電子線路CAD7PCB設(shè)計(jì)流程ppt課件

1、印制電路板的設(shè)計(jì)信息工程學(xué)院電子信息科學(xué)與技術(shù)教研室谷麗華學(xué)習(xí)要點(diǎn)v掌握單面板和雙面板的設(shè)計(jì)流程v掌握在PCB項(xiàng)目工程中添加PCB文檔的方法v掌握自動(dòng)約束的設(shè)置及布線的修改PCB設(shè)計(jì)流程v設(shè)計(jì)原理圖并生成網(wǎng)絡(luò)表vPCB設(shè)計(jì)設(shè)置：電路板結(jié)構(gòu)及尺寸等參數(shù)v更新網(wǎng)絡(luò)表或PCBv修改封裝與布局v布線規(guī)則設(shè)置：導(dǎo)線寬度、安全間距等v自動(dòng)布線或手工布線v手工調(diào)整布線v保存文件與輸出印制電路板的設(shè)計(jì)v單面板的設(shè)計(jì)v雙面板的設(shè)計(jì)單面板的設(shè)計(jì)v新建PCB文檔v電路板設(shè)計(jì)的規(guī)劃和環(huán)境設(shè)置v調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表v元件的布局v設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置v印制電路板的布線v更新設(shè)計(jì)項(xiàng)目v驗(yàn)證設(shè)計(jì)項(xiàng)目v其它后續(xù)處理新建PCB文檔v在工程中添加一

2、個(gè)PCB文檔v新建一個(gè)PCB自由文檔，然后添加到工程中在工程中添加一個(gè)PCB文檔v打開要添加PCB文檔的工程v鼠標(biāo)放在工程上，點(diǎn)右鍵-add new to project- pcb，則在該工程下生成一個(gè)名為pcb1.pcbdoc的文檔，存盤并改名，然后人工定義板子的尺寸，在PCB文檔中用keep-out層的導(dǎo)線定義板子的外形尺寸，也可用向?qū)?。v單擊下面面板標(biāo)簽files-new from template-pcb board wizard，點(diǎn)next，選擇度量單位，Imperial為英制，1inch=1000mil，Metric為公制單位，mm，1inch=25.4mm,即100mil=2

3、.54mm。v點(diǎn)next,選擇電路板輪廓,選custom,自定義.點(diǎn)next,選板子形狀：矩形(rectangular)，圓形(circle)，自定義(custom)，這里選rectangular,board size項(xiàng)中，width和height中填寫板子的長(zhǎng)和寬。v注：電路板最佳形狀是矩形，長(zhǎng)寬比為3：2或4：3v點(diǎn)next,選擇板層，信號(hào)層為2層，電源層為0層，點(diǎn)next,過孔類型為通孔(thruhole),多層板則選擇盲孔和隱藏導(dǎo)孔(blind and buried)。v點(diǎn)next,設(shè)置元件/導(dǎo)線技術(shù)，選擇是表面安裝器件還是插孔式安裝，若為表面式安裝，則選擇是一面放件還是雙面放件，若為

4、插孔式安裝，則選擇相鄰焊盤間的導(dǎo)線數(shù)。v點(diǎn)next,設(shè)置導(dǎo)線/導(dǎo)孔屬性，點(diǎn)next，然后點(diǎn)finish，完成設(shè)置。v存盤并改名。v新建一個(gè)PCB自由文檔的方法類似于在工程中建一個(gè)PCB文檔。v將自由文檔添加到工程中：打開工程，選中工程，單擊鼠標(biāo)右鍵，選add exiting to project，在彈出的對(duì)話框中選擇要添加的pcb文檔，點(diǎn)打開，即可加入該文檔。v注：移除文檔類似添加文檔，選中要移除的文檔，單擊鼠標(biāo)右鍵，選remove from project即可。電路板設(shè)計(jì)的規(guī)劃和環(huán)境設(shè)置v定義PCB工作板層：電路板是由層面構(gòu)成的，protel提供三種類型的層面v1、電氣層：32個(gè)信號(hào)層和16

5、個(gè)平面層v2、機(jī)械層：16個(gè)v3、特殊層：頂層和底層絲印層、阻焊層和助焊層，禁止布線層、多層、連接層、DRC錯(cuò)誤層、柵格層和孔層v電路板設(shè)計(jì)的環(huán)境設(shè)置定義PCB工作板層v設(shè)置電路板層：執(zhí)行菜單design-layer stack manager,圖中給出兩個(gè)工作層，（頂層和底層），對(duì)于多面板，則需添加板層自學(xué)）v板層顯示和顏色設(shè)置：執(zhí)行菜單design-board layers&colors ，可以按自己的喜好設(shè)置顏色。v注：這里特別注意對(duì)于一般的單層板和雙層板來說，頂層top layer）、底層(bottom layer)、絲印層(top or bottom overlay)、DRC

