mA第章 双面印制电路板设计举例

1、第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1 原理图到印制板原理图到印制板 6.2 设置工作层设置工作层 6.3 元件布局操作元件布局操作 6.4 布线及布线规则布线及布线规则 6.5 信号完整性分析信号完整性分析 6.6 打印输出打印输出 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1 原理图到印制板原理图到印制板印制板编辑、设计是电子设计自动化（eda）最后的也是最关键的环节，换句话说，原理图编辑是印制板编辑、设计的前提和基础。对于同一电路系统来说，原理图中元器件电气连接与印制板中元器件连

2、接关系应完全相同，只是原理原理图中的元件用图中的元件用“电气图形符号电气图形符号”表示表示，而印制板中的元件用印制板中的元件用“封装图封装图”描述描述，可见原理图中已包含了元件的电气连接关系，完成了原理图编辑后，在protel99中，可通过如下方法之一将原理图中元件的电气连接关系转化为印制板中元件的连接关系，无须在印制板中逐一输入元件的封装图。第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(1) 通过“更新”方式生成pcb文件。 在protel99原理图编辑状态下，执行“design”菜单下的“update pcb”（更新pcb）命令，生成或更新pcb文件，并把原理图中的元件封装

3、图及电气连接关系数据传送到pcb文件中，原因是protel99原理图文件（.sch）与印制板文件（.pcb）具有动态同步更新功能。第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(2) 通过“网络表”文件(.net)将元件封装图及电气连接关系信息传递到pcb文件中。在原理图编辑状态下，执行“design”(设计)菜单下的“create netlist”命令，生成含有原理图元件电气连接关系信息的网络表文件(.net)，然后将网络文件装入pcb文件中。“网络表”文件(.net)是protel98及更低版本环境下，原理图文件(.sch)与印制板文件(.pcb)之间连接的纽带，protel

4、99、protel99 se也依然保留这一功能。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1.1 通过通过“ “更新更新” ”方式生成方式生成pcb文件文件1. 通过通过“更新更新”方式生成方式生成pcb文件文件 在原理图编辑状态，执行“design”菜单下的“update pcb”命令，生成相应的pcb文件。首次执行更新pcb命令时，将给出如图6-1所示的提示信息。第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-1 向导列表 图6-2 pcb向导 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例2. 选择印制板类型选择印制板类型单击图6-

5、2中的“next”按钮，在图6-3所示窗口内，选择度量单位(英制单位还是公制单位)及印制板种类后，单击“next”按钮。 图6-3 选择印制板规格 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例pcb向导提供了10种类型边框的印制板，其中： custom made board：用户自定义类型。 eurocard vme bus format：欧规vme bus适配卡。 ibm at bus format：ibm at总线适配卡。 ibm xt bus format：ibm xt总线适配卡。 ibm pc-104 bus format：ibm pc-104总线适配卡。 ibm &a

6、mp;apple pci bus format：pci总线适配卡。 ibm pcmcia bus format：ibm pcmcia总线适配卡。 ibm ps/2 bus format：ibm ps/2总线适配卡。 standard bus format：标准总线适配卡。 sun standard bus format：sun标准总线适配卡。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例3. 选择印制板尺寸参数选择印制板尺寸参数在图6-3所示的印制板类型列表内，选择“custom made board”(用户自定义)类型印制板后，单击“next”按钮，进入图6-4所示的印制板外

7、形结构、尺寸选择窗。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-4 用户自定义类型印制板尺寸设置 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图中各项含义如下： width：矩形(rectangular)，用户自定义(custom)类型印制板的宽度。 height：矩形(rectangular)，用户自定义(custom)类型印制板的高度。在图6-4所示窗口内，选择“rectangular”或“circular”后，即可在“width”、“height”文本盒内输入印制板边框宽、高尺寸(或单击“next”按钮后，在图6-5所示窗口内输入外形尺寸)。 第第

8、6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(a) (b) 图6-5 矩形及圆形印制板尺寸(a) 矩形印制板尺寸；(b) 圆形印制板尺寸 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例值得注意的是，当选择“custom”(用户自定义)类型时，必须先在“width”、“height”文本盒内输入印制板边框宽、高尺寸，然后单击“next”按钮，在图6-6所示窗口内选择边框形状，当选择“arc”(圆弧)边框时，还需进一步指定圆弧弓形的高度。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-6 自定义类型印制板边框及特例 第第6 6章章 双面印制电路板设计举

