第五章印刷电路板设计实例

乐山师范学院物电系12005-9-22第五章印刷电路板设计实例2005-9-22乐山师范学院物电系2纲要•5.1PCB元件的制作•5.2布线后续的工作•5.3PCB板布线的经验谈•5.4自己制作单面板的流程2005-9-22乐山师范学院物电系35.1PCB元件的制作•5.1.1认识元件•5.1.2启动PCB元件库编辑器•5.1.3创建一个PCB元件•5.1.4利用向导创建PCB新元件2005-9-22乐山师范学院物电系45.1.1认识元件2005-9-22乐山师范学院物电系52005-9-22乐山师范学院物电系62005-9-22乐山师范学院物电系75.1.2启动PCB元件库编辑器2005-9-22乐山师范学院物电系82005-9-22乐山师范学院物电系95.1.3创建一个PCB元件2005-9-22乐山师范学院物电系10创建一个数码管2005-9-22乐山师范学院物电系115.1.4利用向导创建PCB新元件•可以执行菜单命令【Tools】/【NewComponent】或单击元件编辑浏览器上的【Add】按钮，弹出如下图所示的对话框。2005-9-22乐山师范学院物电系122005-9-22乐山师范学院物电系132005-9-22乐山师范学院物电系14设置焊盘尺寸2005-9-22乐山师范学院物电系15管脚之间的相对位置2005-9-22乐山师范学院物电系162005-9-22乐山师范学院物电系172005-9-22乐山师范学院物电系182005-9-22乐山师范学院物电系192005-9-22乐山师范学院物电系205.2布线后续的工作•5.2.1敷铜•5.2.2包地•5.2.3补泪滴•5.2.4制作螺丝孔•5.2.53D显示2005-9-22乐山师范学院物电系215.2.1敷铜•具体的实现方法可以执行菜单命令【Place】/【PolygonPlane】或单击按钮，即可出现如下图所示的对话框。2005-9-22乐山师范学院物电系222005-9-22乐山师范学院物电系23敷铜设置•其中包括5个区域，说明如下。•1、【NetOptions】：本区域用于设定铜膜与网络之间的关系，其中包括一个栏及两个选项，说明如下：•【Connecttonet】：本栏用于设定该敷铜所要连接的网络。•【PourOverSameNet】：本选项用于设定，敷铜时如果遇到相同网络走线，是否直接覆盖之。2005-9-22乐山师范学院物电系24敷铜设置•【RemoveDeadCopper】：本选项用于设定，敷铜时是否要删除孤立而无法连接到指定网络的敷铜。2005-9-22乐山师范学院物电系25敷铜设置•2、【PlaceSetting】：本区域用于设定敷铜的栅格间距与所在板层，其中包括3个栏及一个选项，说明如下。•【GridSize】：本栏用于设定敷铜的栅格间距。•【TrackWidth】：本栏用于设定敷铜的线宽，如果线宽大于或等于敷铜的栅格间距，电路板空白处将会敷满铜。2005-9-22乐山师范学院物电系26敷铜设置•【Layer】：本栏用于设定敷铜的板层。•【LockPrimitives】：本选项用于设定该敷铜为整体的敷铜还是一般的走线，通常都要选择本选项。2005-9-22乐山师范学院物电系27敷铜设置•3、【HatchingStyle】：本区域用于设定该敷铜的类型，其中包括5种敷铜的类型，说明如下。•【90-DegreeHatch】：本选项设定进行90°线的敷铜。•【45-DegreeHatch】：本选项设定进行45°线的敷铜。2005-9-22乐山师范学院物电系28敷铜设置•【VerticalHatch】：本选项设定进行垂直敷铜。•【HorizontalHatch】：本选项设定进行水平敷铜。•【NoHatching】：本选项设定进行透空的敷铜。2005-9-22乐山师范学院物电系29敷铜设置•4、【SurroundPadswith】：本区域的功能是确定铜膜与焊点间的围绕方法，各项说明如下。•【Octagon】：本选项设定用八角形绕边。•【Arc】：本选项设定用圆孤绕边。2005-9-22乐山师范学院物电系30敷铜设置•5、【MinimumPrimitivesSize】：本区域用于设定允许的最短敷铜线。2005-9-22乐山师范学院物电系316.2.2包地•所谓包地，就是用接地线将它围绕或填充，以防止干扰。特别是在设计高频电路板时，需要使用包地技术来填充空白区域。