6、檢查錯(cuò)誤標(biāo)志層(DRC error marker)的顏色要特別注意。電路板設(shè)計(jì)的環(huán)境設(shè)置執(zhí)行design-board options，可進(jìn)行以下設(shè)置：度量單位(measurement unit)：imperial:英制 metric:公制捕獲柵格(snap grid)：光標(biāo)每次移動(dòng)的最小距離，一般為100mil的平均分?jǐn)?shù)，可設(shè)20mil可見柵格(visible grid)：marker為柵格類型，grid1可設(shè)20mil， grid2可設(shè)1000mil電氣柵格(electrical grid)：自動(dòng)搜索電氣節(jié)點(diǎn)的范圍， 一般采用默認(rèn)值。圖紙屬性(sheet position)：一般采用默認(rèn)值調(diào)

7、入網(wǎng)絡(luò)表v打開與PCB文檔對(duì)應(yīng)的原理圖文檔v執(zhí)行design-update pcb *.pcbdoc(這里*.pcbdoc為我們剛建的PCB文檔)，或打開我們剛建的PCB文檔，執(zhí)行design-import changes from *.prjpcb(這里*.prjpcb為工程名)v在彈出的設(shè)計(jì)項(xiàng)目修改對(duì)話框中單擊validate changes按鈕，如果所有改變有效，check選項(xiàng)出現(xiàn)勾選，說明沒有錯(cuò)誤，如有錯(cuò)誤，則修改原理圖，直到?jīng)]有錯(cuò)誤，單擊execute changes按鈕,完成后Done狀態(tài)勾選。v單擊close，關(guān)閉對(duì)話框，所有元件和飛線已經(jīng)出現(xiàn)在PCB文檔中。元件的布局v把元件封

8、裝放置在印制電路板上的過程稱為元件布局。v自動(dòng)布局不太常用）：執(zhí)行tools-auto placement-auto placer(其選項(xiàng)可參考相關(guān)書)v手動(dòng)布局常用）手動(dòng)布局v將元件從元件合rooms中人工地布局在印制電路板上，方法與原理圖中移動(dòng)元件類似，在移動(dòng)過程中，飛線不會(huì)斷開。v如有需要，在布局前要打安裝孔：執(zhí)行place-pad,按 tab鍵編輯屬性，hole size項(xiàng)輸入孔徑：3mm，size and shape中，x-size和y-size項(xiàng)輸入孔外徑：5mm，shape項(xiàng)選round,在布線結(jié)束后，將5mm改回3mm。Designator輸入名稱，如K，放置到線路板的四角。布

9、局原則v特殊元件的布局：v1、高頻元件：元件間連線越短越好，易受干擾的元件不能離得太近，輸入和輸出元件距離應(yīng)遠(yuǎn)一些v2、具有高電位差的元件：加大距離，避免短路損壞元件。v3、重量太大的元件：應(yīng)有固定支架，又大又重、發(fā)熱又多的元件不宜放在線路板上，如低度頻功放實(shí)驗(yàn)中的變壓器4、發(fā)熱與熱敏元件：發(fā)熱元件應(yīng)遠(yuǎn)離熱敏元件5、可以調(diào)節(jié)的元件：注意應(yīng)方便調(diào)節(jié)，如可調(diào)電阻、可調(diào)電感、可調(diào)電容等6、電路板安裝孔和支架孔：應(yīng)預(yù)留，這些孔的周圍不能布線。布局原則續(xù)）v按照電路功能布局：v1、如無特殊要求，按原理圖元件安排布局，信號(hào)從左邊入，右邊出，從上邊入，下邊出。v2、以每個(gè)功能電路為核心，圍繞核心布局，元件安

