印制電路板設(shè)計(jì)初步

1、印制電路板設(shè)計(jì)初步一、一、 印制板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)印制板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 二、二、 Protel99 PCB的啟動(dòng)及窗口認(rèn)識(shí)的啟動(dòng)及窗口認(rèn)識(shí)三、三、 手工設(shè)計(jì)單面印制板手工設(shè)計(jì)單面印制板Protel99 PCB基本操作基本操作格 物 致 新 厚 德 澤 人一、印制板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)l 印制板也稱為印制線路板或印制電路板，通過印制板上的印制導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實(shí)現(xiàn)元器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說明性文字（如元件輪廓、序號(hào)、型號(hào)）等均通過印制方法實(shí)現(xiàn)，因此稱為印制電路板。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良

2、好的銅薄膜，就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必需的材料覆銅板。按電路要求，在覆銅板上刻蝕出導(dǎo)電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實(shí)現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個(gè)電路板所需的螺絲孔，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板。格 物 致 新 厚 德 澤 人l1、 印制板種類及結(jié)構(gòu)印制板種類及結(jié)構(gòu)l 印制板種類很多，根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同，可以將印制板分為單面電路板（簡稱單面板）、雙面電路板（簡稱雙面板）和多層電路板；根據(jù)覆銅板基底材料的不同，又可將印制板分為紙質(zhì)覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板兩大類。此外，采用撓性塑料作基底的印制板稱為撓性印制板，常用做印制電纜。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 單面板的結(jié)構(gòu)如圖1(a)

3、所示，所用的覆銅板只有一面敷銅箔，另一面空白，因而也只能在敷銅箔面上制作導(dǎo)電圖形。單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實(shí)現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該面稱為“焊錫面”在Protel99 PCB編輯器中被稱為“Bottom”（底）層。沒有銅膜的一面用于安放元件，因此該面稱為“元件面”在Protel99 PCB編輯器中被稱為“Top”（頂）層。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖1(a) 單面、雙面及多面印制電路板剖面格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖1（b） 單面、雙面及多面印制電路板剖面格 物 致 新 厚 德 澤 人圖1(c) 單面、雙面及多面印制電路板剖面格 物 致 新 厚 德

4、 澤 人l 雙面板的結(jié)構(gòu)如圖1(b)所示，基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個(gè)面上，該面同樣稱為“元件面”，另一面稱為“焊錫面”。在雙面板中，需要制作連接上、下面印制導(dǎo)線的金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單面板多，成本高。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越復(fù)雜。此外，器件工作頻率也越來越高，雙面板已不能滿足布線和電磁屏蔽要求，于是就出現(xiàn)了多層板。在多層板中導(dǎo)電層的數(shù)目一

5、般為4、6、8、10等，例如在四層板中，上、下面（層）是信號(hào)層（信號(hào)線布線層），在上、下兩層之間還有電源層和地線層，如圖1(c)所示。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 在多層板中，可充分利用電路板的多層結(jié)構(gòu)解決電磁干擾問題，提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數(shù)多，走線方便，布通率高，連線短，印制板面積也較?。ㄓ≈茖?dǎo)線占用面積?。?，目前計(jì)算機(jī)設(shè)備，如主機(jī)板、內(nèi)存條、顯示卡等均采用4或6層印制電路板。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化過孔實(shí)現(xiàn)，除了元件引腳焊盤孔外，用于實(shí)現(xiàn)不同層電氣互連的金屬化過孔最好貫穿整個(gè)電路板，以方便鉆孔加工，

6、在經(jīng)過特定工藝處理后，不會(huì)造成短路。在如圖1(c)所示的四層板中，給出五個(gè)不同類型的金屬化過孔。例如，用于元件面上印制導(dǎo)線與電源層相連的金屬化過孔中，為了避免與地線層相連，在該過孔經(jīng)過的地線層上少了一個(gè)比過孔大的銅環(huán)（很容易通過刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)）。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l2 、 印制板材料印制板材料l 根據(jù)覆銅板基底材料的不同，可以將印制板分為紙質(zhì)覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板兩大類。它們都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一起，然后經(jīng)過加熱、加壓工藝處理而成。l 目前常用的粘結(jié)樹脂主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯樹脂三種。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 使用酚醛樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅

7、箔層壓板稱為覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板，其特點(diǎn)是成本低，主要用作收音機(jī)、電視機(jī)以及其他電子設(shè)備的印制電路板。l 使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板稱為覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板。覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板的電氣性能和機(jī)械性能均比覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板好，也主要用在收音機(jī)、電視機(jī)以及其他低頻電子設(shè)備中。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板稱為覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板。這是目前使用最廣泛的印制電路板材料之一，它具有良好的電氣和機(jī)械性能，耐熱，尺寸穩(wěn)定性好，可在較高溫度下使用。因此，廣泛用作各種電子設(shè)備、儀器的印制電路板。l 使用聚四氟乙烯樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板稱為覆銅箔聚四氟乙烯

