印制电路板pcb和设计

1、第3章 印制电路板的设计技术protel 99se,3.1 原理图的设计 3.2 PCB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（printed circuit board)制作工序：,设计PCB板 打印PCB图 裁剪覆铜板 曝光 显像 蚀刻 钻孔 镀镍,3.1 Protel 99se设计环境介绍,3.1.1创建新的项目:file-new project,项目管理器界面,3.1.2 创建新的文档：file-new document,新建文档类型：,3.2 Protel 99se原理图设计,3.2.1 原理图的设计流程 图纸尺寸设置 放置元器件 原理

2、图布线 ERC电气规则检查,3.2.2 原理图绘制(1) 新建原理图文档File-new document选择schematic document,菜单和命令 工具按钮 电路图管理器Browse Sch： 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 Part,Primitives 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

3、 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/remove,Browse 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* Part,Find 查找元件,Find component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 Find now /stop,3.2.2 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

4、设计环境的设置 Tool -preferences,3.2.2 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wiring toolbars 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wiring toolbars Place-bus entry或wiring toolbars,3.2.2 原理图绘制,放置电路节点 Place-Junction或wirin

5、g toolbars 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-Net label或wiring toolbars 放置端口 Place-Port或wiring toolbars 放置不做电气规则检查的符号 Place-NoERC或wiring toolbars,3.2.2 原理图绘制（5）放置电源及接地,Protel 99se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-power port或wiring tools view-toolbars-power objects,3.2.2 原理图绘制（6

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-Create Netlist 生成元器件清单:Reports-bill of material 原理图打印:file-setup printer 将原理图嵌入到word文档: tools-preferences-graphical editing 不选add

7、 template to clip,3.3 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-schematic library document(*.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0 Degrees、90 Degrees、180 Degrees、270 Degrees 4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。 Cl

8、k：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）、Open Collector（集电极开路型引脚）、Passive（无源引脚）、HiZ（高阻引脚)、Open Emitter（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。 Show Name：是否显示引脚名，选中复选框表示显示。 Show Number：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

9、是否被选中。,20070211-212班： 4月28日8：3010：30 A3-304 20070213-215班: 4月28日18：1520：15 A3-304,考试安排：,3.5.1 PCB(printed circuit board)基础知识 封装 板层,3.5 Protel 99se PCB设计,3.5.2 PCB设计流程,设计原理图 生成网络表 启动并设置PCB设计环境 元件布局 布线 设计规则校验（DRC） 保存及输出PCB 图,3.5.3 Protel 99se 的PCB设计方法,自动化设计 手工设计,3.5.3.1 PCB自动化设计,原理图绘制,元件封装修改,网络表输出,新建P

10、CB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-printed circuit wizard,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-printed circuit wizard,利用向导设计板框,File-new wizards-printed circuit wizard,PCB设计管理器,库中的封装,封装库列表,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

11、活层,信号层(Top layer,bottom layer,mid layer)： 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(mechanical layer):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(Keep out layer)：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

12、载网络表常见的错误： Node no found:常出现在原理图与封装焊盘不对应的场合 Component no found:常出现在元件封装不正确的场合 Footprint no found in library: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-Update pcb,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

13、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-align components(排齐元件)-set shove depth（如5） 执行推挤命令 tools-align components(排齐元件)-shove 将

14、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(auto route),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(auto route),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(auto

15、route),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）,拆线tools-un route撤销布线 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- component drag选择connected track 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

16、或者edit-move-re route/drag track end,设计规则检查DRC,Tools-design rule check,3.5.3.2 PCB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 New document-PCB document 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 （Split vertical/hori

17、zontal）,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keep out layer,3.6元件封装及封装库的制作,新建元件封装库 File-new-PCB library document(*.lib) 设计元件封装 使用向导设计封装 手动设计,使用向导设计封装,tools-new component 选择元件封装类型 选择单位(select a unit):英制(mil

18、)、公制(mm),Protel99se PCB 设计,1、创建数据库（.ddb) 2、在数据库中绘制原理图（ERC) 3、创建网络表 4、利用向导创建PCB文件 5、加载封装库（General IC.lib; Miscellaneous.lib;PCB footprints.lib) 6、在PCB中加载网络表 7、元件布局 8、布线 9、DRC 10、保存提交,需要注意的问题：,1.新建设计数据库（2007.ddb)时，除了给数据库命名以外，还要将保存路径改在D盘 2.每完成一部分要保存 3.绘制原理图常见问题： a.如果找不到连线工具栏可以到菜单视图工具条Drawing tool bars; b.连线应用wire而不是line