印制电路板设计 (9).ppt

同学们好 学习情境2PCB设计 任务一 直流稳压电源的PCB人工设计 能力目标 了解印制电路板的设计流程 掌握人工设计PCB的方法和步骤 知识目标 能人工设计简单的PCB单层板 1 2人工设计PCB 1 人工设计PCB的步骤设计环境设置工作层选择定义电路板 加载元件库放置设置对象 教学目标 了解人工设计PCB的步骤 懂得如何设置PCB设计环境 能正确选择PCB工作层 掌握定义电路板的两种不同方法 会加载PCB元件库 掌握放置元件 焊盘 过孔 尺寸标注和坐标 填充块和铺铜 字符串 圆弧等设计对象 补泪滴操作 元件的编辑 元件标注调整等基本操作 重点与难点定义电路板加载元件库 1 PCB自动设计方法 2 PCB手动设计方法 印刷电路板 pcb文件 网络表 net文件 原理图 sch文件 直接从元件封装库中取出元件封装 对照原理图利用PCB编辑器的工具条和菜单手工布局 手工布线 自动布局手工调整 自动布线手工调整 1 2 1 设计方法和手动设计步骤 3 PCB手动设计步骤 1 启动Protel99SE 建立设计数据库和PCB文件 2 定义电路板 3 加载PCB元件库 4 放置设计对象 5 人工布局 6 电路调整 7 打印电路板 1 2 2设计环境设置 1 栅格和计量单位设置 工作参数设置见教材 执行菜单DesignIOptions 在出现的对话框中选中Options选项卡 1 2 3工作层选择 确定工作层 SignalLayers 信号层 SignalLayers 对于双面板而言 顶层 TopLayer 和底层 BottomLayer 这两个工作层必须设置为打开状态 而信号层的其他层面均可以处于关闭状态 TopLayer 顶层 也是元件层 BottomLayer 底层 也是焊接层 InternalPlanes 内电源或地层 主要用于放置电源或地线 通常是一块完整的铜箔 MechanicalLayers 机械层 用于放置一些与电路板的机械特性有关的标注尺寸信息和定位孔 Masks TopSolder 顶层阻焊层 BottomSolder 底层阻焊层 它用于在设计过程中匹配焊盘 并且是自动产生的TopPaste 顶层锡膏层 BottomPaste 底层锡膏层 锡膏防护层的作用与阻焊层相似 但在使用 hotre flow 热对流 技术安装SMD元件时 锡膏防护层用来建立阻焊层的丝印 SilkscreenLayers 丝印层 SilkscreenLayer 用于放置元件标号 说明文字等 OtherLayers 分组框 其他层面 OtherLayers 根据实际需要选择 Keep OutLayer 禁止布线层 用于绘制印制电路板的边框 Multi Layer 多层 包括焊盘和过孔这些在每一层都可见的电气符号 DrillGuide 钻孔定位层 此层主要和制板厂商有关 DrillDrawing 钻孔层 此层主要和制板商有关 确定工作层 1 2 3定义电路板 1 使用PCB向导新建PCB文件和板框 使用ProtelPCB所提供的板框向导 Wizards 来学习自动创建一个新的PCB文件及板框 下面以前面所完成的串联型稳压电源电路的原理图文件Power Sch为例 图9 1Wizards选项卡 1 执行菜单命令File New 在弹出的NewDocument 新建文档 对话框中选择Wizards选项卡 如图9 1所示 图9 2PCB向导欢迎界面 2 双击PrintedCircuitBoardWizards PCB向导 图标 或单击选中该图标后再单击OK按钮 系统进入PCB向导欢迎界面 如图9 2所示 3 单击图9 2中的Next 按钮 进入选择预定义标准板对话框 如图9 3所示 图9 3选择预定义标准板对话框 2 选择PCB样板类型 本处选择CustomMadeBoard 自己定义板卡的尺寸 边界线宽等参数 1 在该对话框的Unit项中选择单位 Imperial英制 mil Metric公制 mm 本例我们选Imperial 4 单击图9 3中的Next 按钮 进入如图9 4所示的自定义参数设置对话框 该对话框是用于设置电路板的形状 尺寸及线宽等参数 图9 4自定义板的参数设置 本例选择Rectangular设置为板矩形框 With为3600mil Height为2700mil 显示DimensionLines 尺寸标注 取消TitleBlockandScale 标题栏 LegendSting 图例说明 CornerCutoff 边角切割 InnerCutoff 内缘缺口 的选取 参数设置如图9 4所示 5 单击图9 4中的Next 按钮进入下一个对话框 可显示自定义板的轮廓尺寸 如图9 5所示 若需要修改 只需把光标移到图中4个数值的任一个 