9、例双面印制电路板设计举例 boundary layer：导电图形边框(即布线区边框)层，缺省时位于“keep out layer”(禁止布线层)内，无须改变。 dimension layer：外边框(印制板切割边框)，缺省时位于“mechanical layer 4”(机械层4)内，一般也不用改变。 keep out distance from board：禁止布线层内到导电图形边框与机械层内印制板外边框的距离(缺省为50 mil，即1.27 mm)。考虑到切割时的误差，最好将外边框与布线区边框之间的距离改为100 mil。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 leg

10、end string：禁止/允许出现“板层名称”。 corner cutoff：禁止/允许“缺角”。设置“缺角”的目的是为了便于放置印制板固定螺丝孔，当允许“缺角”时，单击“next”按钮后，将给出图6-7所示的缺角尺寸选择框。 inner cutoff：禁止/允许“内部挖空”。利用“内部挖空”功能即可方便地在印制板布线区内设置一禁止布线区。当选择“内部挖空”时，单击“next”按钮后，还将给出图6-8所示的“内部挖空”区域尺寸选择框。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-7 缺角尺寸选择 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-8 内部

11、挖空区域位置及尺寸 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 title block：禁止/允许出现“标题栏”。当“标题栏”选项处于选中状态时，单击“next”按钮后，还将给出图6-9所示的标题栏设置框。 图6-9 标题栏设置窗 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例值得注意的是，除“custom made board”(用户自定义)类型外，其他9种类型印制板的外形结构、尺寸参数等已标准化。例如，在图6-3所示的印制板类型列表内选择“ibm &apple pci bus format”类型，单击“next”按钮后，只需在图6-10所示窗口内指定

12、pci总线适配卡的种类。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-10 pci总线适配卡种类选择 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例4. 确定印制板信号层确定印制板信号层单击图6-9所示窗口内的“next”按钮，在图6-11所示的印制板信号层选择窗内选择印制板层数。 图6-11 选择印制板结构 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例由于protel99 se pcb生成向导信号层列表内，没有提供单面板。因此，对单面板来说，可选择不带金属化过孔的两信号层印制板，并在随后的布线操作中禁止在元件面内走线。对于双面板来说，一般选

13、择具有金属化过孔的双面板，以提高布线时的布通率。如果没有金属化过孔，而仅依靠元件引脚实现两信号层的连接，很难连线。对于复杂数字电路系统，可采用28个信号层及24个电源地线层。例如在四层板中，常用带金属化过孔的两信号层和两电源地址层。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5. 选择过孔类型选择过孔类型选择印制板信号层、内电源/地线层后，单击“next”按钮，在图6-12所示窗口内，选择金属化过孔类型。 图6-12 过孔类型 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6. 选择多数元件封装方式选择多数元件封装方式选择过孔类型后，单击“next”按钮，在图6

14、-13所示窗口内，根据电路板上多数元件封装形式选择元件安装类型。表面安装元件占用电路面积小，在小型、微型化电子设备中得到了广泛应用。选择穿通式封装元件时，还需在图6-14所示窗口内指定两元件引脚(100 mil)之间的走线数目。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-13 选择多数元件安装类型 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-14 选择穿通式封装引脚焊盘间走线数目 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例7. 设置布线规则设置布线规则设置了多数元件封装方式后，单击“next”按钮，在图6-15所示窗口内，设置印制

15、导线最小宽度、“过孔”最小外径、“过孔”最小孔径、导电图形最小间距(安全间距)等布线参数。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-15 布线规则 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例8. 保存模板保存模板单击“next”按钮后，将显示图6-16所示对话窗，询问是否将该模板作为样板保存。 图6-16 保存模板 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例单击“next”按钮，并单击图6-17所示的“finish”按钮，即可完成印制板创建操作过程，并显示图6-18所示的印制板边框。 图6-17 完成印制板导入提示 第第6 6章章

16、双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-18 生成的印制板边框 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1.2 通过通过“更新更新”方式实现原理图文件与印制板文件之间方式实现原理图文件与印制板文件之间的信息交换的信息交换在原理图编辑状态下，通过“update pcb”(更新pcb)命令，将原理图中元器件封装图及电气连接关系信息传递到pcb文件的操作过程如下：(1) 在原理图编辑状态下，执行“design”(设计)菜单下的“update pcb”(更新pcb)命令，在图6-19所示的“update design”(更新设计)对话窗口内，指定有关选项内容。 第第6

