專利名稱：一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子設(shè)備，具體涉及一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品市場競爭的進一步加劇，降低電子產(chǎn)品的制造成本、減小體積和重量以及提高產(chǎn)品性能和可靠性已成為電子產(chǎn)品開發(fā)的必然趨勢，無源元件或無源模塊集成設(shè)計于PCB(印制電路板)內(nèi)的開發(fā)設(shè)計將會越來越普遍。
可集成設(shè)計于PCB內(nèi)的無源元件包括但不限于電阻、電容、電感、耦合器類元件、濾波器類元件、時延線、功率分/合路類元件、相移類元件等等，無源模塊包括上述所指的無源元件組成的模塊。
PCB的版圖設(shè)計是PCB集成設(shè)計元件過程中一個非常重要的過程。通常PCB集成設(shè)計元件的PCB的版圖設(shè)計的常規(guī)方法如下直接根據(jù)仿真優(yōu)化后無源元件或無源模塊的導(dǎo)電層圖形數(shù)據(jù)在PCB各相應(yīng)層采用走線或/和多邊形方式繪制相應(yīng)的導(dǎo)電層圖形，并根據(jù)需要繪制相應(yīng)的焊盤、絲印框、字符、禁鋪銅區(qū)域、阻焊窗口、鋼網(wǎng)開窗、地過孔等等幾何圖形元素，同時需要確認最終得到的導(dǎo)電層圖形及各幾何圖形元素的尺寸參數(shù)正確無誤。
如果需要設(shè)計的PCB上有多個相同的無源元件或無源模塊，則可以通過上述方法在PCB上繪制一個無源元件或無源模塊后，選取上述導(dǎo)電層圖形等各幾何圖形元素，以拷貝的方式進行復(fù)制并放置到對應(yīng)的PCB其他位置上。
在設(shè)計PCB的鋪銅階段，需要將上述的各無源元件或無源模塊的導(dǎo)電層元素如走線或/和多邊形分別根據(jù)實際網(wǎng)絡(luò)關(guān)系定義網(wǎng)絡(luò)屬性，在鋪銅規(guī)則中確定定義鋪銅間距規(guī)則，完成鋪銅處理工作。
在上述PCB的版圖設(shè)計中，由于每一個無源元件或無源模塊均需精確定位，每一無源元件或無源模塊的導(dǎo)電層圖形的網(wǎng)絡(luò)屬性需要逐一定義，鋪銅處理必須對所有無源元件或無源模塊進行細致檢查處理，在需要集成設(shè)計的無源元件或無源模塊數(shù)量多的情況下，PCB的版圖設(shè)計的效率明顯降低，且容易出錯。
在PCB版圖設(shè)計過程中或PCB版圖設(shè)計完成后，如需對某一類型的無源元件或無源模塊的設(shè)計進行更改，則需要對PCB版圖中某一類型的所有無源元件或無源模塊進行逐一修改，其一致性難以保證；而且無源元件或無源模塊的原理圖更新、網(wǎng)表重新導(dǎo)入、布局調(diào)整等操作可能會使PCB版圖設(shè)計中的無源元件或無源模塊的圖形發(fā)生移動，這樣就需要進行大量的重新定位等操作；一些PCB版圖設(shè)計操作還會導(dǎo)致重新定義導(dǎo)電層圖形的網(wǎng)絡(luò)屬性，甚至?xí)?dǎo)致導(dǎo)電層圖形的丟失等情形，從而使PCB的版圖設(shè)計中會存在一些難以發(fā)覺的低級錯誤，且檢查核實過程極其費時，進一步加重了PCB版圖設(shè)計的工作量。
綜上所述，現(xiàn)有的PCB版圖設(shè)計方法設(shè)計效率低、容易出錯，致使PCB集成設(shè)計的效率低，且資源共享性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法和裝置，通過利用元件的封裝元件進行印制電路板的版圖設(shè)計，實現(xiàn)了資源共享、提高印制電路板的集成設(shè)計效率的目的。
為達到上述目的，本發(fā)明提供的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，包括a、確定需要集成設(shè)計于印制電路板中的元件；
b、確定將所述元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素；c、將所述元件的各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件；d、當(dāng)需要利用該元件進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)該元件的封裝元件進行所述印制電路板的版圖設(shè)計。