8、玻璃布層壓板。由于其介電性能好（介質(zhì)損耗小、介電常數(shù)低），耐高溫（工作溫度范圍寬），耐潮濕（可以在潮濕環(huán)境下使用），耐酸、堿（即化學(xué)穩(wěn)定性高），是制作高頻、微波電子設(shè)備印制電路板的理想材料，只是價(jià)格較高。格 物 致 新 厚 德 澤 人二、Protel99 PCB的啟動(dòng)及窗口認(rèn)識(shí)l 在Protel99狀態(tài)下，單擊“File”菜單下的“New”命令，然后在如圖1-6中所示的窗口直接雙擊“PCB Document”（PCB文檔）文件圖標(biāo)，即可創(chuàng)建新的PCB文件并打開印制板編輯器。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)文件包(.ddb)內(nèi)已經(jīng)含有PCB文件，在“設(shè)計(jì)文件管理器”窗口內(nèi)直接單擊

9、相應(yīng)文件夾下的PCB文件圖標(biāo)來打開PCB編輯器，并進(jìn)入對(duì)應(yīng)PCB文件的編輯狀態(tài)。l Protel99印制板編輯窗口如圖2所示，菜單欄內(nèi)包含了“File”（文件）、“Edit”（編輯）、“View”（瀏覽）、“Place”（放置）、“Design”（設(shè)計(jì)）、“Tools”（工具）、“Auto Route”（自動(dòng)布線）等，這些菜單命令的用途將在后續(xù)操作中逐一介紹。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖2 Protel99 PCB編輯器窗口編輯器窗口格 物 致 新 厚 德 澤 人l 與電原理圖編輯器相似，在印制板編輯、設(shè)計(jì)過程中，除了可以使用菜單命令操作外，PCB編輯器也將一系列常用的菜單命令以工具按鈕

10、形式羅列在“工具欄”內(nèi)，用鼠標(biāo)單擊“工具欄”上的某一“工具”按鈕，即可迅速執(zhí)行相應(yīng)的操作。PCB編輯器提供了主工具欄（Main Toolbar）、放置工具（Placement Tools）欄（窗）。必要時(shí)可通過“View”菜單下的“Toolbars”命令打開或關(guān)閉（缺省時(shí)這兩個(gè)工具欄均處于打開狀態(tài)）這些工具欄（窗）。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 主工具欄（窗）內(nèi)有關(guān)工具的作用與SCH編輯器主工具欄的相同或相近，在此不再介紹。放置工具欄內(nèi)的工具名稱如圖3所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖3 放置工具窗口內(nèi)的工具放置工具窗口內(nèi)的工具格 物 致 新 厚 德 澤 人l 啟動(dòng)后，PCB編輯區(qū)

11、內(nèi)顯示的柵格線是第二柵格線，大小為1000 mil，即25.4 mm。在編輯區(qū)下方顯示目前已打開的工作層和當(dāng)前所處的工作層。l PCB瀏覽窗（Browse PCB）內(nèi)顯示的信息及按鈕種類與瀏覽對(duì)象有關(guān)，如圖4所示，單擊瀏覽對(duì)象選擇框下拉按鈕，即可選擇相應(yīng)的瀏覽對(duì)象，如Library(元件封裝庫)、Components（元件）、Nets（節(jié)點(diǎn)）、“Net Classes”（節(jié)點(diǎn)組）、“Component Classes”（元件組）、“Violations”（違反設(shè)計(jì)規(guī)則）等。 格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖4 不同瀏覽對(duì)象對(duì)應(yīng)的瀏覽窗不同瀏覽對(duì)象對(duì)應(yīng)的瀏覽窗格 物 致 新 厚 德 澤 人l

12、瀏覽對(duì)象的選擇與當(dāng)前的操作狀態(tài)有關(guān)，例如在手工放置元件封裝圖時(shí)，可選擇“Library”作為瀏覽對(duì)象（如圖2所示）；在手工調(diào)整元件布局過程中，可選擇“Components”（元件）作為瀏覽對(duì)象；在手工調(diào)整布線過程中，可選擇“Nets”（節(jié)點(diǎn)）作為瀏覽對(duì)象；在元件組管理操作（如在組內(nèi)增加或刪除元件）過程中，可選擇“Component Classes”（元件組）作為瀏覽對(duì)象；在節(jié)點(diǎn)組管理操作（如在組內(nèi)增加或刪除節(jié)點(diǎn)）過程中，可選擇“Net Classes”（節(jié)點(diǎn)組）作為瀏覽對(duì)象；而糾正設(shè)計(jì)錯(cuò)誤時(shí)，可以選擇“Violations”（違反設(shè)計(jì)規(guī)則）作為瀏覽對(duì)象。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l PC