17、 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-19 “update design”(更新设计)对话窗 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例各选项设置依据如下： 选择“i/o端口、网络标号”连接范围。根据原理图结构，单击“connectivity”(连接)下拉按钮，选择i/o端口、网络标号的作用范围： 对于单张电原理图来说，可以选择“sheet symbol/port connections”、“net labels and port global”或“only port global”方式中的任一种。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设

18、计举例 对于由多张原理图组成的层次电路原理图来说： 如果在整个设计项目(.prj)中，只用方块电路i/o端口表示上、下层电路之间的连接关系，也就是说，子电路中所有的i/o端口与上一层原理图中方块电路i/o端口一一对应，此外就再也没有使用i/o端口表示同一原理图中节点的连接关系，则将“connectivity”(连接)设为“sheet symbol /port connections”。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 如果网络标号及i/o端口在整个设计项目内有效，即不同子电路中所有网络标号、i/o端口相同的节点均认为电气上相连，则将“connectivity”(连

19、接)设为“net labels and port global”。 如果i/o端口在整个设计项目内有效，而网络标号只在子电路图内有效，则在原理图编辑过程中，应严格遵守同一设计项目内不同子电路图之间只通过i/o端口相连，不通过网络标号连接，即网络标号只表示同一电路图内节点之间的连接关系时，则将“connectivity”(连接)设为“only port global”。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例descend into sheet parts:细分到图纸部分。对于单张原理图没有实际意义,因此不选中该项。append sheet numbers to local

20、 net name:将原理图编号附加到网络名称上。这里不选中该项。第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 “components”(元件)选择。当“update component footprint”选项处于选中状态时，将更新pcb文件中的元件封装图；当“delete components”选项处于选中状态时，将忽略原理图中没有连接的孤立元件。 根据需要选中“generate pcb rules according to schematic layer”选项及其下面的选项。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(2) 预览更新情况。单击“prev

21、iew change”(变化预览)按钮，观察更新后发生的改变，如图6-20所示。 图6-20 更新信息 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如果原理图不正确，则图6-20中的错误列表窗口内将列出错误原因，同时更新列表窗下将提示错误总数，并在“update design”(更新设计)窗口内，增加“warnings”(警告)标签，如图6-21所示。 图6-21 原理图不正确时的更新信息 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例常见的出错信息、原因以及处理方式如下： component not found(找不到元件封装图)。原因是原理图中指定的元件封装形

22、式在封装图形库文件(.lib)中找不到或未装入相应的封装图库文件。advpcb.ddb文件包内的pcb footprint.lib文件包含了绝大多数元件的封装图形，但 如 果 原 理 图 中 某 一 元 件 封 装 形 式 特 殊 ， 在 p c b footprint.lib图形库文件中找不到，就需要装入非常用元件封装图形库文件包。当然如果常用元件封装图都找不到，则肯定没有装入相应的元件封装图库文件。第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例解决办法是：单击“cancel”按钮，取消更新操作。在“设计文件管理器”窗口内，单击pcb文件图标，进入pcb编辑状态，通过“add/

23、remove”命令，装入相应元件封装图形库文件包。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 node not found(找不到元件某一焊盘)。原因可能是元件电气图形符号引脚编号与元件封装图引脚编号不一致。例如，有些三极管电气图形符号引脚编号为e、b、c，而advpcb.ddb文件包内的pcb footprint.lib常用元件封装图形库文件中的to-92a的引脚编号为1、2、3，彼此不统一。解决办法是：修改三极管电气图形符号的引脚编号，并更新原理图。又如，当小型发光二极管采用sip2(引脚间距为100 mil)封装形式时，由于led发光二极管电气图形符号引脚编号为a、k

24、，而sip2封装形式引脚编号为1、2，这时可能需要创建小型发光二极管专用封装图(参阅7.2节“制作元件封装图举例”)。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 footprint xx not found in library(元件封装图形库中没有xx封装形式)。原因是元件封装图形库文件列表中没有对应元件的封装图，例如，pcb footprint.lib中就没有小型发光二极管led可用的封装图，解决办法是编辑pcb footprint.lib文件，并在其中创建led的封装图，然后再执行更新pcb命令；或者原理图中给出的元件封装形式拼写不正确，例如，将极性电容electro

