印制电路板pcb的设计

第3章印制电路板的设计技术protel99se3.1原理图的设计3.2PCB图的设计3.3原理图元件及元件库的绘制3.4元件封装及封装库的绘制印制电路板（printedcircuitboard)制作工序：1.设计PCB板2.打印PCB图3.裁剪覆铜板4.曝光5.显像6.蚀刻7.钻孔8.镀镍3.1Protel99se设计环境介绍3.1.1创建新的项目:file-newproject项目管理器界面3.1.2创建新的文档：file-newdocument新建文档类型：原理图文件表格文件原理图元件库文件文本文件PCB文件波形文件PCB元件库文件CAM配置文件PCB图打印文件设计数据库文件夹3.2Protel99se原理图设计3.2.1原理图的设计流程1)图纸尺寸设置2)放置元器件3)原理图布线4)ERC电气规则检查3.2.2原理图绘制(1)新建原理图文档File-newdocument选择schematicdocument菜单和命令工具按钮电路图管理器BrowseSch：Libraries元件库管理Primitives对象管理Libraries元件库管理元件库列表（*.lib)Add/remove增加或删减元件库Browse浏览选中元件库元件Filter:过滤元件Edit/place编辑/放置Find查找元件PartPrimitives对象管理对象分类列表Filter对象详细列表Text改变所选对象的文本标识Jump跳转到对象详细列表所选目标Edit编辑属性更新对象详细列表增加或删减元件库查找范围文件类型*.ddb(数据库文件）*.lib(元件库文件）已选择文件Add/removeBrowse浏览Librabries选择元件库Components显示元件库包含的所有元件Mask筛选：*74*PartFind查找元件Findcomponent填写查找关键字通过在元器件名称通过文本描述Search查找范围Findnow/stop3.2.2原理图绘制（2）原理图设计环境的设置图纸参数的设置(大小、方向、网格参数）Design-options设计环境的设置Tool-preferences3.2.2原理图绘制（3）放置元件及调整放置方法：Place-part或工具按钮元件库管理器View-toolbars调整元件：选中、取消选中、删除、移动、属性的调整3.2.2原理图绘制（4）原理图布线Place-wire或wiringtoolbars空格键切换走线方式绘制完后单击鼠标右键退出导线绘制状态双击导线修改属性Place-bus或wiringtoolbarsPlace-busentry或wiringtoolbars3.2.2原理图绘制放置电路节点Place-Junction或wiringtoolbars放置网络标号网络标号可以将没有导线的连接点连接，也可将一个项目中各张图纸中连接起来。Place-Netlabel或wiringtoolbars放置端口Place-Port或wiringtoolbars放置不做电气规则检查的符号Place-NoERC或wiringtoolbars3.2.2原理图绘制（5）放置电源及接地Protel99se的电源和接地是用单独的符号来表示，通过网络标号进行区分放置方法：place-powerport或wiringtoolsview-toolbars-powerobjects3.2.2原理图绘制（6）电气规则检查ERC检查电路中逻辑、电气和绘图错误，主要检查连线错误Tools-ERC设置检查错误的类型：生成报告文件自动在错误处放置标记检查子电路的电路图一个网络有多个网络名未连接网络标号未连接的电源及地电路图名重复元件号重复总线标号的格式错误输入引脚悬空错误报告中不包括警告信息生成网络报表:Design-CreateNetlist生成元器件清单:Reports-billofmaterial原理图打印:file-setupprinter将原理图嵌入到word文档:tools-preferences-graphicalediting不选addtemplatetoclip3.3报表和出图3.4原理图元件及元件库的制作新建原理图元件库file-new-schematiclibrarydocument(*.lib)元件库管理器绘图工具栏IEEE工具栏Pin属性设置对话框中各选项含义Name：引脚名。Number：引脚号。X-Location、Y-Location：引脚的位置。Orientation：引脚方向。共有0Degrees、90Degrees、180Degrees、270Degrees4个方向。Color：引脚颜色。Dot：引脚是否具有反相标志。选中复选框√表示显示反相标志。Clk：引脚是否具有时钟标志。选中复选框√表示显示时钟标志。Pin属性设置对话框中各选项含义Electrical：引脚的电气性质。其中有Input（输入引脚）、IO（输入/输出双向引脚）、Output（输出引脚）、OpenCollector（集电极开路型引脚）、Passive（无源引脚）、HiZ（高阻引脚)、OpenEmitter（射极输出）、Power（电源VCC或接地GND）。Hidden：引脚是否被隐藏，选中表示隐藏。ShowName：是否显示引脚名，选中复选框√表示显示。ShowNumber：是否显示引脚号，选中复选框√表示显示。Pin：引脚的长度。Selection：引脚是否被选中。