为： I=KT0.44A0.75 其中:

K 为修正系数，一般覆铜线在内层时取0.024，在外层时取0.048； T 为最大温升，单位为℃;

A 为覆铜线的截面积，单位为mil（不是mm，注意）； I 为允许的最大电流，单位是A。电磁抗干扰原则

电磁抗干扰原则涉及的知识点比较多，例如铜膜线的拐弯处应为圆角或斜角（因

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为高频时直角或者尖角的拐弯会影响电气性能）双面板两面的导线应互相垂直、斜交或者弯曲走线，尽量避免平行走线，减小寄生耦合等。

一、 通常一个电子系统中有各种不同的地线，如数字地、逻辑地、系统地、机壳地等，地线的设计原则如下： 1、正确的单点和多点接地

在低频电路中，信号的工作频率小于1MHZ，它的布线和器件间的电感影响较小，而接地电路形成的环流对干扰影响较大，因而应采用一点接地。当信号工作频率大于10MHZ 时，如果采用一点接地，其地线的长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地法。 2、 数字地与模拟地分开

若线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应尽量使它们分开。一般数字电路的抗干扰能力比较强，例如TTL 电路的噪声容限为0.4~0.6V，CMOS 电路的噪声容限为电源电压的0.3~0.45 倍，而模拟电路只要有很小的噪声就足以使其工作不正常，所以这两类电路应该分开布局布线。 3、 接地线应尽量加粗

若接地线用很细的线条，则接地电位会随电流的变化而变化，使抗噪性能降低。因此应将地线加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能接地线应在2~3mm 以上。 4、 接地线构成闭环路

只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成环路大多能提高抗噪声能力。因为环形地线可以减小接地电阻，从而减小接地电位差。 二、 配置退藕电容

PCB 设计的常规做法之一是在印刷板的各个关键部位配置适当的退藕电容，退藕电容的一般配置原则是：

1、电源的输入端跨接10~100uf 的电解电器，如果印制电路板的位置允许，采用100uf 以上的电解电容器抗干扰效果会更好。

2、原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01uf~`0.1uf 的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8 个芯片布置一个1~10uf 的钽电容（最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感，最好使

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用钽电容或聚碳酸酝电容）。

3、对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如RAM、ROM 存储器件，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退藕电容。

4、电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。 三、 过孔设计

在高速PCB 设计中，看似简单的过孔也往往会给电路的设计带来很大的负面效应，为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到： 1、从成本和信号质量两方面来考虑，选择合理尺寸的过孔大小。例如对6- 10 层的内存模块PCB 设计来说，选用10/20mil（钻孔/焊盘）的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使用8/18Mil 的过孔。在目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了（当孔的深度超过钻孔直径的6 倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜）；对于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。

2、使用较薄的PCB 板有利于减小过孔的两种寄生参数。

3、PCB 板上的信号走线尽量不换层，即尽量不要使用不必要的过孔。 4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好。 5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB 板上大量放置一些多余的接地过孔。 四、 降低噪声与电磁干扰的一些经验

1、能用低速芯片就不用高速的，高速芯片用在关键地方。 2、可用串一个电阻的方法，降低控制电路上下沿跳变速率。 3、尽量为继电器等提供某种形式的阻尼，如RC 设置电流阻尼。 4、使用满足系统要求的最低频率时钟。

5、时钟应尽量靠近到用该时钟的器件，石英晶体振荡器的外壳要接地。 6、用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量短。

7、石英晶体下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。 8、时钟、总线、片选信号要远离I/O 线和接插件。

9、时钟线垂直于I/O 线比平行于I/O 线干扰小。? I/O 驱动电路尽量靠近PCB 板边，让其尽快离开PCB。对进入PCB 的信号要加滤波，从高噪声区来信号也要