25、1的封装形式写作“rb0.2/0.4”，解决办法是返回原理图修正元件封装形式。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3) 执行更新。当图6-20所示的更新信息列表窗内没有错误提示时，即可单击“execute”(执行)按钮，更新pcb文件。如果不检查错误，就立即单击“execute”(执行)按钮，则当原理图存在错误时，将给出图6-22所示的提示信息。 图6-22 原理图存在缺陷不能更新时的提示 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例需要注意的是：执行“design”菜单下的“update pcb”命令后，如果原理图文件所在的文件夹内没有pcb文件，

26、将自动生成一个新的pcb文件(文件名与原理图文件相同)，如图6-23所示；如果当前文件夹内已存在一个pcb文件，将更新该pcb文件，使原理图内元件电气连接关系、封装形式等与pcb文件保持一致(更新后不改变未修改部分的连线)；如果原理图文件所在文件夹内存在两个或两个以上的pcb文件，将给出图6-24的所示提示信息，要求操作者选择并确认更新哪一pcb文件。因此，在protel99 se中，可随时通过“更新”操作，使原理图文件(.sch)与印制板文件(.pcb)保持一致。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-23 执行“更新”命令自动生成的pcb文件 图6-24 选择需

27、要更新的pcb文件 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如果图6-20中没有错误，则更新后，原理图文件中的元件封装图将呈现在pcb文件编辑区内，如图6-25所示，可见在protel99 se中并不一定需要网络表文件。 图6-25 更新“pcb创建向导”生成的pcb文件 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如果执行“update pcb”命令时，原理图文件(.sch)所在文件夹下没有pcb文件(更新时将自动创建一个空白的pcb文件)，或原来的pcb文件没有布线区边框，则执行“update pcb”(更新pcb)命令时也能将原理图中元件封装及电气连接

28、关系信息装入pcb文件内，如图6-26所示，只是pcb编辑区内没有出现布线区边框。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-26 元件封装图装入没有布线边框的pcb文件 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1.3 在禁止布线层内绘制布线区在禁止布线层内绘制布线区对于没有布线区边框的pcb文件，可在执行“update pcb”命令前或后，用“导线”、“圆弧”等工具在禁止布线层(keep out layer)内，画出一个封闭的图形，作为印制电路板布线区。在设置布线区时，尺寸可以适当大一些，以方便手工调整元件布局操作，待完成了元件布局操作后，根据

29、印制板标准尺寸系列、印制板安装位置，确定布线区的最终形状和尺寸。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在禁止布线层内绘制印制电路板布线区边框的操作过程如下：(1) 单击印制板编辑区下边框的“keepoutlayer”按钮，切换到禁止布线层。(2) 在禁止布线层内绘制布线区边框时，单击“导线”工具后，原则上可不断重复“单击、移动”操作方式画出一个封闭的多边形框。但由于电路边框直线段较长，为了便于观察，往往缩小了很多倍显示，精确定位困难，因此在禁止布线层内绘制电路板边框时，可采用如下步骤进行： 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(1) 单击“放置”

30、工具栏中的“导线”工具。(2) 在禁止布线层内，通过“移动、单击鼠标左键固定起点，移动、单击鼠标左键固定终点，单击鼠标右键结束”的操作方式分别画出四条直线段，如图6-27所示。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-27 画出四条直线 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在绘制这四条边框线时，可以暂时不必关心其准确位置和长度，甚至可以不关心这四条线段是否构成一个封闭的矩形框。(3) 单击“放置”工具栏内的“设置原点”工具(或执行“edit”菜单下的“originset”命令)，将光标移到绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原点。(4)

31、 将鼠标移到直线上，双击鼠标左键，进入“导线”选项属性设置窗，修改直线段的起点和终点坐标，如图6-28所示，然后单击“ok”按钮退出。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-28 修改直线选项属性设置窗 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在本例中，布线区尺寸暂定为8000mil6000mil，因此下边框线段的起点坐标(x,y)为(0，0)，终点坐标(x,y)为(8000，0)；右边框线段的起点坐标(x,y)为(8000，0)，终点坐标(x,y)为(8000，6000)；上边框线段的起点坐标(x,y)为(8000，6000)，终点坐标(x,y

