电路原理图与PCB图绘制电子线路课程设计.doc

吉林工程技术师范学院电子线路CAD课程设计题 目： 电路原理图与PCB图绘制 专 业： 电子信息工程 班 级： D-1142 姓 名： 葛鹤 学 号： 28 指导教师： 李学斌 许艳惠 时 间： 2014.6.9-2014.6.27 16目录第一章课程设计绪论11.1设计意义11.2设计要求11.3设计内容1第二章 原理图的绘制22.1原理图绘制的一般流程22.2原理图的绘制22.3定义元器件库32.3.1建立CAE封装（CAE Decal）32.3.2在CAE封装向导(CAEDecalWizard)中建立CAE封装(CAEDecals)52.3.3建立新的元件类型62.4原理图连线82.5绘制出原理图 10第三章PCB板的绘制113.1方案分析1132 印制电路设计12第四章PADS印制电路设计的注意事项14第五章 总结15参考文献16附录I1717第一章课程设计绪论1.1设计意义电子设备要求高性能化、高速化和轻薄短小化，而作为多学科行业，PCB是高端电子设备最关键技术。PCB产品中无论刚性、挠性、刚-挠结合多层板，以及用于IC封装基板的模组基板，为高端电子设备做出巨大贡献。PCB行业在电子互连技术中占有重要地位。PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制的制造。PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。PCB制造行业作为电子信息行业的上游行业，近两年受消费类电子尤其是手机、PC等的拉动，国际和国内的PCB行业都进入了景气上升阶段，未来随着智能手机的应用和数字电视销量的迅猛增长，PCB行业的景气度将进一步高涨。 1.2设计要求1、独立思考自主完成2、运用PADS绘制的电路原理图3、运用PADS制作成PCB印刷电路板版图4、符合工业标准1.3设计内容1、熟练掌握使用PADS软件进行电子线路原理图PCB2、理解各电路图工作原理图按具体技术要求制作成PCB版图3、进一步掌握PCB板上安装分立组件电路的要求和技巧，在开展手上绘制PCB板的工作第二章 原理图的绘制2.1原理图绘制的一般流程图2-1原理图绘制的一般流程2.2原理图的绘制1、打开PADS界面如图2-2图2-2 PADS原理界面2、创建一个工程：File/New 如图2-3图2-33、添加元器件：在原理图编辑工具栏中单击按钮如图2-4所示。图2-4添加元器在Items内填入您所查找的元器件名称，选好元器件后按Add按钮，可以看到元器件悬浮在鼠标上，按左键放到原理图内。 2.3定义元器件库2.3.1建立CAE封装（CAE Decal）通过选择工具/元件编辑器(Tools/PartEditor)，进入PADSLogic的元件编辑器图2-5元器件编辑2、在元件编辑器(PartEditor)中选择文件/新建(File/New)，如图2-6所示图2-6 新建元器件3、从对话框中选择CAE封装（CAEDecal)，并且选择OK，如图2-7所示图2- 7元器件的CAE封装4.进入CAE封装界面工具栏如图2-8、2-9所示图2-8 CAE封装工具栏图2- 9CAE 封装绘制界面5.用2D线图标画好元器件外形后，添加端点 从端点(Terminal)工具盒中选择添（AddTerminal)图标。从管脚(Pins)列表中选择PIN管脚封装(PinDecalBrowse)，然后选择OK，如图2-10所示。 图2- 10引脚封装2.3.2在CAE封装向导(CAEDecalWizard)中建立CAE封装(CAEDecals) 1.从工具条(Toolbar)中选封装编辑（DecalEditing）图标 ，打开封装编辑（DecalEditing）工具盒。 2.从封装编辑（DecalEditing）工具盒中选择CAE封装向导工具(CAEDecalWizard)图标。 3.这时候新的端点将跟随着光标，按鼠标右键并且从弹出菜单中选择X镜像(XMirror)，此时该端点将以X轴或横轴镜像,如图2-11所示。图2- 11镜像操作4.将端点放在符号指定处，并且按鼠标的左键放置端点。当端点悬浮时也可以右键也可使用分步(Step)和重复(Repeat)命令添加新的端点(Terminals)，如图2-12所示图2- 12 分布与重复命令选择OK完成分步和重复(StepandRepeat)命令。