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加滤波，同时用串终端电阻的办法，减小信号反射。

10、MCU 无用端要接高，或接地，或定义成输出端，集成电路上该接电源、地的端都要接，不要悬空。

11、闲置不用的门电路输入端不要悬空，闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。

12、印制板尽量使用45 折线而不用90 折线布线，以减小高频信号对外的发射与耦合。

13、印制板按频率和电流开关特性分区，噪声元件与非噪声元件呀距离再远一些。 14、单面板和双面板用单点接电源和单点接地、电源线、地线尽量粗。 15、模拟电压输入线、参考电压端要尽量远离数字电路信号线，特别是时钟。 16、对A/D 类器件，数字部分与模拟部分不要交叉。 17、元件引脚尽量短，去藕电容引脚尽量短。

18、关键的线要尽量粗，并在两边加上保护地，高速线要短要直。 19、对噪声敏感的线不要与大电流，高速开关线并行。 20、弱信号电路，低频电路周围不要形成电流环路。

21、任何信号都不要形成环路，如不可避免，让环路区尽量小。每个集成电路有一个去藕电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。

22、用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容做电路充放电储能电容，使用管状电容时，外壳要接地。

23、对干扰十分敏感的信号线要设置包地，可以有效地抑制串扰。

24、信号在印刷板上传输，其延迟时间不应大于所有器件的标称延迟时间。环境效应原则要注意所应用的环境，例如在一个振动或者其他容易使板子变形的环境中采用过细的铜膜导线很容易起皮拉断等。安全工作原则要保证安全工作，例如要保证两线最小间距要承受所加电压峰值，高压线应圆滑，不得有尖锐的倒角，否则容易造成板路击穿等。组装方便、规范原则走线设计要考虑组装是否方便，例如印制板上有大面积地线和电源线区时（面积超过50平方毫米），应局部开窗口以方便腐蚀等。此外还要考虑组装规范设计，例如元件的焊接点用焊盘来表示，这些焊盘（包括过孔）均会自动不上阻焊油，但是如用填充块当表贴焊盘或用线段当金手指插头，而又不做特别处理，（在阻焊层画出无阻焊油的区域），

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阻焊油将掩盖这些焊盘和金手指，容易造成误解性错误；SMD 器件的引脚与大面积覆铜连接时，要进行热隔离处理，一般是做一个Track 到铜箔，以防止受热不均造成的应力集中而导致虚焊；PCB上如果有Φ12 或方形12mm 以上的过孔时，必须做一个孔盖，以防止焊锡流出等。经济原则

遵循该原则要求设计者要对加工，组装的工艺有足够的认识和了解，例如5mil 的线做腐蚀要比8mil 难，所以价格要高，过孔越小越贵等

热效应原则 在印制板设计时可考虑用以下几种方法：均匀分布热负载、给零 件装散热器，局部或全局强迫风冷。从有利于散热的角度出发，印制板最好是直立安装，板与板的距离一般不应小于2cm，而且器件在印制板上的排列方式应遵循一定的规则：同一印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等）放在冷却气流的最上（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却气流最下。在水平方向上，大功率器件尽量靠近印刷板的边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印刷板上方布置，

以便减少这些器件在工作时对其他器件温度的影响。对温度比较敏感的器件最好安置在温度最低的区域（如设备的底

部），千万不要将它放在发热器件的正上方，多个器件最好是在水平面上交错布局。设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空

气流动的路径，合理配置器件或印制电路板。采用合理的器件排列方式，可以有效地降低印制电路的温升。此外通过降额使用，做等温处理等方法也是热设计中经常使用的手段。

多层板是根据布线时的信号频率以及抗干扰要求决定的，一般增加的层主要是用来解决干扰问题增加的接地。

比如，三层PCB可以将中间做一层地线，这样PCB的两面信号之间不会互相串扰，如果四层的话，可以在刚才三层的基础上，对其中一面频率较高的信号再加上一层地线用来屏蔽干扰，以此类推。

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成型工艺是先用PROTEL等设计出多层板，分别制成多块板后对位胶合起来的，胶合后才能打孔，以及做过孔的金属化。

1 电源、地线的处理 既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、 地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能