32、)为(0，6000)；左边框线段的起点坐标(x,y)为(6000，0)，终点坐标(x,y)为(0，0)。用同样的操作方法修改另外三条边框(上边框及左、右边框)的起点和终点坐标后，即可获得一个封闭的矩形框，如图6-29所示。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-29 修改四条直线段起点和终点坐标后获得的矩形框 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.1.4 通过网络表装入元件封装图通过网络表装入元件封装图1. 装入网络文件前的准备工作装入网络文件前的准备工作(1) 编辑好原理图文件并生成网络表文件(.net)。有关原理图编辑方法、网络表文件创

33、建过程已在第2、3章中介绍过了，这里不再重复。(2) 执行“file”菜单下的“new”命令，在新文档选择窗口内选择“pcb document”(印制板文件)类型，单击“ok”按钮生成新的pcb文件。(3) 在“设计文件管理器”窗口内，单击生成的pcb文件，进入pcb编辑状态。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例2. 重新设置绘图区原点重新设置绘图区原点单击“放置”工具栏内的“设置原点”工具(或执行“edit”菜单下的“originset”命令)，将光标移到绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原点。 3. 在禁止布线层内设置布线区边框在禁止布线层内设置布线区边

34、框(1) 单击pcb编辑区下边框上的“keepout”按钮，切换到禁止布线层。(2) 利用“放置”工具栏内的“导线”、“圆弧”工具绘制出一个封闭图形，作为布线区，如图6-30所示。具体操作过程前面已介绍过，这里不再重复。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-30 布线区边框 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例4. 装入网络表文件装入网络表文件在禁止布线层内设置了电路板布线区边框后，即可通过如下步骤装入网络表文件：(1) 执行“design”菜单下的“netlist”命令，在图6-31所示窗口内装入原理图网络表文件。 图6-31 装入原理图

35、网络表文件 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(2) 单击图6-31中“netlist file”文本框右侧的“browse”(浏览)按钮，在图6-32所示的“select”(选择)窗口内当前设计文件包中找出并单击网络表文件，然后单击“ok”按钮返回，即可在图6-31所示的网络宏列表窗内看到已装入的元件、焊盘等信息，如图6-33所示。 图6-32 选择装入网络表文件窗口 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-33 装入网络表文件后 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3) 根据情况选择图6-33中的“delete

36、components not in netlist ”(删除没有连接的元件)和“update foot print”(更新元件封装图)选项。(4) 在网络宏列表窗口内，检查网络表文件装入后有无错误。如果发现错误，要具体分析，并加以修正。例如，当发现某一元件没有封装图时，可单击“cancel”按钮，取消网络表文件装入过程，返回原理图。在元件属性窗口内给出元件封装图后，再生成网络表文件，然后转到pcb编辑器重新装入网络表，直到在图6-33所示的网络宏列表窗口内没有出现错误为止。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(5) 当图6-33中网络宏列表窗口内没有出现错误信息时，即

37、可单击“execute”按钮，装入网络表文件，结果如图6-34所示。可见装入网络表文件后，所有元件均叠放在布线区。 图6-34 装入网络表后的结果 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5. 分离重叠在一起的元件分离重叠在一起的元件对于通过“更新”方式生成的pcb文件来说，在禁止布线层内画出印制板布线区后，原则上可用手工方法将图6-29中每一元件的封装图逐一移到布线区内(当然，在移动过程中，必要时可旋转元件朝向)；也可以使用“自动布局”命令，将元件封装图移到布线区内。但通过装入“网络表文件”方式更新或生成pcb文件中元件的电气连接关系时，装入网络表文件后，所有元件封装图重

38、叠放在布线区内，如图6-34所示，不便手工调整元件布局，需通过“自动布局”命令，将布线框内重叠在一起的元件彼此分开，以便浏览和手工预布局(这一操作的目的仅仅是为了使重叠在一起的元件彼此分离，无须设置自动布局参数)。操作过程如下： 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(1) 执行“tools”菜单内的“auto place”(自动布局)命令。(2) 在图6-35所示自动方式窗口内，分别选择“菊花链状”方式和“快速放置”方式。 图6-35 设置自动布局方式 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3) 单击“ok”按钮，启动自动布局过程，使重叠在一起的