所述步驟a中的元件包括無源元件、無源模塊。
所述步驟b中各幾何圖形元素包括焊盤、絲印、字符、導(dǎo)電層圖形、禁鋪銅區(qū)圖形、綠油開窗圖形、鋼網(wǎng)開窗圖形、地過孔圖形。
所述步驟c包括根據(jù)所述元件的仿真設(shè)計需求確定所述各元素的幾何圖形屬性；根據(jù)所述各元素的幾何圖形屬性將所述各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件。
所述步驟c還包括確定所述元件的封裝元件的名稱、管腳，并存儲。
所述步驟c還包括根據(jù)需要對所述元件的封裝元件中的各幾何圖形元素進行修改；且所述步驟d還包括所述印制電路板的版圖設(shè)計中的相應(yīng)元件的封裝元件根據(jù)所述修改自動更新。
所述方法還包括根據(jù)元件的封裝元件繪制印制電路板的原理圖，并生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件；在進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)需要調(diào)入所述原理圖網(wǎng)表文件。
所述方法還包括根據(jù)所述元件的幾何圖形設(shè)置所述印制電路板的版圖設(shè)計中的鋪銅規(guī)則。
本發(fā)明還提供一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置，其特征在于包括設(shè)計封裝元件模塊確定元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素，并將其設(shè)計成印制電路板封裝形式的封裝元件，將所述封裝元件傳輸至存儲封裝元件模塊；存儲封裝元件模塊接收并存儲元件的封裝元件；版圖設(shè)計模塊當(dāng)需要進行印制電路板的版圖設(shè)計時，從所述存儲封裝元件模塊中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件進行所述印制電路板的版圖設(shè)計。
所述裝置還包括生成原理圖網(wǎng)表文件模塊從所述存儲封裝元件模塊中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件，根據(jù)所述封裝元件繪制印制電路板的原理圖，并生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件，在版圖設(shè)計模塊需要時，將所述原理圖網(wǎng)表文件傳輸至版圖設(shè)計模塊。
通過上述技術(shù)方案的描述可明顯得知，本發(fā)明通過將元件及其集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板形式的封裝元件，利用元件的封裝元件貫穿PCB版圖設(shè)計的整個過程，如果同類型的元件數(shù)量多，能夠大大減少PCB版圖設(shè)計中的重復(fù)性操作，而且能夠有效保證PCB版圖中同類元件的一致性；在需要對PCB版圖中的元件進行修改時，僅對該元件的封裝元件進行修改，PCB版圖中同類的元件通過一次性更新即可完成所有的修改工作，進一步減少了重復(fù)性操作、確保了PCB版圖中同類元件的一致性；通過在PCB版圖設(shè)計的原理圖繪制過程中直接使用元件的封裝元件，簡化了版圖設(shè)計與原理圖設(shè)計的接口工作；通過保存元件的封裝元件，使封裝元件能夠被不同PCB的版圖設(shè)計重復(fù)利用；從而實現(xiàn)了資源共享，提高印制電路板的集成設(shè)計效率和質(zhì)量的目的。


圖1是本發(fā)明的元件的封裝元件示意圖；
圖2是本發(fā)明的印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心是確定需要集成設(shè)計于印制電路板中的元件，確定將元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素，將元件的各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件，當(dāng)需要利用該元件進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)該元件的封裝元件進行印制電路板的版圖設(shè)計。
下面基于本發(fā)明的核心思想對本發(fā)明提供的技術(shù)方案做進一步的描述。