下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、 地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证

产品的质量。 对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因， 现只对降低式抑制噪音作

以表述： 众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。 尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：

地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可

用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上 的地方都与地相连接作为地线用。或是做成多层板， 电源，地线各占用一层。

2、数字电路与模拟电路的共地处理 现在有许多PCB不再是单一功能电路（数字或模拟电路），而是由数字电路和模拟电路混合

构成的。因此在布线时就需要考虑它们之间互相干扰问题，特别是地线上的噪音干扰。 数字电路的频率高，模拟电路的敏感度

强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整人PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB

内部进行处理数、模共地的问题，而在板内部数字地和模拟地实际上是分开的它们之间互不相连，只是在PCB与外界连接的接口

处（如插头等）。数字地与模拟地有一点短接，请注意，只有一个连接点。也有在PCB上不共地的，这由系统设计来决定。

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3、信号线布在电（地）层上 在多层印制板布线时，由于在信号线层没有布完的线剩下已经不多，再多加层数就会造成浪费也会

给生产增加一定的工作量，成本也相应增加了，为解决这个矛盾，可以考虑在电（地）层上进行布线。首先应考虑用电源层，其 次才是地层。因为最好是保留地层的完整性。

4、大面积导体中连接腿的处理 在大面积的接地（电）中，常用元器件的腿与其连接，对连接腿的处理需要进行综合的考虑，就

电气性能而言，元件腿的焊盘与铜面满接为好，但对元件的焊接装配就存在一些不良隐患如：①焊接需要大功率加热器。②容易

造成虚焊点。所以兼顾电气性能与工艺需要，做成十字花焊盘，称之为热隔离（heat shield）俗称热焊盘（Thermal），这样，

可使在焊接时因截面过分散热而产生虚焊点的可能性大大减少。多层板的接电（地）层腿的处理相同。

5、布线中网络系统的作用 在许多CAD系统中，布线是依据网络系统决定的。网格过密，通路虽然有所增加，但步进太小，图场的

数据量过大，这必然对设备的存贮空间有更高的要求，同时也对象计算机类电子产品的运算速度有极大的影响。而有些通路是无

效的，如被元件腿的焊盘占用的或被安装孔、定们孔所占用的等。网格过疏，通路太少对布通率的影响极大。所以要有一个疏密

合理的网格系统来支持布线的进行。 标准元器件两腿之间的距离为0.1英寸(2.54mm),所以网格系统的基础一般就定为0.1英寸

(2.54 mm)或小于0.1英寸的整倍数，如：0.05英寸、0.025英寸、0.02英寸等。

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6、设计规则检查（DRC） 布线设计完成后，需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则，同时也需确认所制定的规则是

否符合印制板生产工艺的需求，一般检查有如下几个方面： 线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔

与贯通孔之间的距离是否合理，是否满足生产要求。 电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗

）？在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。 对于关键的信号线是否采取了最佳措施，如长度最短，加保护线，输入线及输出线

被明显地分开。 模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。 后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短

路。 对一些不理想的线形进行修改。 在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志

是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。 多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短

路。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OLE PowerPCB Connection功能，选择Send Netlist，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

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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Pad Stacks，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Layer 25。

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OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB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

1. 工具印制板的结构尺寸画出板边（Board Outline）。

2. 将元器件分散（Disperse Components），元器件会排列在板边的周围。 3. 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。

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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

1. 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。

2. 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

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c. 设置Specctra的DO文件时，首先添加Protect all wires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/mixed Plane，在布线之前将其分割，布完线之后，使用Pour Manager的Plane Connect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（Dynamic Route）

2.5 检查 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 可以选择Tools->Verify Design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。

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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（NC Drill） b. 如果电源层设置为Split/Mixed，那么在Add

Document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Pour Manager的Plane Connect进行覆铜；