39、元件彼此分离，如图6-36所示，为随后进行的手工预布局提供方便。 图6-36 执行“自动布局”后重叠在一起的元件已彼此分离 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.2 设设置置工工作作层层 执行“design”菜单下的“update pcb”命令(或执行“file”菜单下的“new”命令)生成的pcb文件，仅自动打开了top(元件面)、bottom(焊锡面)、keepout(禁止布线层)、mech1(机械层1)及multi(多层重叠)。在布局、布线前，需要根据原理图连线的复杂程度、抗干扰性能指标高低、印制板生产设备及工艺水平、成本等因素，确定印制电路板的层数，原则上能用

40、单面板就不要用双面板；能用双面板就不用多层板。原因是电路板层数越多，对印制板生产设备、工艺的要求就越高，工序也就越多，导致成本上升。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例由于在图2-96所示电路系统中集成电路芯片较多，需要使用双面电路板，操作过程如下：执行“design”菜单下的“options”命令，并在弹出的“document options”(文档选项)窗内，单击“layers”标签，选择工作层。由于是双面板，只需选择信号层中的“top”(顶层，即元件面)、“bottom” (底层，即焊锡面)，关闭中间信号层。为了降低pcb生产成本，只在元件面上设置丝印层(除非有

41、特殊要求)。因此，在“slikscreen”选项框内，只选择“top”。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例假设所有元件均采用传统穿通式安置方式，没有使用贴片式元件，因此也就不用paste mask(焊锡膏)层。打开阻焊层选项框的“bottom”(底层)和“top”(顶层)，即两面都要上阻焊漆。在“system”选项框内，选中“connections”(元件连接关系)选项，以便在pcb编辑区内显示出表示元件电气连接关系的“飞线”，因为在手工调整布局时，通过“飞线”即可直观地判断是否需要旋转元件方向、调整元件位置。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设

42、计举例同时也要选择“drc error”(设计规则检查)复选项，这样在移动元件、印制导线、焊盘、过孔等操作过程中，当两个导电图形(印制导线、焊盘或过孔)间距小于设定安全间距时，与这两个节点相连的导线、焊盘等显示为绿色，提示这两个导电图形间距不够。一般需要打开mech1(机械层1)和mech4(机械层4)，以便在机械层4内绘制电路板机械边框、对准孔，在机械层1内放置注标尺寸或说明性文字等信息。单击“options”标签，选择可视栅格大小(一般设为20 mil)、形状(线条)以及格点锁定距离(一般设为10 mil)，然后单击“ok”按钮，关闭“document options”(文档选项)设置窗。

43、 design-mechanical layers第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.3 元件布局操作元件布局操作 6.3.1 手工预布局手工预布局按元件布局一般规则，用手工方式安排并固定核心元件、输入信号处理芯片、输出信号驱动芯片、大功率元件、热敏元件、数字ic退耦电容、电源滤波电容、时钟电路元件等的位置，为自动布局做准备(但一块电气性能优良、电磁兼容性能高、热稳定性好、工作可靠的印制电路板并不能采用cad软件中的自动布局功能，只能靠手工布局)。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在pcb编辑器窗口内，通过移动、旋转元件等操作方法，可将特

44、定元件封装图移到指定位置，操作方法与在sch编辑器窗口内移动、旋转元件的操作方法完全相同。例如，将鼠标移到pcb窗口内某一元件上，按下鼠标左键不放，移动鼠标，即可将鼠标下的元件移到另一位置，然后松手。当然，也可以利用“edit”菜单下的“move”(移动)或“drag”(拖动)命令，移动元件。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在移动元件操作过程中，即元件处于活动状态后，按空格键可使元件按逆时针方向旋转某一角度(缺省时为90，但旋转角的大小可通过“toolspreferences”命令重新设置)；按下x、y键可使元件左右或上下对称。但在pcb印制电路板编辑过程中，对元

45、件进行对称操作时一定要慎重，否则会使元件，尤其是集成电路芯片左右或上下颠倒，如图6-37所示。在pcb中，对元件进行对称操作后，插件时将发现：从元件面插件时，芯片引脚编号与印制板上元件封装图的引脚编号不一致这不仅无法实现电路功能，而且还可能烧毁电路芯片。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-37 集成电路芯片对称操作的后果 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例1. 粗调元件位置粗调元件位置当印制板上元件数目较多、连线较复杂时，先按元件布局规则大致调节印制板上的元件位置，操作过程如下：(1) 执行“view”菜单下的“connectionsh