都会出现一个可编辑的文本框 用户可根据需要进行调整 也可以单击 Back按钮返回上一步重新输入尺寸 图9 5自定义板的轮廓尺寸 6 单击图9 5中的Next 按钮进入如图9 6所示的PCB板层设置对话框 可选择双面 四层 六层 八层等 本例选择第一项TwoLayer PlantedThroughHole和None 图9 6PCB板层设置对话框 7 单击图9 6中的Next 按钮 系统进入如图9 7所示的对话框 此时可以设置过孔类型 通孔或盲孔 双层板只能是通孔 ThruholeViasonly 图9 7过孔类型设置对话框 8 单击图9 7中的Next 按钮 系统进入如图9 8所示的对话框 此时可以选择布线技术 可以选择使用的元件类型 可以是表面贴装式元件或插孔式元件 这里选择插孔式元件 图9 8选择布线技术对话框 图9 9最小尺寸限制设置 9 单击图9 8中的Next 按钮 系统进入如图9 9所示的对话框 此时可以设置最小的导线尺寸 过孔尺寸和导线间的距离 10 直接连续单击Next 按钮 直到出现Finish 完成 按钮 单击Finish按钮就完成了PCB板的规划工作 如图9 10所示 9 10规划的PCB板框 1 2 4加载PCB元件库 执行菜单命令Design Add RemoveLibrary 或点击Add Remove 按钮 Protel99SE在 ProgramFiles DesignExplorer99SE Library Pcb路径下有3文件夹 提供3类PCB元件 即Connector 连接器元件封装库 GenericFootprints 普通元件封装库 和IPCFootprints 1PC元件封装库 在3个文件夹下各有若干元件封库 比较常用的元件封装库主要在GenericFootprints 普通元件封装库 文件夹中 常用元件封装库有PCBFootprints 1ib 常用PCB元件封装库 GeneralIC 1ib 常用集成电路封装 Miscellneous 1ib 常用基本元件封装库 Transistors 1ib 常用晶体管封装库 InternationalRectifiers 1ib 常用整流桥封装库 等 1 2 5放置设置对象 1 放置元件 1 通过放置工具栏或菜单放置 或 元件 2 通过元件库直接放置 2 放置焊盘和过孔 放置焊盘 或 焊盘 放置过孔 或 过孔 3 放置导线和连线 放置导线的过程就是人工布线的过程 布线操作就是根据原理图中元件之间的连接关系 在各元件的焊盘之间放置导线 布线的一般原则 1 相邻导线之间要有一定的绝缘距离 2 信号线在拐弯处不能走成直角 3 电源线和地线的布线要短 粗且避免形成回路 放置导线 或 导线 在不同板层上放置导线 多层板中 在不同板层上放置导线应采用垂直布线法 即一层采用水平布线 则相邻的 层应采用垂直布线 在绘制电路板时 不同层之间铜膜线的连接依靠过孔 金属化孔 实现 即在多层板中 导线可以依靠过孔 从另一层穿过去 放置连线 连线一般是在非电气层上绘制电路板边界 元件边界 禁止布线边界等 它不能连接到网络上 绘制时不遵循布线规则 而导线是在电气层上元件的焊盘之间构成电气连接丢的连线 它能够连接到网络上 在手工布线时 放置导线和放置连线一般不加以区分 但在自动布线时 要采用放置导线 交互式布线 的方法 所以导线与连线是有所区别的 或 连线 4 放置填充块和铺铜 在印制电路板设计中 为提高系统的抗干扰性 以及根据地线尽量加宽原则和利于元件散热 通常需要设置大面积的电源 地线区域 这可以用填充块来实现 填充块可以放置于任何层上 若放置在信号层上 它代表一块铜箔 具有电气特性 经常在地线中使用 若放置在非信号层上 代表不具有电气特性的标志块 放置填充块 放置填充块 或 填充块 放置铺铜 在高频电路中 为了提高PCB的抗干扰能力 通常使用大面积铜箔进行屏蔽和散热 主要对铜箔进行开槽 实际使用中可以通过放置多边形来解决开槽问题 填充块与铺铜是有区别的 填充块将整个矩形区域以铜全部填满 同时覆盖区域内所有的导线 焊盘和过孔 使它们具有电气连接 而铺铜用铜线填充 并可以设置绕过多边死形区域内具有不同电气连接的对象 不改变它们原有的电气特性 另外 直接拖动铺铜就可以调整其放置位置 此时会出现一个Confirm 确认 对话框 询问是否重建 应该选择Yes按钮 要求重建 以避免发生信号短路现象 放置铺铜 或 铺铜 死铜 设置与i某个网络相连 而实际上没有与该网络相连的铺铜 5 放置尺寸标注和坐标 或 一般尺寸标注放在机械层或丝网层上 放置尺寸标注 放置坐标 或 坐标 6 放置圆弧 边缘法 点 起点 终点 确定 中心法 4点 中心 起点 终点 确定 角度法 4点 起点 圆心 终点 确