本發(fā)明中所指的需要集成設(shè)計于PCB中的元件包括無源元件和無源模塊。所謂無源元件包括但不限于電阻、電容、電感、耦合器類元件、濾波器類元件、時延線、功率分/合路類元件、相移類元件等；所謂無源模塊是上述所指的無源元件組成的模塊。
本發(fā)明在設(shè)計封裝形式的封裝元件時，首先需要分析當(dāng)無源元件或無源模塊集成設(shè)計于PCB中時需要的各幾何圖形元素。
本發(fā)明所指的幾何圖形元素包括但不限于焊盤、絲印、字符、導(dǎo)電層圖形、禁鋪銅區(qū)圖形、綠油開窗圖形、銅網(wǎng)開窗圖形以及地過孔圖形等。
在實際應(yīng)用中，針對具體的無源元件或無源模塊以及具有預(yù)定功能的具體PCB，應(yīng)從上述各幾何圖形元素中選取其集成設(shè)計于PCB中所需要的幾何圖形元素。
根據(jù)無源元件或無源模塊的實際需要確定其集成設(shè)計于PCB中需要的各幾何圖形元素后，需要確定元件的各幾何圖形元素的屬性，如幾何圖形的形狀、大小等。確定元件的各幾何圖形元素的屬性主要根據(jù)元件在PCB集成設(shè)計仿真過程中的需要。
在確定了元件的各幾何圖形元素及幾何圖形的屬性后，將這些幾何圖形元素根據(jù)其對應(yīng)的屬性設(shè)計成PCB封裝形式的封裝元件。
將無源元件或無源模塊的各幾何圖形元素設(shè)計成PCB封裝形式的封裝元件后，應(yīng)對封裝元件的名稱、管腳進行分別定義，對管腳的定義包括對管腳順序、管腳功能等的定義。這樣在PCB的版圖設(shè)計過程中，如果需要使用到該元件時，與使用一般的元件的方法一樣，直接調(diào)用封裝元件就可以了，這樣就省去了針對元件繪制其對應(yīng)的各幾何圖形元素的過程。當(dāng)PCB版圖設(shè)計中使用同類元件的數(shù)量多時，極大的避免了重復(fù)性操作，簡化了PCB版圖的設(shè)計工作。
以分支線耦合器元件為例，對本發(fā)明將元件設(shè)計成PCB封裝形式的封裝元件進行說明。首先確定分支線耦合器集成設(shè)計于PCB中時需要的各幾何圖形元素為耦合器的4個端口過孔，并分別定義為管腳1至管腳4；10個接地過孔，并分別定義為管腳5至管腳14；在相應(yīng)導(dǎo)電層的4條1/4波長帶狀線、相應(yīng)導(dǎo)電層的禁鋪銅區(qū)，根據(jù)PCB集成設(shè)計仿真過程中的需要確定上述各幾何圖形元素的屬性，經(jīng)過本發(fā)明提供的技術(shù)方案將其設(shè)計為PCB封裝形式的封裝元件后的示意圖如附圖1所示。
在PCB的版圖設(shè)計中，如果已在版圖中繪制的元件的幾何圖形元素需要修改，則應(yīng)該對該元件的封裝元件中的對應(yīng)的幾何圖形元素進行修改并保存，然后對PCB的版圖設(shè)計中使用到的所有該元件的封裝元件進行自動更新操作即可完成該PCB版圖設(shè)計中所有涉及該封裝元件的幾何圖形元素的全部修改工作，因而本發(fā)明的PCB中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法提高了PCB版圖設(shè)計的設(shè)計效率，避免了在PCB版圖設(shè)計中因遺漏了元件的某一幾何圖形元素的修改而造成的低級設(shè)計錯誤，有效的保證了PCB版圖設(shè)計中同類無源元件或無源模塊的各幾何圖形元素的完全一致性。
在進行PCB版圖設(shè)計過程中，很多時候會需要進行PCB原理圖繪制工作。在PCB原理圖繪制過程中，同樣可以使用元件的封裝元件進行原理圖繪制，其使用封裝元件的方法與使用一般的元件的方法一樣，直接調(diào)用封裝元件就可以了。
在完成PCB的原理圖繪制后，應(yīng)根據(jù)原理圖生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件。在PCB版圖設(shè)計過程中，如果需要使用原理圖網(wǎng)表文件則直接調(diào)入，完全使PCB原理圖設(shè)計與PCB版圖設(shè)計的接口工作與目前的PCB版圖設(shè)計流程一致，簡化了PCB版圖設(shè)計與原理圖設(shè)計的接口工作。
在PCB版圖設(shè)計過程中，如果元件的幾何圖形元素需要修改，而重新將元件的各幾何圖形設(shè)計為PCB封裝形式的封裝元件，那么，已經(jīng)生成的原理圖網(wǎng)表文件需要根據(jù)修改后的封裝元件重新生成新的原理圖網(wǎng)表文件。重新生成新的原理圖網(wǎng)表文件后，只需在PCB版圖設(shè)計過程中重新調(diào)入更新后的原理圖網(wǎng)表文件，即可將PCB版圖中涉及該集成元件的各幾何圖形元素根據(jù)最新封裝元件全部進行更新，使PCB原理圖的繪制、修改等操作不會影響到PCB版圖的設(shè)計。