46、iden all”命令，隐藏所有飞线。(2) 单击“browse”(浏览选项)按钮，在浏览对象列表窗内选择“components”(元件)作为浏览对象，此时pcb编辑器窗口状态如图6-38所示。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-38 以元件作为浏览 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3) 按上面列举的元件布局规则，优先安排核心元件及重要元件(u101、u102、u103、u104)的放置位置。由于核心元件及重要元件数量有限，外形较大，在pcb编辑区内很容易找到，因此，可直接将鼠标移到核心及各重要元件上，按下鼠标左键不放，将元件移到p

47、cb编辑区内指定位置，在移动过程中，根据需要可旋转元件方向。在移动元件操作过程中，将鼠标移到窗口左下角“编辑区浏览窗”内的“当前窗口位置示意框”(其大小与pcb编辑区窗口缩放倍数有关)内，按下鼠标左键不放，移动鼠标，即可迅速、方便地观察pcb编辑区内任一区域。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例当然也可以通过如下方法在缩小的编辑区内查找特定元件序号： 单击“browse pcb”窗口内的“magnifier”(放大)工具，将“放大镜”移到编辑区内某一特定位置，即可在“浏览”窗内观察到放大镜下的pcb局部区域，如图6-39所示。 在“元件”列表窗内，找出并单击特定元件后

48、，再单击该列表窗下的“jump”按钮，即可在屏幕上观察到该元件(显示为黄色)及附近区域，如图6-40所示。接着单击主工具栏内“全图浏览”(show entire document)工具，使布线区完整地显示在屏幕上；然后将鼠标移到该元件(显示为黄色)上，按下左键不放，即可迅速将该元件移到特定位置。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-39 利用“放大镜”观察局部区域 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-40 跳转到特定元件 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(4) 完成了核心元件及各重要元件的初步定位(如图6-

49、41所示)后，按同样方法将放置位置有特殊要求的元件，如时钟电路(y101、c106、c107)、输出信号驱动芯片(u201、202)、复位按钮(res)、电源整流二极管(d301d04)、三端稳压集成块(u301、u302)等移到指定位置，如图6-42所示。 (5) 执行“view”菜单下的“connectionsshow all”命令，显示所有飞线。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-41 初步确定核心元件放置位置后的pcb 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-42 初步确定了放置位置有特殊要求的元件 第第6 6章章 双面印制电路

50、板设计举例双面印制电路板设计举例2. 进一步细调放置位置有特殊要求的元件进一步细调放置位置有特殊要求的元件借助“飞线”，利用移动、旋转操作方法，对图6-42中的元件放置位置做进一步调节，使飞线交叉尽可能少。 3. 固定对放置位置有特殊要求的元件固定对放置位置有特殊要求的元件确定了核心元件、重要元件以及对放置位置有特殊要求元件的位置后，可直接逐一双击这些元件，在图6-43所示的元件属性窗口内，选中“locked”选项，单击“ok”按钮退出元件属性窗口，以固定元件在pcb编辑区内的位置。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-43 锁定元件在pcb编辑区内的位置 第第6

51、 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例当需要固定的元件数目较多时，可先标记待固定的所有元件，再通过“全局”选项按钮，使所有选中元件均处于锁定状态。操作过程如下：(1) 用主工具栏内的“标记”工具或“editselecttoggle selection”命令选中所有需要固定的元件。(2) 将鼠标移到标记块内任一元件上，双击鼠标左键，激活元件选项属性设置窗。(3) 在“properties”(属性)标签窗口内，选中“locked”(锁定)选项，如图6-43所示。(4) 单击元件属性窗口内的“global”(全局)按钮。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(

52、5) 将“attributes to match by”(匹配条件)选项框内的“selection”选项设置为“same”,即修改所有处于选中状态的元件属性。(6) 单击“copy attributes”(复制特性)选项框内的“locked”(锁定)选框，使该选框内出现“”(表示复制元件锁定属性)。(7) 单击“ok”按钮，关闭元件属性选项设置窗，即可固定所有选中元件的位置。(8) 单击主工具栏内的“解除选中”。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.3.2 元件分类元件分类自动布局、布线前，最好先执行“design”菜单下的“classes”命令，对有特殊要求的元件