如果设置为CAM Plane，则选择Plane，在设置Layer项的时候，要把Layer25加上，在Layer25层中选择Pads和Viasc. 在设备设置窗口

（按Device Setup），将Aperture的值改为199 d. 在设置每层的Layer时，将Board Outline选上

e. 设置丝印层的Layer时，不要选择Part Type，选择顶层（底层）和丝印层的Outline、Text、Line

f. 设置阻焊层的Layer时，选择过孔表示过孔上不加阻焊，不选过孔表示家阻焊，视具体情况确定

g. 生成钻孔文件时，使用PowerPCB的缺省设置，不要作任何改动

h. 所有光绘文件输出以后，用CAM350打开并打印，由设计者和复查者根据“PCB检查表”检查过孔（via）是多层PCB的重要组

成部分之一，钻孔的费用通常占PCB制板费用的30%到40%。

简单的说来，PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用作各层间的电气连接；

二是用作器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过孔一般又分为三类，即盲孔(blind via)、埋孔(buried via)和通孔

(through via)。盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不

超过一定的比率(孔径)。埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到

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线路板的表面。上述两类孔都位于线路板的内层，

层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。第三种称为通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实

现内部互连或作为元件的安装定位孔。由于通孔在工艺上更易于实现，成本较低，所以绝大部分印刷电路板均使用它，而不用另外两

种过孔。以下所说的过孔，没有特殊说明的，均作为通孔考虑。 从设计的角度来看，一个过孔主要由两个部分组成，一是中间的钻孔

（drill hole）,二是钻孔周围的焊盘区，见下图。这两部分的尺寸大小决定了过孔的大小。很显然，在高速,高密度的PCB设计时，设

计者总是希望过孔越小越好，这样板上可以留有更多的布线空间，此外，过孔越小，其自身的寄生电容也越小，更适合用于高速电路。

但孔尺寸的减小同时带来了成本的增加，而且过孔的尺寸不可能无限制的减小，它受到钻孔(drill)和电镀（plating）等工艺技术的

限制：孔越小，钻孔需花费的时间越长，也越容易偏离中心位置；且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时，就无法保证孔壁能均匀镀铜。

比如，现在正常的一块6层PCB板的厚度（通孔深度）为50Mil左右，所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。 二、过孔的寄

生电容 过孔本身存在着对地的寄生电容，如果已知过孔在铺地层上的隔离孔直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材

介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于： C=1.41εTD1/(D2-D1) 过孔的寄生电容会给电路造成的主要影响是延长了信号的上升

时间，降低了电路的速度。举例来说，对于一块厚度为50Mil的PCB板，如果使用内径为10Mil，焊盘直径为20Mil的过孔，焊盘与地铺

铜区的距离为32Mil,则我们可以通过上面的公式近似算出过孔的寄生电容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF， 这部分电容引起的上升时间变化量为：

T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。从这些数值可以看出，尽管单个过孔的寄生

电容引起的上升延变缓的效用不是很明显，但是如果走线中多次使用过孔进行层

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间的切换，设计者还是要慎重考虑的。

三、过孔的寄生电感 同样，过孔存在寄生电容的同时也存在着寄生电感，在高速数字电路的设计中，过孔的寄生电感带来的危害

往往大于寄生电容的影响。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献，减弱整个电源系统的滤波效用。我们可以用下面的公式来简

单地计算一个过孔近似的寄生电感： L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指过孔的电感，h是过孔的长度，d是中心钻孔的直径。从式中可以

看出，过孔的直径对电感的影响较小，而对电感影响最大的是过孔的长度。仍然采用上面的例子，可以计算出过孔的电感为：L=

5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信号的上升时间是1ns，那么其等效阻抗大小为：XL=πL/T10-90=3.19Ω。这样