20070211-212班：4月28日8：30—10：30A3-30420070213-215班:4月28日18：15—20：15A3-304考试安排：3.5.1PCB(printedcircuitboard)基础知识封装板层3.5Protel99sePCB设计3.5.2PCB设计流程1)设计原理图2)生成网络表3)启动并设置PCB设计环境4)元件布局5)布线6)设计规则校验（DRC）7)保存及输出PCB图3.5.3Protel99se的PCB设计方法1)自动化设计2)手工设计3.5.3.1PCB自动化设计原理图绘制元件封装修改网络表输出新建PCB文件并绘制板框加载网络表元件布局自动布线人工调整原理图设计PCB设计DRC利用向导设计板框File-newwizards-printedcircuitwizard矩形圆形自定义板框线层尺寸标注层板框线宽尺寸线宽实际电路与边缘的距离切角内孔利用向导设计板框File-newwizards-printedcircuitwizard两层板，导孔电镀两层板导孔不电镀四层板六层板八层板需要添加的内层电源/接地板层数只有贯穿全板的通孔（双层板）只有盲孔和埋孔（多层板）表贴元件为主直插元件为主是否需要两面放置元件利用向导设计板框File-newwizards-printedcircuitwizard最小走线宽度过孔焊盘最小直径过孔最小孔径最小线间距PCB设计管理器库中的封装添加/移除封装库封装库列表浏览加载的封装库中的封装封装浏览注意：在加载网络表之前一定要将所有需要用的封装所在的库全部加载进来当前激活层信号层(Toplayer,bottomlayer,midlayer)：用来定义pcb的铜膜走线、焊点、过孔等具有实际意义的电气对象。机械层(mechanicallayer):用来标记pcb在制造或组装时所需的标记。丝印板层(topoverlay):用于绘制元件的外形轮廓、序号等。禁止布线板层(Keepoutlayer)：用来定义板框。多级板层(multilayer):用于放置贯穿所有板层的对象，如导孔等。板层(layer)PCB设计环境设置Design-options加载网络表1:Design-netlist加载网络表1:Design-netlist加载网络表常见的错误：Nodenofound:常出现在原理图与封装焊盘不对应的场合Componentnofound:常出现在元件封装不正确的场合Footprintnofoundinlibrary:常出现在没有加载合适的封装库或者没有为元件定义封装的场合印制电路板中封装DIODE0.4的焊盘编号定义为A、K（见图2-16），两者不匹配，故找不到接点而出错。因而需要把印制电路板中DIODE0.4封装的焊盘编号修改为1、2。加载网络表2：在原理图设计界面中Design-Updatepcb元件手动布局的原则流向原则：按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使信号尽可能保持一致的方向或者以每个功能电路的核心元件为中心来布局。最近相邻原则：布局应注意把有网线连接关系的器件放在一起，最大可能地使互连最短。均布原则：元件尽可能均匀分布抗干扰原则：数字元件和模拟元件尽可能远离；易受干扰的元件分开；去耦电容尽量靠近VCC等热效应原则：发热元件尽可能远离其他元件手动布局有时加载网络表后会出现大量元件重叠在一起，手动布局很麻烦，可使用推挤（shove）的方法来解决设置推挤深度tools-aligncomponents(排齐元件)-setshovedepth（如5）执行推挤命令tools-aligncomponents(排齐元件)-shove将鼠标点击某个元件，其他元件会以此元件为中心散开。布线原则连线精简原则安全载流原则：电流越大，铜导线越宽1A---10mil;2A---32mil;电磁抗干扰原则：避免直角拐弯；双面的导线避免平行等。经济原则:过孔越小越贵；5mil的线腐蚀自动布线(autoroute)布线前的设置design-rules走线间距约束双击可修改，单击鼠标右键在弹出的对话框中选择ADD可添加规则范围规则属性自动布线(autoroute)布线前的设置design-rules走线间距约束单击鼠标右键在弹出的对话框中选择ADD拐角设置，双击可修改，add可添加自动布线(autoroute)布线前的设置design-rules走线间距约束单击鼠标右键在弹出的对话框中选择ADD拐角设置，双击可修改，add可添加人工调整(手动布线）1)拆线tools-unroute撤销布线2)修改走线修改走线宽度：双击该走线布线时点击tab键可以通过过孔在不同的布线层面上切换切换走线模式：在编辑时space不断线拖动元件：首先tools-preferences-options-componentdrag选择connectedtrack然后执行Edit-move-drag命令，选中需拖动的元件不断线拖动线：第一步同上，第二步：Edit-move-drag或者edit-move-reroute/dragtrackend设计规则检查DRCTools-designrulecheck3.5.3.2PCB手工设计设计过程：创建PCB文件设置工作界面元件布局手工布线调整与修改设定板框存盘打印创建PCB文件在设计数据库中建立一个PCB文档Newdocument-PCBdocument注意:pcb文档（.pcb)和原理图文档(.sch)一样是放在设计数据库(.ddb)中的注意：数据库的保存路径设置工作界面Design-options同时打开PCB文档和原理图文档（Splitvertical/horizontal）布局元件放置元件place-component手工布线Place-trackPlace-viaPlace-padPlace-stringsPlace-chinesePlace-fillPlace-diamention设定板框板框线应设置在keepoutlayer3.6元件封装及封装库的制作新建元件封装库File-new-PCBlibrarydocument(*.lib)设计元件封装1)