13、B編輯器內(nèi)工具欄的位置也可移動(dòng)，例如將鼠標(biāo)移到工具欄上的空白位置，按下鼠標(biāo)左鍵不放，移動(dòng)鼠標(biāo)器，即可移動(dòng)工具欄位置。當(dāng)工具欄移到工作區(qū)內(nèi)時(shí)就會(huì)自動(dòng)變成“工具窗”；反之，將“工具窗”移到工作區(qū)邊框時(shí)又會(huì)自動(dòng)變成工具欄。 l 在Protel99 PCB編輯器中，可以選擇英制（單位為mil）或公制（單位為mm）兩種長度計(jì)量單位，彼此之間的換算關(guān)系如下： 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 1 mil=0.0254 mml 10 mil=0.254 mml 100 mil=2.54 mml 1000 mil（1英寸）=25.4 mm 格 物 致 新 厚 德 澤 人三、 手工設(shè)計(jì)單面印制板Protel99

14、 PCB基本操作l 為了便于理解PCB編輯器的基本概念,掌握PCB設(shè)計(jì)的基本操作方法，下面以手工設(shè)計(jì)如圖2-35所示的電路的印制板為例，介紹Protel99 PCB印制板編輯器的基本操作。l 如圖2-35所示的電路很簡單，元件數(shù)量少，完全可以使用單面板，并假設(shè)元件尺寸也不大，電路板尺寸為2000 mil1500 mil（相當(dāng)于50.8 mm38.1 mm）。格 物 致 新 厚 德 澤 人l3.1 工作參數(shù)的設(shè)置與電路板尺寸規(guī)劃工作參數(shù)的設(shè)置與電路板尺寸規(guī)劃l 1. 設(shè)置工作層設(shè)置工作層l 執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出的“Document Options”（文檔選

15、項(xiàng)）窗內(nèi)，單擊“Layers”標(biāo)簽（如圖5所示），選擇工作層。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖5 選擇選擇 PCB編輯器的工作層編輯器的工作層格 物 致 新 厚 德 澤 人l 各層含義如下：l 1) Signal Layers（信號(hào)層）（信號(hào)層）l Protel99 PCB編輯器最多支持以下16個(gè)信號(hào)層：l Top，即頂層，也稱為元件面，是元器件的安裝面。在單面板中不能在元件面內(nèi)布線，只有在雙面或多面板中才允許在元件面內(nèi)進(jìn)行少量布線。在單面板中，由于元件面內(nèi)沒有印制導(dǎo)線，表面安裝元件只能安裝在焊錫面上；而在多面板中，包括表面安裝元件在內(nèi)的所有元件，應(yīng)盡可能安裝在元件面上，但表面安裝元件也可以

16、安裝在焊錫面上。格 物 致 新 厚 德 澤 人l Bottom，即底層，也稱為焊錫面，主要用于布線。焊錫面是單面板中惟一可用的布線層，同時(shí)也是雙面、多面板的主要布線層。l Mid1Mid14是中間信號(hào)層，主要用于放置信號(hào)線。只有5層以上電路板才需要在中間信號(hào)層內(nèi)布線。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 2) Internal Plane（內(nèi)電源（內(nèi)電源/地線層）地線層）l Protel99 PCB編輯器最多支持4個(gè)內(nèi)電源/地線層，主要用于放置電源/地線網(wǎng)絡(luò)。在3層以上電路板中，信號(hào)層內(nèi)需要與電源或地線相連的印制導(dǎo)線可通過元件引腳焊盤或過孔與內(nèi)電源/地線層相連，從而極大地減少了電源/地線的連線長

17、度。另一方面，在多層電路板中，充分利用內(nèi)地線層對(duì)電路板中容易產(chǎn)生輻射或受干擾部分進(jìn)行屏蔽。在單面板和雙面板中，電源線/地線與信號(hào)線在同一層內(nèi)走線，因此也就不存在內(nèi)電源/地線層。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 3) Mechanical（機(jī)械層）（機(jī)械層）l 機(jī)械層沒有電氣特性，主要用于放置電路板一些關(guān)鍵部位的注標(biāo)尺寸信息、印制板邊框以及電路板生產(chǎn)過程中所需的對(duì)準(zhǔn)孔（但印制電路板上固定大功率元件所需的螺絲孔以及電路板安裝、固定所需的螺絲孔一般以孤立焊盤形式出現(xiàn)，這樣焊盤的銅環(huán)可作墊片使用，另外對(duì)于需要接地的，如三端穩(wěn)壓器散片的固定螺絲孔焊盤可直接放在接地網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處）。打印時(shí)往往與其他層套疊打