的阻抗在有高频电流的通过已经不能够被忽略，特别要注意，旁路电容在连接电源层和地层的时候需要通过两个过孔，这样过孔的 寄生电感就会成倍增加。

四、高速PCB中的过孔设计 通过上面对过孔寄生特性的分析，我们可以看到，在高速PCB设计中，看似简单的过 孔往往也会给电路

的设计带来很大的负面效应。为了减小过孔的寄生效应带来的不利影响，在设计中可以尽量做到：

1、从成本和信号质量两方面考虑，选择合理尺寸的过孔大小。比如对6-10层的内 存模块PCB设计来说，选用10/20Mil（钻孔/焊盘）

的过孔较好，对于一些高密度的小尺寸的板子，也可以尝试使用8/18Mil的过孔。目前技术条件下，很难使用更小尺寸的过孔了。对

于电源或地线的过孔则可以考虑使用较大尺寸，以减小阻抗。

2、上面讨论的两个公式可以得出，使用较薄的PCB板有利于减小过孔的两种寄 生参数。

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3、PCB板上的信号走线尽量不换层，也就是说尽量不要使用不必要的过孔。

4、电源和地的管脚要就近打过孔，过孔和管脚之间的引线越短越好，因为它们会 导致电感的增加。同时电源和地的引线要尽可能粗， 以减少阻抗。

5、在信号换层的过孔附近放置一些接地的过孔，以便为信号提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地过孔。当

然，在设计时还需要灵活多变。前面讨论的过孔模型是每层均有焊盘的情况，也有的时候，我们可以将某些层的焊盘减小甚至去掉。

特别是在过孔密度非常大的情况下，可能会导致在铺铜层形成一个隔断回路的断槽，解决这样的问题除了移动过孔的位置，我们还可 以考虑将过孔在该铺铜层的焊盘尺寸减小。

Protel发展历史

随着计算机业的发展，从80年代中期计算机应用进入各个领域。在这种背景下，87、88年由美国ACCEL Technologies Inc推出了第一个应用于电子线路设计软件包——TANGO，这个软件包开创了电子设计自动化（EDA）的先河。这个软件包现在看来比较简陋，但在当时给电子线路设计带来了设计方法和方式的革命，人们纷纷开始用计算机来设计电子线路，直到今天在国内许多科研单位还在使用这个软件包。

随着电子业的飞速发展，TANGO日益显示出其不适应时代发展需要的弱点。为了

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适应科学技术的发展，Protel Technology公司以其强大的研发能力推出了Protel For Dos作为TANGO的升级版本，从此Protel这个名字在业内日益响亮。

八十年代末，Windows系统开始日益流行，许多应用软件也纷纷开始支持Windows操作系统。 Protel也不例外，相继推出了Protel For Windows 1.0、Protel For Windows1.5等版本。这些版本的可视化功能给用户设计电子线路带来了很大的方便，设计者再也不用记一些繁琐的命令，也让用户体会到资源共享的乐趣。

九十年代中，Win95开始出现，Protel也紧跟潮流，推出了基于Win95的3.X版本。3.X版本的Protel加入了新颖的主从式结构，但在自动布线方面却没有什么出众的表现。另外由于3.X版本的Protel是16位和32位的混合型软件不太稳定。

98年，Prote公司推出了给人全新感觉的Proel98。Protel98以其出众的自动布线能力获得了业内人士的一直好评。

99年，Protel公司又推出了最新一代的电子线路设计系统——Protel99。在Protel99中加入了许多全新的特色。

Protel99组成

原理图设计系统

印刷电路板设计系统 信号模拟仿真系统

可编程逻辑设计系统 Protel99内置编辑器

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F原理图设计系统

原理图设计系统是用于原理图设计的Advanced Schematic系统。这部分包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch以及用于修改、生成零件的零件库编辑器SchLib。G

F印刷电路板设计系统

印刷电路板设计系统是用于电路板设计的Advanced PCB。这部分包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改、生成零件封装的零件封装编辑器PCBLib。G