退出添加端点(AddTerminal) 操作。 5.修改端点(Terminals)管脚封装浏览(PinDecalBrowse)对话框将出现。重新修改端点管脚。6.保存CAE封装(CAEDecal)。2.3.3建立新的元件类型 1.为了建立元件类型(PartType)，通过选择工具/元件编辑器(Tools/PartEditor)进入元件编辑器(PartEditor)。选择文件/新建(File/New)或打开件完的CAE封装。编辑项目的选择类型(SelectTypeofEditingItem)对话框将出现，如图2-13所示。图2-13建立元件类型2.编辑电气特性 按图标可以重建元器件外部封装。 从工具条(Toolbar)中选择编辑电参数(EditElectrical)图标，元件信息(PartInformation)对话框中的许多表格将出现。 从工具条(Toolbar)中选择编辑电参数(EditElectrical)图标，元件信息(PartInformation)对话框中的许多表格将出现，如图2-14所示图2-14 元器件编辑选择门(Gates)的表格，并且选择添加按钮，Add添加元件类型的第一个门，如图2-15所示。 图 2-15 门的选择按下 的键弹出窗口,按图添加元器件如图2-16所示。图2-16 添加元器件封装分配PCB封装(PCBDecal)，如图2-17所示。图2-17 分配PCB封装分配信号管脚(Signal Pins)，如图2-18所示。图2-18分配信号管脚保存，退出便可以在原理图绘制界面调用。图2-19退出编辑2.4原理图连线1、建立新的连线：从设计工具盒(Design Toolbox)内选择添加连线(Add Connection)图标。注意：在这个管脚号码的管脚封装的结束点，按鼠标左键，当您移动光标到其它地方时，当遇到其他管脚时，会出现高亮状态。移动光标也可以观察到连线将以正交的方式出现。 移动目标：从工具条(Toolbar)中选择移动方式(MoveMode)图标，或是快捷键Ctrl+E。Esc键，取消移动。添加连线到电源(Power)和地(Ground)：打开设计(Design)工具盒，选择添加连线(AddConnection)，点击右键弹出菜单包含了添加地线和电源符号的选项。按鼠标右键，从弹出菜单中选择电源(Power)，一个电源符号将粘连在光标上。为了连接您所需要的电源类型可以按Tab键来选择各种各样的电源符号，如图2-20所示。 图2-20 添加电源2、添加总线从工具条( Toolbar)中选择加总线(AddBus)图标。当您在绘制完成总线是会弹出对话框如图2-21所示图 2-21添加总线Bus内添加总线名称。 连接到总线(Bus)：从工具条中选择添加连线(AddConnection)图标。连线 后会出现如图2-22所示对话框。图2-22 所示添加总线连接网络名NetName内添加网络名称。2.5绘制出原理图图 2-23 实验原理图第三章PCB板的绘制3.1方案分析决定电路原理图如何设计，同时也影响到PCB板如何规划。根据设计方案比较、选择、元器件的选择等，开发项目中最重要的环节。2、设计原理图组件： PADS提供了丰富的原理组件库，但不可能包括所有组件，必须时需动手设计原理图组件，建立自己的组件库。3、绘制原理图：找到所需要的原理组件后，开始原理图绘制，根据电路复杂的程序决定是否需要使用层次原理图。4、设计组件封装：和原理图组件一样，PADS也不可能提供所用组件的封装，需要时自行设计并建立新的组件封装库。5、设计PCB板：确定原理图没有错误之后，开始PCB板中来，在网络、设计规则和原理图的引导下布局和布线，工具查错。电路设计时另一具关键环节，它将决定该产品的实用性能，需要考虑的因素很多，不同的电路有不同的要求。6、打印电路板将绘制好的电路板用转印纸打印出来，注意滑的一面面向自己，一般打印两张电路板，即一张纸上打印两张电路板，在其中选择打印效果最好的制作线路板。7、裁剪覆铜板用感光板制作电路板全程图解。覆铜板，也就是两面都覆有铜模的线路板，将覆铜板裁成电路板的大小，不要多大，以节约材料。8、预处理覆铜板用细砂纸把覆铜板表面的氧化层打磨掉，一保证在转印电路板时，热转印纸上的碳粉能牢固的印在覆铜板上，打磨好的标准是板面光亮，没有明显污渍。