18、印，以便對(duì)準(zhǔn)。格 物 致 新 厚 德 澤 人l Protel99允許同時(shí)使用4個(gè)機(jī)械層，但一般只需使用12個(gè)機(jī)械層。例如，將對(duì)準(zhǔn)孔、印制板邊框等放在機(jī)械層4（Mech 4）內(nèi)（打印時(shí)，一般需要與其他層套疊打印，以便對(duì)準(zhǔn)）；而注標(biāo)尺寸、注釋文字等放在機(jī)械層1內(nèi)，打印時(shí)不一定需要套疊打印。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 4) Drill Layers（鉆孔層）（鉆孔層）l 該層主要用于繪制鉆孔圖以及孔位信息。l 5) Silkscreen（絲印層）（絲印層）l 通過絲網(wǎng)印刷方式將元件外形、序號(hào)以及其他說明文字印制在元件面或焊錫面上，以方便電路板生產(chǎn)過程的插件（包括表面封裝元件的貼片）以及日后產(chǎn)

19、品的維修操作。絲印層一般放在頂層（Top），對(duì)于故障率較高、需要經(jīng)常維修的電子產(chǎn)品，如電視機(jī)、計(jì)算機(jī)顯示器、打印機(jī)等的主機(jī)板在元件面和焊錫面內(nèi)均可設(shè)置絲印層。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 6) Solder Mask（阻焊層）（阻焊層）l 設(shè)置阻焊層的目的是為了防止進(jìn)行波峰焊接時(shí)，連線、填充區(qū)、敷銅區(qū)等不需焊接的地方也粘上焊錫。在電路板上，除了需要焊接的地方（主要是元件引腳焊盤、連線焊盤）外，均涂上一層阻焊漆（阻焊漆一般呈綠色或黃色）。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 7) Paste Mask（焊錫膏層）（焊錫膏層）l 設(shè)置焊錫膏層的目的是為了便于貼片式元器件的安裝。隨著集成電路技術(shù)的

20、飛速進(jìn)步，電子產(chǎn)品體積越來越小，傳統(tǒng)穿通式集成電路芯片封裝方式，如雙列直插式（DIP）、單列直插式（SIP）、引腳網(wǎng)格陣列（PGA）等芯片封裝方式已明顯不適應(yīng)電子產(chǎn)品小型化、微型化要求。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 8) Other（其他）（其他）l 圖5中的“Other”設(shè)置框包括以下各項(xiàng)： l Keep Out Layer，即禁止布線層。 l Multi Layer，允許或禁止在屏幕上顯示各層信息。 l Visible Grid，可視柵格線（點(diǎn)）開/關(guān)。 l Pad Holes，焊盤孔顯示開/關(guān)。 l Via Holes，金屬化過孔的孔徑顯示開/關(guān)。 l Conne，“飛線”顯示開/

21、關(guān)。 l DRC Error，設(shè)計(jì)規(guī)則檢查開/關(guān)。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 2. 設(shè)置可視柵格大小及格點(diǎn)鎖定距離設(shè)置可視柵格大小及格點(diǎn)鎖定距離l 執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出的“Document Options”（文檔選項(xiàng)）窗內(nèi)，單擊“Options”標(biāo)簽（如圖6所示），選擇可視柵格大小、形狀以及鎖定格點(diǎn)距離等。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖6 設(shè)置設(shè)置PCB編輯區(qū)可視格點(diǎn)大小編輯區(qū)可視格點(diǎn)大小格 物 致 新 厚 德 澤 人l 第一組可視格點(diǎn)間距缺省值為20 mil，第二組可視格點(diǎn)間距缺省值為1000 mil；可視格點(diǎn)形狀可以選擇線（Line）或點(diǎn)

22、（Dot）形式。l 格點(diǎn)鎖定距離為20 mil，電氣格點(diǎn)自動(dòng)搜索范圍缺省值為8 mil。在以集成電路為主的電路板中，為了便于在集成電路引腳之間走線，可將格點(diǎn)鎖定距離設(shè)為10 mil，相應(yīng)的電氣格點(diǎn)自動(dòng)搜索半徑設(shè)為4 mil。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 格點(diǎn)鎖定距離（Snap）的選擇與最小布線寬度及間距有關(guān)。例如，當(dāng)最小布線寬度為d1,最小布線間距為d2時(shí)，可將格點(diǎn)鎖定距離設(shè)為（d1+d2）/2，這樣，連線時(shí)可保證最小線間距為d2。l 測量單位可以選擇公制（Metric）或英制（Imperial）。選擇公制時(shí)，所有尺寸以mm為單位；選擇英制時(shí)，以mil作單位。盡管我國采用公制，長度單位用m