53、、节点进行分类，以便在自动布局、自动布线参数设置中，对特定类型的元件、节点选择不同的布局、布线方式。下面以元件分类为例，介绍元件、节点分类操作过程。(1) 单击“design”菜单下的“classes”命令，在图6-44所示窗口内，单击“component”标签，对元件进行分类。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-44 元件分类 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(2) 单击“add”按钮，在图6-45所示窗口中未分组元件列表框内选择一个或一批元件后(单击某一元件后，按下shift键不放，再单击另一元件，即可同时选中相邻的元件；按下ct

54、rl键不放，不断单击目标，即可同时选中彼此不相邻的多个元件)，再单击“添加选中”按钮，即可将左窗口中未分组元件加入到右窗口中组的元件列表内，在“name”文本盒内输入类名，如图6-46所示。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-45 编辑组内元件 图6-46 新生成的元件组 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3) 单击“close”按钮返回，即可将整流二极管d301d304放入到class1元件组中。必要时，重复上述操作，对其他元件再分组。单击图6-46中某元件组后，再单击“edit”按钮，即可编辑组内元件。 第第6 6章章 双面印制电

55、路板设计举例双面印制电路板设计举例6.3.3 设置自动布局参数设置自动布局参数1. 设置元件自动布局间距设置元件自动布局间距在pcb编辑状态下，单击“design”(设计)菜单下的“rules”(规则)命令；在“design rules”(设计规则)窗口内，单击“placement”(放置规则)标签，然后在图6-47所示窗口内，单击“rule classes”(规则分类)列表窗内的“component clearance constraint”(元件间距)设置项，即可观察到元件间距设置信息。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-47 设置元件放置间距 第第6 6章

56、章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例单击“add”按钮，可增加新的放置规则；在规则列表窗口内，单击某一特定规则后，单击“delete”按钮，即可删除选定的规则；单击“properties”按钮，可编辑选定的规则。当没有指定元件放置间距时，自动布局时默认的元件间距为10 mil。根据需要，单击图6-47中的“add”按钮，在图6-48所示窗口内，即可增加自动布局过程中元件间距的约束规则。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-48 设置元件安全间距及作用范围 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例2. 设置元件放置方向设置元件放置方向

57、在图6-47所示窗口中，单击规则分类窗口下的“component orientations rule”(元件放置方向)，在图6-49所示窗口内，重新设定、修改元件放置方向。单击“add”按钮，在图6-50所示窗口中，即可增加新的放置规则。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-49 元件放置方向设置窗 图6-50 设置元件放置方向 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例3. 设置元件放置面设置元件放置面在双面板、多面板中，元件一般放置在元件面上，无须特别指定。但在单面板中，表面封装器件smd只能放在焊锡面上，因此需要指定元件放在元件面上还是焊锡

58、面上。在图6-47所示窗口中，单击规则分类窗口下的“component orientations rule”(元件放置方向)，在图6-51所示窗口内，重新设定、修改元件放置方向。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-51 元件放置面信息 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例按如下步骤操作后，自动布局时，指定元件将放在焊锡面内：单击图6-51所示窗口内的“add”按钮；在图6-52所示窗口内，单击“filter kind”列表盒右侧下拉按钮，并选中“component”(元件)；在随后出现的元件列表框内，找出并单击目标元件；选中“rule a

59、ttributes”(规则属性)窗口内的“bottom layer”复选项，再单击“ok”按钮关闭。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图6-52 设置元件放置面 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例6.3.4 自动布局自动布局确定并固定了关键元件位置后，即可进行“自动布局”，操作过程如下：(1) 执行“tools”菜单内的“auto place”(自动放置)命令。(2) 在图6-53所示窗口内，选择自动布局方式和自动布局选项。 图6-53 选择自动布局方式 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 在“preference

60、s”选项框内，选择“statistical place”(统计学)放置方式时，以连线距离是否最短作为布局效果好坏的判断标准。“统计学”放置方式选项如图6-53所示，可通过禁止/允许某些选项干预布局结果，因此布局效果较好，但耗时长，需要等待。 group components(元件组)选项：当该选项处于选中状态时，网络表文件中关系密切的元件视为一个整体，即作为元件组对待，布局时尽量靠在一起。因此，一般要选择该选项，使组内的元件位置彼此相邻。 第第6 6章章 双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 rotate components(旋转元件)选项：当该选项处于选中状态时，在自动布局过程中将根据连线最短原则