10、排均勻、整齊。v3、數(shù)字電路和模擬電路應(yīng)分開布局布局原則續(xù)）v元件離電路板邊緣的距離：所有元件應(yīng)放置在離板邊緣3mm以內(nèi)。v元件放置順序：首先放置與結(jié)構(gòu)緊密配合的固定位置的元件，如電源插座、指示燈、開關(guān)、連接插件。v 再放特殊元件，如發(fā)熱元件、變壓器、集成電路等v 最后放小元件，如電阻、電容、二極管等元件的布局v移動(dòng)元件：直接選中元件拖動(dòng)到合適的地方放置即可，或執(zhí)行命令Edit-Move-Component可用快捷鍵M，C實(shí)現(xiàn)），單擊鼠標(biāo)左鍵，選擇要放置的元件，然后放置在合適的位置。v遵守布局規(guī)則，進(jìn)行合理布局。v元件對(duì)齊：選中要對(duì)齊的元件，執(zhí)行tools-interactive placem

11、ent,然后選擇相應(yīng)的對(duì)齊命令即可使所選元件對(duì)齊。v移動(dòng)到柵格：選中所有的元件，執(zhí)行tools- interactive placement-move component to grid 設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)置v意義：在線路板設(shè)計(jì)過程中執(zhí)行任何一個(gè)操作，都是在設(shè)計(jì)規(guī)則允許的情況下進(jìn)行的，因而，設(shè)計(jì)規(guī)則是否合理將直接影響布線的選題和成功率。v規(guī)則分類：10個(gè)類別，包括電氣、布線、制造、放置信號(hào)完整性要求等，多數(shù)采用默認(rèn)的設(shè)置。以電源板為例的單面板設(shè)計(jì)規(guī)則v執(zhí)行Design-Rules，啟動(dòng)PCB規(guī)則和約束編輯(PCB Rules and Constraints Editor)對(duì)話框，進(jìn)行規(guī)則設(shè)置。v在左邊

12、顯示的規(guī)則類別中，選中其中任何一個(gè)，單擊鼠標(biāo)右鍵，可添加設(shè)置約束。v布線約束：布線約束線寬）v最小線寬不小于0.2mm(約為8mil),如果板面積足夠大，最小線寬和絕緣間距選擇0.3mm (約為12mil)。v一般情況下，1-1.5mm約為40-60mil的線寬，允許流過2A的電流。地線和電源線最好選用大于1mm40mil的線寬。布線約束拐角及絕緣間距）v銅膜線應(yīng)盡可能的短，在高頻電路中更是如此。拐角應(yīng)為圓角或斜角，避免直角或尖角，雙面板布線時(shí)，兩面導(dǎo)線應(yīng)相互垂直、斜交，避免相互平行，以減少寄生電容。v相鄰銅膜線間的間距應(yīng)該滿足電氣安全要求，為便于生產(chǎn)，應(yīng)越寬越好，最小間距至少能承受所加電壓的

13、峰值。在布線密度低的情況下，間距應(yīng)該盡可能的大。單面布線設(shè)置v電氣(electrical)：絕緣間距(clearance)，短路約束(short-circuit)：一般可選默認(rèn)值。v布線：布線層(Routing Layers)，寬度(Width)，網(wǎng)絡(luò)拓樸(Routing Topology)，優(yōu)先級(jí)(Routing Priority)，布線拐角(Routing Corners)，過孔類型(Routing via style)v其它可選默認(rèn)值：如SMT , Mask, Testpoint , Manufacturing, High Speed, Placement, Signal Integri

14、tyv采用默認(rèn)值的選項(xiàng)含義見書上解釋。布線層(Routing Layers)和布線拐角(Routing Corners)v對(duì)于單面板，頂層只放置元件不布線，底層為布線層。因而，在constractions中，選中Bottom Layer,將Top layer項(xiàng)的勾選去掉，其它不改。vStyle項(xiàng)設(shè)置導(dǎo)線轉(zhuǎn)角方式，一般選45度角。寬度(Width)v單擊左側(cè)的width，則右邊顯示整個(gè)板子的寬度約束，如需要增加約束條件，則在左側(cè)選中width，單擊右鍵，在彈出的菜單中選new rule,則新建一個(gè)約束，名為width_1，可在右側(cè)name項(xiàng)改名，設(shè)置約束，選擇相應(yīng)的對(duì)象，設(shè)置最小、最大及參考寬度