23、m，但由于元器件，如集成電路芯片尺寸、引腳間距等均以mil為單位，因此，選擇英制單位，操作更方便，定位更精確。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 3. 選擇工作層、焊盤、過孔等在屏幕上的選擇工作層、焊盤、過孔等在屏幕上的顯示顏色顯示顏色l 工作層、焊盤、過孔等在屏幕上的顏色可以采用系統(tǒng)給定的缺省設(shè)置。在缺省狀態(tài)下，元件面為紅色，焊錫面為藍(lán)色。l 執(zhí)行“Tools”菜單下的“Preferences”命令，并在彈出的“Preferences”(特性選項(xiàng))窗內(nèi)，單擊“Color”標(biāo)簽，如圖7所示，即可重新設(shè)置各工作層、焊盤、過孔等的顯示顏色。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖7 設(shè)置各層、焊盤、過孔等

24、在屏幕上的顯示顏色設(shè)置各層、焊盤、過孔等在屏幕上的顯示顏色格 物 致 新 厚 德 澤 人l 將鼠標(biāo)移到相應(yīng)工作層顏色框內(nèi)，單擊左鍵，即可調(diào)出“Choose Color”（顏色選擇）配置窗，單擊其中某顏色后，再單擊“OK”按鈕關(guān)閉即可。l 單擊“Schemes”（方案）設(shè)置框內(nèi)的“Defaults”（缺?。┌粹o，即恢復(fù)所有工作層的缺省色；單擊“Classic”按鈕，即可按系統(tǒng)最佳配置設(shè)定工作層的顏色。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 4. 選擇光標(biāo)形狀、移動(dòng)方式等選擇光標(biāo)形狀、移動(dòng)方式等l 執(zhí)行“Tools”菜單下的“Preferences”命令，并在彈出的“Preferences”（特性選項(xiàng)）

25、窗內(nèi)，單擊“Options”標(biāo)簽（如圖8所示），即可重新設(shè)置光標(biāo)形狀、屏幕自動(dòng)更新方式等。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖8 設(shè)置光標(biāo)形狀、移動(dòng)方式設(shè)置光標(biāo)形狀、移動(dòng)方式格 物 致 新 厚 德 澤 人l 1) Editing（編輯設(shè)置）（編輯設(shè)置）l Snap To Center：對(duì)準(zhǔn)中心，缺省時(shí)處于禁止?fàn)顟B(tài)。 l Extend Selection：允許/禁止同時(shí)存在多個(gè)選擇框，缺省時(shí)處于允許狀態(tài)。 l Remove Duplicate：禁止/允許自動(dòng)刪除重復(fù)元件。 l Confirm Global：當(dāng)該項(xiàng)處于選中狀態(tài)時(shí)，修改操作對(duì)象前將給出提示信息。l Rotation Step：設(shè)置旋轉(zhuǎn)

26、操作的旋轉(zhuǎn)角，缺省時(shí)為90。 l Cursor Type：光標(biāo)形狀。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 2) Auto Pan屏幕自動(dòng)移動(dòng)方式設(shè)置l Style：選擇屏幕自動(dòng)移動(dòng)方式。l Step Size：定義移動(dòng)步長。l Shift Step Size：定義按下Shift鍵不放時(shí)的移動(dòng)步長。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 3) PCB在線功能設(shè)置在線功能設(shè)置l Online DRC：允許/禁止“設(shè)計(jì)規(guī)則”在線檢查。l Loop Removal：是否清除回路布線。 l Interactive Routing Mode：選擇相互作用布線模式。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 4) 顯示方

27、式設(shè)置顯示方式設(shè)置l 顯示方式選項(xiàng)較多，比較重要且常需要重新選擇的有：l Highlight in Full：允許/禁止選取的圖元高亮度顯示充滿整個(gè)屏幕。l Use Net Color For Highlight：設(shè)置是否使用網(wǎng)絡(luò)顏色顯示高亮度圖元。l Single Layer Mode：設(shè)置是否只顯示當(dāng)前工作層。l Redraw Layer：重新繪制工作層。l Transparent Layer：設(shè)置透明顯示模式。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l3.2 元件封裝庫的裝入元件封裝庫的裝入l PCB99元件封裝圖形庫存放在“Design Explorer 99LibraryPCB”文件夾內(nèi)三個(gè)