通常集成設(shè)計的無源元件或無源模塊對PCB的鋪銅等處理有一定的間距要求，因此需要根據(jù)元件幾何圖形的需要設(shè)置相應(yīng)的鋪銅規(guī)則，以保證最終得到的PCB版圖的導(dǎo)電層圖形在集成設(shè)計的無源元件或模塊附近符合其特定的要求。
上述所設(shè)計的無源元件或無源模塊的PCB封裝形式的封裝元件能夠被不同的PCB版圖設(shè)計調(diào)用，達到了資源共享的目的。
本發(fā)明提供的印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置的示意圖如附圖2所示。
在圖2中，本發(fā)明提供的裝置包括設(shè)計封裝元件模塊200、存儲封裝元件模塊210、版圖設(shè)計模塊220、生成原理圖網(wǎng)表文件模塊230。
設(shè)計封裝元件模塊200的主要功能為將元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素根據(jù)各幾何圖形的屬性設(shè)計成印制電路板封裝形式的封裝元件，并對封裝元件的名稱、管腳順序、管腳功能進行分別定義，將進行上述定義后的封裝元件傳輸至存儲封裝元件模塊210。當(dāng)元件的幾何圖形元素需要進行修改時，從存儲封裝元件模塊210中調(diào)用相應(yīng)的封裝元件，并根據(jù)需要進行修改，將修改后的元件的各幾何圖形元素再次設(shè)計成印制電路板封裝形式的封裝元件，并傳輸至存儲封裝元件模塊210中。
存儲封裝元件模塊210的主要功能為接收并存儲設(shè)計封裝元件模塊200傳輸來的元件的封裝元件。
版圖設(shè)計模塊220的主要功能為當(dāng)需要進行PCB的版圖設(shè)計時，從存儲封裝元件模塊210中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件進行PCB的版圖設(shè)計。版圖設(shè)計模塊220還可以根據(jù)需要調(diào)用生成原理圖網(wǎng)表文件模塊230中的原理圖網(wǎng)表文件以進行PCB版圖設(shè)計。
版圖設(shè)計模塊220還能夠根據(jù)元件幾何圖形的需要設(shè)置相應(yīng)的鋪銅規(guī)則，以得到最終需要的元件附近的導(dǎo)電層幾何圖形元素。
生成原理圖網(wǎng)表文件模塊230的主要功能為從存儲封裝元件模塊210中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件，根據(jù)封裝元件繪制印制電路板的原理圖，并生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件；在版圖設(shè)計模塊220需要時，將原理圖網(wǎng)表文件傳輸至版圖設(shè)計模塊220。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員知道，本發(fā)明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權(quán)利要求包括這些變形和變化。
權(quán)利要求
1.一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于包括a、確定需要集成設(shè)計于印制電路板中的元件；b、確定將所述元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素；c、將所述元件的各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件；d、當(dāng)需要利用該元件進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)該元件的封裝元件進行所述印制電路板的版圖設(shè)計。
2.如權(quán)利要求1所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述步驟a中的元件包括無源元件、無源模塊。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述步驟b中各幾何圖形元素包括焊盤、絲印、字符、導(dǎo)電層圖形、禁鋪銅區(qū)圖形、綠油開窗圖形、鋼網(wǎng)開窗圖形、地過孔圖形。