F信号模拟仿真系统

信号模拟仿真系统是用于原理图上进行信号模拟仿真的SPICE 3f5系统。G

F可编程逻辑设计系统

可编程逻辑设计系统是基于CUPL的集成于原理图设计系统的PLD设计系统。G

F Protel99内置编辑器

这部分包括用于显示、编辑文本的文本编辑器Text和用于显示、编辑电子表格的电子表格编辑器Spread。G

Protel99主要特色

Protel99是基于Win95/Win NT/Win98/Win2000的纯32位电路设计制版系统。Protel99提供了一个集成的设计环境，包括了原理图设计和PCB布线工具，集成的设计文档管理，支持通过网络进行工作组协同设计功能。

Protel99的主要特性如下：

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(1) Protel99系统针对Windows NT4/9X作了纯32位代码优化，使得Protel99设计系统运行稳定而且高效。

(2) SmartTool（智能工具）技术将所有的设计工具集成在单一的设计环境中。

(3) SmartDoc（智能文档）技术将所有的设计数据文件储存在单一的设计数据库中，用设计管理器来统一管理。设计数据库以.ddb为后缀方式，在设计管理器中统一管理。 使用设计管理器统一管理的文档是在Protel99中新提出来的，以前版本中没有。

(4) SmartTeam（智能工作组）技术能让多个设计者通过网络安全地对同一设计进行单独设计，再通过工作组管理功能将各个部分集成到设计管理器中。

(5) PCB自动布线规则条件的复合选项极大的方便了布线规则的设计。

(6) 用在线规则检查功能支持集成的规则驱动PCB布线。

(7) 继承的PCB自动布线系统最新的使用了人工智能技术，如人工神经网络、模糊专家系统、模糊理论和模糊神经网络等技术，即使对于很复杂的电路板其布线结果也能达到专家级的水平。

(8) 对印刷电路板设计时的自动布局采用两种不同的布局方式，即Cluster Placer（组群式）和基于统计方式（Statistical Placer）。 在以前版本中只提供了基于统计方式的布局。

(9) Protel99新增加了自动布局规则设计功能，Placement标签页是在Protel99中新增加的，用来设置自动布局规则。

(10) 增强的交互式布局和布线模式，包括“Push-and-shove”（推挤）。

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(11) 电路板信号完整性规则设计和检查功能可以检测出潜在的阻抗匹配、信号传播延时和信号过载等问题。Signal Integrity标签页也是在Protel99中新增加的，用来进行信号完整性的有关规则设计。

(12) 零件封装类生成器的引入改进了零件封装的管理功能。

(13) 广泛的集成向导功能引导设计人员完成复杂的工作。

(14) 原理图到印刷电路板的更新功能加强了Sch和PCB之间的联系。

(15) 完全支持制版输出和电路板数控加工代码文件生成。

(16) 可以通过Protel Library Development Center升级广泛的器件库。

(17) 可以用标准或者用户自定义模板来生成新的原理图文件。

(18) 集成的原理图设计系统收集了超过60000元器件。

(19) 通过完整的SPICE 3f5仿真系统可以在原理图中直接进行信号仿真。

(20) 可以选择超过60中工业标准计算机电路板布线模板或者用户可以自己生成一个电路板模板。

(21) Protel99开放的文档功能使得用户通过API调用方式进行三次开发。

(22) 集成的（Macro）宏编程功能支持使用Client Basic编程语言。

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Protel存在的问题

虽然Protel99很出色，但它也存在一些问题，对于普通用户常见的问题如下：

(1) 在PCB设计中无法放置中文（双字节）文字，这个问题Protel所有版本都存在，到Protel99中还是没有改进。如果要放置中文文字的话可以向第三方获取。

(2) 系统资源消耗过大，Protel99由于增加了许多新的功能，所以在运行时将占据大多数系统资源，其系统占用率远远高于以前的版本。

(3) 原理图和印刷电路板设计系统设计界面的不统一在Protel99中还是没有得到改善。如对齐功能（Align），原理图设计时对齐功能（Align）在Edit菜单下，而在印刷电路板设计时却在Tools菜单下；右键菜单也是如此。

(4) Protel99中的新的联机帮助功能没有Protel98的联机功能好用。

(5) 系统配置要求较高。

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