28、不同的子目錄內(nèi)，其中Generic Footprints文件夾中存放了通用元件封裝圖，Connectors文件夾中存放了連接類元件封裝圖，IPC Footprints文件夾中存放了IPC封裝元件圖。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 常用元器件封裝圖形存放在Design Explorer 99LibraryPCBGeneric FootprintsAdvpcb.ddb圖形庫文件中，因此在PCB編輯器中一般需要裝入Advpcb.ddb 元件封裝圖形庫，操作過程如下：l (1) 單擊“Browse PCB”按鈕，進(jìn)入PCB編輯界面；在PCB編輯器窗口內(nèi)，單擊“Browse”（瀏覽）窗內(nèi)的下拉按鈕，

29、選擇“Libraries”（元件封裝圖形庫）作為瀏覽對(duì)象。l (2) 如果元件庫列表窗內(nèi)沒有列出所需元件封裝圖形庫，如PCB Footprints.lib，可單擊“Add/Remove”按鈕。在如圖9所示的“PCB Libraries”窗口內(nèi)，不斷單擊“搜尋（I）” 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 下拉列表窗內(nèi)目錄，將Design Explorer 99LibraryPCBGeneric Footprints目錄作為當(dāng)前搜尋目錄，在PCB庫文件列表窗內(nèi)，尋找并單擊相應(yīng)的庫文件包，如Advpcb.ddb，再單擊“Add”按鈕，即可將指定圖形庫文件加入到元件封裝圖形庫列表中，然后再單擊“OK”按

30、鈕，退出如圖9所示的“PCB Libraries”窗口。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖9 PCB Libraries管理窗口管理窗口格 物 致 新 厚 德 澤 人l (3) 在PCB編輯器窗口的元件庫列表窗內(nèi)，找出并單擊“PCB Footprints.lib”，將它作為當(dāng)前元件封裝圖形庫，庫內(nèi)的元件封裝圖形即顯示在“Components”（元件列表）窗內(nèi)。l 所謂元件封裝圖形，就是元件外輪廓形狀及引腳尺寸，它由元件引腳焊盤大小、相對(duì)位置及外輪廓形狀、尺寸等部分組成。圖10給出了電阻、電容、三極管和14引腳雙列直插式DIP14的封裝圖外形及各部分名稱。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖10 元

31、件常見封裝圖舉例格 物 致 新 厚 德 澤 人l 3.3 畫圖工具的使用畫圖工具的使用l 裝入元件封裝圖形庫，設(shè)置工作層及有關(guān)參數(shù)后，不斷單擊主工具欄內(nèi)的“放大”按鈕，適當(dāng)放大編輯區(qū)，然后就可以在編輯區(qū)內(nèi)放置元件和連線。l 1. 放置元件放置元件l 手工放置元件操作與后面介紹的元件手工布局操作要領(lǐng)相同，先確定電路中核心或?qū)Ψ胖梦恢糜刑厥庖蟮脑恢谩Ｔ谌鐖D2-35所示的電路中，首先放置的元件應(yīng)該是9013三極管，序號(hào)為Q101，假設(shè)封裝形式為TO-92A。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l在PCB99編輯器中，放置元件的操作過程如下：l (1) 單擊“畫圖”工具欄內(nèi)的“放置元件”工具，在如圖

32、11所示的窗內(nèi)，直接輸入元件的封裝形式、序號(hào)和注釋信息。l 封裝形式和序號(hào)不能省略，可在“注釋信息”文本盒內(nèi)輸入元件的型號(hào)，如“9013”或元件的大小，如“51”、“1k”等。但注釋信息并不必需，有時(shí)為了保密，故意不給出元件型號(hào)、大小，或制版時(shí)隱藏注釋信息。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖11 放置元件對(duì)話窗格 物 致 新 厚 德 澤 人l 如果操作者不能確定元件的封裝形式，可單擊圖11中的“Browse”（瀏覽）按鈕。單擊“Browse”按鈕后，將出現(xiàn)如圖12所示的對(duì)話窗。 格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖12 瀏覽元件封裝形式瀏覽元件封裝形式格 物 致 新 厚 德 澤 人l 在元件列表窗

33、內(nèi)單擊不同元件（或按鍵盤上的上、下光標(biāo)控制鍵），即可迅速觀察到庫內(nèi)元件的封裝圖，找到指定元件后，單擊“Close”按鈕，關(guān)閉瀏覽窗口，返回如圖11所示的放置元件對(duì)話窗。格 物 致 新 厚 德 澤 人l (2) 然后單擊“OK”按鈕，所選元件的封裝圖即出現(xiàn)在PCB編輯區(qū)內(nèi)，如圖13所示。其實(shí)，在如圖2所示的“Browse PCB”窗口中，在“Components”（元件列表）窗口內(nèi)找出并單擊元件封裝圖（如TO-92A）后，再單擊“Components”（元件列表）窗口下的“Place”按鈕，將元件直接拖進(jìn)PCB編輯區(qū)內(nèi)。這樣來完成元件放置操作會(huì)更簡單（這與在SCH編輯狀態(tài)下，放置元件的操作方法完