9、转印电路板 将打印好的电路板裁剪成合适大小，把印有电路板的一面贴在覆铜板上，对齐好后把覆铜板放入热转印机，一般来说经过2-3次转印，电路板就能很牢靠的转印在覆铜板上，热转印机事先就已经预热，温度设定在160-200摄氏度，由于温度很高，操作时注意安全！10、显影 曝光显影剂配比：一包50g显影剂与2100ml水混合，使用时一定注意显影液中不能有未溶解的显影颗粒，否则会使显影失败。覆铜板紫外曝光：主要注意曝光时间，时间以120-150秒为宜，远离阳光，日光灯等光源，剩下的覆铜板要及时装回袋子中，避免失效。显影：将曝光后的覆铜板及时放入显影剂中，覆铜面向上，10秒后即可出现现象，及时用刷子轻刷去腐蚀掉的部分，反应完成后，捞出，放入清水中洗净。如图所示图3-1印制电路板效果11、腐蚀线路板 腐蚀剂配制：每包试剂190g计算，每包加入600ml清水混匀，至无晶体沉淀、备用。将显影完成且用清水洗净的覆铜板，倾斜放入刻蚀剂中，铜面向下，但不要整面接触盆底，每隔十分钟翻动一次，观察效果，直到刻蚀完成，捞出，用清水洗净，沥干，钻孔。32 印制电路设计1.最小系统Botom打散如图图3-2 最小系统打散图2.设置原点如图3-3所示。图3-3 设置原点3.绘出外框工具栏中绘制工具（Drafting Toolbar）图标，其下的绘制外框工具（Board Outline and cut out）图标。右键选中绘制方形外框如图3-4所示。图3-4 绘制外框设置4.快捷键F2布线完成图图3-5 布线完成图第四章PADS印制电路设计的注意事项 （1）焊盘重叠 焊盘的重叠,也就是孔的重叠放置,在钻孔时会因为在一处多钻孔导致钻孔致钻头断裂、导线损伤。焊盘或过孔尺寸对人工钻孔不利，焊盘尺寸与钻孔尺寸配合不当对数控钻孔不利。容易将焊盘钻成“C”形，严重的则钻掉焊盘。如果导线太细，而大面积的未布线区又没有设置覆铜，则容易造成腐蚀不均匀。（2）图形层的滥用 违反常规设计，如元器件面设计在Bottom层，焊接面设计在Top层，造成文件编辑时正反面错误。PCB内若有需要铣的槽，则用KeepoutLayer或BoardLayer层画出，不应用其他层面，避免误铣或没铣。（3）异性孔若板内有异型孔，用KeepoutLayer层画出一个与孔大小一样的填充区即可。异型孔德长宽2:1，宽1.0mm,否则钻床在加工异型孔时极易断钻，造成加工困难。（4）字符的放置字符遮盖焊盘SMD焊片，给印制电路板的通断测试及元器件的焊接带来不便。字符设计的太小，造成丝网印制的困难，使字符不够清晰。（5）单面焊盘孔径的设置 单面焊盘一般不钻孔，若钻孔需标注，其孔径应设计为零。如果设计了数值，这样在产生钻孔数据时，就会钻出孔，轻则会影响面板美观，重则电路板损坏。单面焊盘若要钻孔就要做出特殊标注。（6）用填充块画焊盘 用填充块画焊盘在设计线路时能够通过DRC检查，但对于加工是不行的，因此类焊盘不能直接生成阻焊数据。上阻焊剂时，该填充区域将被阻焊剂覆盖，导致元器件焊接困难。 （7）表面贴装元器件焊盘太短 这是对于通断测试而言的，对于太密的表面贴装元器件，其两脚之间的间距非常小，焊盘也很细，安装测试需上下（左右）交错位置。如果焊盘设计太短，虽然不影响元器件贴装，但会使测试针错不开位。（8）大面积网格的间距太小组成大面积网格的线与线之间的边缘太小（小于0.30mm）,印制过程中会造成短路。 （9）大面积铜箔距外框的距离太近大面积铜箔距外框应至少保证0.20mm以上的间距为在铣外形时,如果铣到铜箔上容易造成铜箔翘起，以及由此而引起焊剂脱落等问题的出现。（10）外形边框设计的不明确 有时在KeepoutLayer、BoardLayer、TopoverLayer等设计了外形线且这些外形线不重合，使成形时很难判断哪一条是外形线。（11）线条的放置 两个焊盘之间的连线，不要断断续续地画，如果想加粗线条不要用线条来重复放置，直接改变线条宽度即可，这样在修改线路时便于修改。有条件做宽的线绝对不做细，高压及高频的线应圆滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积覆铜，这对接地点问题有相当大的改善。第五章 总结通过本次课程设计不仅仅了解了电路原理图和PCB设计的基本流程，还掌握了不少使用技巧，首先是制作元件，在制作时要把握尺寸的大小，还要注意该元件的引脚分布。其次是画原理图，要注意添加元件的封装，注意整体的规范，再次是画元件的封装，要