4.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述步驟c包括根據(jù)所述元件的仿真設(shè)計需求確定所述各元素的幾何圖形屬性；根據(jù)所述各元素的幾何圖形屬性將所述各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件。
5.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述步驟c還包括確定所述元件的封裝元件的名稱、管腳，并存儲。
6.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述步驟c還包括根據(jù)需要對所述元件的封裝元件中的各幾何圖形元素進行修改；且所述步驟d還包括所述印制電路板的版圖設(shè)計中的相應(yīng)元件的封裝元件根據(jù)所述修改自動更新。
7.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述方法還包括根據(jù)元件的封裝元件繪制印制電路板的原理圖，并生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件；在進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)需要調(diào)入所述原理圖網(wǎng)表文件。
8.如權(quán)利要求1或2所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，其特征在于所述方法還包括根據(jù)所述元件的幾何圖形設(shè)置所述印制電路板的版圖設(shè)計中的鋪銅規(guī)則。
9.一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置，其特征在于包括設(shè)計封裝元件模塊確定元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素，并將其設(shè)計成印制電路板封裝形式的封裝元件，將所述封裝元件傳輸至存儲封裝元件模塊；存儲封裝元件模塊接收并存儲元件的封裝元件；版圖設(shè)計模塊當(dāng)需要進行印制電路板的版圖設(shè)計時，從所述存儲封裝元件模塊中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件進行所述印制電路板的版圖設(shè)計。
10.如權(quán)利要求9所述的一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置，其特征在于所述裝置還包括生成原理圖網(wǎng)表文件模塊從所述存儲封裝元件模塊中調(diào)用相應(yīng)元件的封裝元件，根據(jù)所述封裝元件繪制印制電路板的原理圖，并生成相應(yīng)的原理圖網(wǎng)表文件，在版圖設(shè)計模塊需要時，將所述原理圖網(wǎng)表文件傳輸至版圖設(shè)計模塊。
全文摘要
本發(fā)明提供一種印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計方法，包括將元件集成設(shè)計于印制電路板時需要的各幾何圖形元素設(shè)計為印制電路板封裝形式的封裝元件，當(dāng)需要利用該元件進行印制電路板的版圖設(shè)計時，根據(jù)該元件的封裝元件進行所述印制電路板的版圖設(shè)計；本發(fā)明提供的印制電路板中集成設(shè)計元件的版圖設(shè)計裝置包括設(shè)計封裝元件模塊、存儲封裝元件模塊、版圖設(shè)計模塊；本發(fā)明在同類元件進行印制電路板版圖設(shè)計過程中，減少了大量的重復(fù)性操作，而且能夠有效的保證版圖中同類元件的一致性，方便了印制電路版的版圖設(shè)計；本發(fā)明簡化了與原理圖設(shè)計的接口工作；從而實現(xiàn)了資源共享、提高了印制電路版集成設(shè)計效率和質(zhì)量的目的。
文檔編號G06F17/50GK1719447SQ20041007151
公開日2006年1月11日 申請日期2004年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月7日
發(fā)明者楊瑞泉 申請人:華為技術(shù)有限公司