34、全相同）。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖13 處于浮動(dòng)狀態(tài)的元件封裝圖格 物 致 新 厚 德 澤 人l (3) 移動(dòng)光標(biāo)，將元件移到適當(dāng)位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵固定即可。在PCB中放置元件封裝圖的操作過程與在SCH編輯器中放置元件電氣圖形符號(hào)的操作過程基本相同，在元件未固定前，可按如下鍵移動(dòng)元件位置：l 空格鍵：旋轉(zhuǎn)元件的方向。l X鍵：使元件關(guān)于X對(duì)稱。l Y鍵：使元件關(guān)于Y對(duì)稱。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l （這里需要說明的是：在PCB編輯器中，盡管可以通過X、Y鍵使處于激活狀態(tài)的元件關(guān)于左右或上下對(duì)稱，但一般不能進(jìn)行對(duì)稱操作，否則可能造成元件無法安裝。）l 按Tab鍵，激活元件屬性對(duì)

35、話窗，以便修改元件序號(hào)、注釋信息等內(nèi)容。元件屬性對(duì)話窗如圖14所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖14 元件屬性對(duì)話窗格 物 致 新 厚 德 澤 人l 用同樣方法將電阻R101R104封裝圖（假設(shè)封裝形式為AXIAL0.5）、電容C101C103的封裝圖（假設(shè)封裝形式為RB.2/.4）放在三極管Q101附近，如圖15所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖15 放置元件后 格 物 致 新 厚 德 澤 人l2. 連線前的準(zhǔn)備連線前的準(zhǔn)備進(jìn)一步調(diào)整元件位置進(jìn)一步調(diào)整元件位置l 手工布局操作只是大致確定了各元件的相對(duì)位置，布線（無論是手工連線還是自動(dòng)布線）前，要進(jìn)一步調(diào)整元件位置，使元件在印制板上

36、的排列滿足下列要求： l (1) 為了方便自動(dòng)插件操作，除個(gè)別特殊元件外，元件沿水平或垂直方向排列，且所有元件（至少是同類元件）在板上排列方向要一致，即所有電阻、IC芯片等必須橫排或豎排。格 物 致 新 厚 德 澤 人l (2) 印制電路板上的元件，盡可能呈“井”字形排列，即垂直排列的元件，盡可能靠左或右對(duì)齊；水平排列的元件，必須靠上或下對(duì)齊。這樣不僅美觀，連線長度也短。l (3) 布線或連線前，所有引腳焊盤必須位于柵格點(diǎn)上，使連線與焊盤之間的夾角為135或180，以保證連線與元件引腳焊盤連接處的電阻最小。調(diào)整結(jié)果如圖16所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖16 調(diào)整元件位置后格 物 致 新

37、 厚 德 澤 人l 3. 放置印制導(dǎo)線放置印制導(dǎo)線l 對(duì)于手工編輯來說，完成了元件位置的精確調(diào)整后，就可以進(jìn)入布線操作；對(duì)于自動(dòng)布線來說，完成了元件位置的精確調(diào)整后，就可以進(jìn)入預(yù)布線操作。l 手工布線操作過程如下：l (1) 選擇布線層：在PCB編輯器窗口下已打開的工作層列表中，單擊印制導(dǎo)線放置層。對(duì)于單面板來說，只能在Bottom Layer（即焊錫面）上連線。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l (2) 執(zhí)行“Design”菜單下的“Rules”命令，單擊“Routing”標(biāo)簽，再單擊“Rule Classes”（規(guī)則類型）選項(xiàng)框內(nèi)的“Width Constraint”（布線寬度），即可顯示

38、線寬設(shè)定狀態(tài)，如圖17所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖17 導(dǎo)線寬度設(shè)置導(dǎo)線寬度設(shè)置格 物 致 新 厚 德 澤 人l 線寬適用范圍一般是Board（即整個(gè)電路板），如果最小線寬與最大線寬相同，需要修改時(shí)，可單擊圖17中的“Properties”按鈕，進(jìn)入線寬設(shè)置對(duì)話窗，如圖18所示。l 在最大值、最小值窗口內(nèi)分別輸入最大線寬和最小線寬，并確定適用范圍后，單擊“OK”按鈕，返回如圖17所示的窗口，然后單擊“Close”按鈕。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖18 最大和最小線寬度設(shè)置最大和最小線寬度設(shè)置格 物 致 新 厚 德 澤 人l (3) 單擊放置工具欄內(nèi)的“放置導(dǎo)線”工具，然后按下