•有两种包地方案：针对某个网络或某个区域2005-9-22乐山师范学院物电系32针对某个网络包地•先选取所要包地的网络，启动菜单命令Edit/Select/Net，再以鼠标指向所要包地的网络上，按左键，即可选择该网络•然后启动Tools/OutlineSelectedObjects•最后，将包地线与地线相连接，即可完成包地操作2005-9-22乐山师范学院物电系33针对某个区域进行包地•其实就是敷铜操作，只是必须将铺铜区的铜膜设置为与接地网络相连接2005-9-22乐山师范学院物电系345.2.3补泪滴•泪滴是指导线与焊点或导线的连接处的过度区域。此区域通常设计为泪滴形状，是为了防止在钻孔的时候的应力集中而使接触处断裂。•补泪滴的方法可以执行菜单命令【Tools】/【Teardrops】，会弹出如下图所示的对话框。2005-9-22乐山师范学院物电系352005-9-22乐山师范学院物电系362005-9-22乐山师范学院物电系375.2.4制作螺丝孔•制作螺丝孔可以使用焊盘或过孔来实现，但必须进行两项额外设置：•（1）去掉板面铜箔（将X-Size、Y-SizeHoleSize三项设置为相同值，即均为螺丝孔的直径•（2）关闭孔壁镀层（在属性设置的Advanced页中关闭Plated项）2005-9-22乐山师范学院物电系385.2.53D显示•执行菜单命令Views/Boardin3D2005-9-22乐山师范学院物电系395.3PCB板布线的经验谈•（１）连线时不要画成一段一段的，一条直线最好一直画通。•（２）不用的地方都用地填充，做成网格状。•（３）地线多走横向，电源线多走纵向。•（４）地的走线方向与集成电路的方向垂直，以减小短路的可能。•（５）时钟发生器尽量靠近该时钟器件。石英晶体振荡器的外壳要接地，石英晶体的下面以及对噪声敏感的器件下面不要走线。用地线将时钟区圈起来，时钟线尽量要短。2005-9-22乐山师范学院物电系405.3PCB板布线的经验谈•（６）印刷板尽量使用弧形线，而不用９０°折线，以减少高频信号对外的发射与耦合。•（７）时钟、总线、电选信号要远离Ｉ／Ｏ线和接插件。•（８）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。•（９）闲置不用的运放正输入端接地，负输入端接输出端。•（１０）对噪声敏感的线不要与大电流、高速开关线平行。•（１１）任何信号都不要形成环路，如果不可避免，应让环路尽量小。•（１２）高速线要短和直。2005-9-22乐山师范学院物电系415.4自己制作单面板的流程•1）打印PCB版图（打印BottomLayer时，必须镜像反转180度）•2）用砂纸打磨敷铜板•3）在已打印的PCB版图与敷铜板间垫上复写纸，然后将在敷铜板上描绘出导线及焊盘的轮廓•4）用油漆在敷铜板上描绘出导线及焊盘•5）晒干后，做边缘修整2005-9-22乐山师范学院物电系425.4自己制作单面板的流程•6）浸泡在三氯化铁溶液中进行电路板腐蚀，根据溶液及温度的不同，此过程要持续几分钟到几个小时•7）刮去电路板表面的油漆•8）钻孔•9）再次打磨，必须磨得光亮•10）在打磨结束后，迅速涂上松香水。所谓松香水是将松香浸泡于酒精形成得溶液，它有助焊及防氧化双重功能2005-9-22乐山师范学院物电系43•按打印预览出现如右图所示•在MultilayerCompositePrint上按鼠标右键•下拉菜单中选择Properties出现如下图所示2005-9-22乐山师范学院物电系442005-9-22乐山师范学院物电系452005-9-22乐山师范学院物电系46小结•PCB元件的制作•布线后续的工作•PCB板布线的经验谈•自己制作单面板的流程2005-9-22乐山师范学院物电系47练习一•1）制作一个元件，两两焊盘之间相距100mils•2）管脚排列顺序见下图2005-9-22乐山师范学院物电系482005-9-22乐山师范学院物电系49练习二（大作业）•在所给three.ddb文件里，里面有一张原理图，一份网络表，一张已经导好网络表的PCB图，•要求：完成布局，布线，补泪滴，铺铜，规则参考设计：安全间距11mils，信号线线宽10mils，电源线（＋5V）线宽28mils，地线（GND，DGND）38mils，要求不低于以上设置。2005-9-22乐山师范学院物电系50参考设计