39、Tab鍵，激活“Track Properties”（導(dǎo)線屬性）選項(xiàng)設(shè)置窗，如圖19所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖圖19 導(dǎo)線屬性設(shè)置窗導(dǎo)線屬性設(shè)置窗格 物 致 新 厚 德 澤 人l (4) 將光標(biāo)移到連線的起點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵固定，移動(dòng)光標(biāo)到印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵固定，再移動(dòng)光標(biāo)到印制導(dǎo)線的終點(diǎn)，單擊鼠標(biāo)左鍵固定，再單擊右鍵終止（但這時(shí)仍處于連線狀態(tài)，可以繼續(xù)放置其他印制導(dǎo)線。當(dāng)需要取消連線操作時(shí)，必須再單擊鼠標(biāo)右鍵或按下Esc鍵），即可畫出一條印制導(dǎo)線，如圖20所示。連線結(jié)束后的印制板如圖21所示。 格 物 致 新 厚 德 澤 人圖20 在焊錫面上繪制的一條導(dǎo)線 格 物 致 新

40、厚 德 澤 人 圖21 完成連線后的印制板格 物 致 新 厚 德 澤 人l 4. 焊盤焊盤l 焊盤也稱為連接盤，與元件相關(guān)，或者說焊盤是元件封裝圖的一部分。在印制板上，僅使用少量孤立焊盤，以便放置少量飛線、電源/地線或輸入/輸出信號(hào)線的連接盤以及大功率元件固定螺絲孔、印制板固定螺絲孔等。在Protel99 PCB編輯器中，元件引腳焊盤的大小、形狀均可重新設(shè)置。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l 焊盤形狀可以是圓形、長方形、橢圓、八角形等，如圖22所示。為了增加焊盤的附著力，在中等密度布線條件下，一般采用橢圓形或長圓形焊盤，因?yàn)樵诃h(huán)寬相同的情況下，長圓形、橢圓形焊盤面積比圓形和方形大；在高密度布

41、線情況下，常采用圓形或方形焊盤。格 物 致 新 厚 德 澤 人圖22 常用焊盤形狀格 物 致 新 厚 德 澤 人l 對(duì)于DIP封裝的集成電路芯片來說，引腳間距為100 mil，在缺省狀態(tài)下，焊盤外徑為50 mil，即1.27 mm，引線孔徑為32 mil，即0.81 mm，當(dāng)需要在引腳間走一連線時(shí)，最小線寬可取20 mil，即0.508 mm，這時(shí)印制導(dǎo)線與焊盤之間的最小距離為15 mil。在高密度布線情況下，當(dāng)最小線寬為10 mil，最小間距也是10 mil時(shí)，可以在引腳間走兩條印制導(dǎo)線。焊盤直徑與引線孔標(biāo)準(zhǔn)尺寸如表1所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人表1 最小焊盤直徑與引線孔直徑關(guān)系表引

42、線孔直徑 最小焊盤直徑0.40.50.60.80.91.01.31.62.0高精度0.80.91.01.21.31.41.72.22.5普通精度1.01.01.21.41.51.61.82.53.0低精度1.21.21.51.82.02.53.03.54.0格 物 致 新 厚 德 澤 人l 大功率元件固定螺絲孔、印制板固定螺絲孔焊盤尺寸與固定螺絲尺寸有關(guān)（一般均采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的螺絲、螺帽）。l 為了使印制導(dǎo)線與焊盤、過孔的連接處過渡圓滑，避免出現(xiàn)尖角，在完成布線后，可在焊盤、過孔與導(dǎo)線連接處采用淚滴焊盤或淚滴過孔。格 物 致 新 厚 德 澤 人l 下面以在圖21中增加電源/地線連接盤、輸入/輸出

43、信號(hào)連接盤為例，介紹放置、編輯焊盤的操作方法:l (1) 單擊“放置工具”欄內(nèi)的“焊盤”工 具 ， 然 后 按 下 Ta b 鍵 ， 激 活 “ P a d Properties”（焊盤屬性）選項(xiàng)設(shè)置窗，如圖23所示。格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖23 焊盤屬性設(shè)置窗 格 物 致 新 厚 德 澤 人l X-Size、Y-Size的大小決定了焊盤的外形尺寸。 l Shape：焊盤形狀。l Hole Size：焊盤引線孔直徑。l Layer：對(duì)于單面板來說，焊盤可以放在“Bottom Layer”（焊錫面）上，也可以放在“Multi Layer”（多層）上。 格 物 致 新 厚 德 澤 人l (2) 移動(dòng)光標(biāo)到指定位置后，單擊左鍵固定即