15、。v一般電源線、地線較寬，其它信號(hào)線較窄。根據(jù)電流大小設(shè)置線寬。印制電路板的布線v目的：放置導(dǎo)線interactive routing和過孔(via)將印制電路板上元件封裝的焊盤連接起來v方式：1、手工布線v 2、自動(dòng)布線v一般好的設(shè)計(jì)要手動(dòng)布線。要求不高場(chǎng)合可用自動(dòng)布線后再手工修改布線的方法。自動(dòng)布線v自動(dòng)布線規(guī)則設(shè)置：在自動(dòng)布線前要先設(shè)置好布線規(guī)則和自動(dòng)布線策略，執(zhí)行菜單auto route-setup，可進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，一般布線策略可用默認(rèn)值，布線規(guī)則可在設(shè)計(jì)規(guī)則中設(shè)置，前已說明。v自動(dòng)布線的實(shí)現(xiàn)：執(zhí)行菜單auto route命令，然后選擇自動(dòng)布線的范圍：vAll:整個(gè)線路板的布線。vNe

16、t: 對(duì)指定的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行布線。vConnection: 對(duì)指定的焊盤進(jìn)行焊點(diǎn)對(duì)焊點(diǎn)布線。Component: 對(duì)指定的元件進(jìn)行布線。Area:對(duì)指定的區(qū)域進(jìn)行布線。Room:對(duì)指定的范圍進(jìn)行布線。Stop:使正在布線的電路板停止布線。Reset:對(duì)已布線過的電路板采取重新布線。Pause:對(duì)正在布線的電路板暫停布線。Restart:對(duì)使用過pause命令之后再恢復(fù)布線。手動(dòng)布線v對(duì)自動(dòng)布線后的不合理布線進(jìn)行調(diào)整。v執(zhí)行place-interactive routing(單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選interactive routing),將光標(biāo)移到連線的起始位置單擊來確定導(dǎo)線的起始位置，移動(dòng)光

17、標(biāo)，來自起點(diǎn)的實(shí)線表示要放置的導(dǎo)線，連在光標(biāo)上的空心線稱為先行段導(dǎo)線，可以繞開障礙物，在確定的地方單擊鼠標(biāo)左鍵確定導(dǎo)線拐點(diǎn)，在放置導(dǎo)線過程中，如需改變方向，可按空格鍵。更新設(shè)計(jì)項(xiàng)目v在線路板設(shè)計(jì)過程中，如對(duì)SCH或PCB中的某一個(gè)元件進(jìn)行修改，需要反映到另一個(gè)文件中，則可用更新設(shè)計(jì)項(xiàng)目來實(shí)現(xiàn)。v由PCB更新SCH：在PCB窗口中，執(zhí)行design-update schematic in *.prjpcb,啟動(dòng)更改對(duì)話框，單擊validate changes,檢查改變是否有效，如有效則status欄中的check列出現(xiàn)對(duì)號(hào)，否則出現(xiàn)錯(cuò)誤符號(hào)。單擊execute changes將有效的修改發(fā)送到S

18、CH，完成后Done列出現(xiàn)對(duì)號(hào)，單擊close關(guān)閉對(duì)話框。 v由SCH更新PCB ：在SCH窗口中，執(zhí)行design-update PCB *. Pcbdoc,其它操作同上。驗(yàn)證設(shè)計(jì)項(xiàng)目v執(zhí)行tools-design rule check，啟動(dòng)DRC檢查對(duì)話框，勾選需要檢查的項(xiàng)對(duì)應(yīng)的online項(xiàng)打勾），單擊run design rule check按鈕，運(yùn)行DRC，檢查結(jié)果顯示在信息面板中。如有違反規(guī)則的信息，同時(shí)在設(shè)計(jì)的PCB板中以綠色如采用默認(rèn)值標(biāo)記出違反規(guī)則的位置。查看并修改設(shè)置規(guī)則或布線，直到不違反規(guī)則為止。其它后續(xù)處理v放置屏蔽導(dǎo)線v補(bǔ)淚滴v放置敷銅鋪地）放置屏蔽導(dǎo)線v為防止干擾，

19、常用接地線將某一條導(dǎo)線或網(wǎng)絡(luò)，利用接地線將它包住，稱為屏蔽或包地v選擇網(wǎng)絡(luò)：執(zhí)行edit-select-net,將光標(biāo)放在要包地的網(wǎng)絡(luò)上，單擊鼠標(biāo)左鍵，選中網(wǎng)絡(luò)v放置屏蔽導(dǎo)線：執(zhí)行tools-outline selected objects,被選中的網(wǎng)絡(luò)即可被地線包住。v刪除屏蔽導(dǎo)線：執(zhí)行edit-select- connected copper,將光標(biāo)放置在要?jiǎng)h除的屏蔽線上，單擊鼠標(biāo)左鍵，選中要?jiǎng)h除的屏蔽線，然后按delete鍵即可補(bǔ)淚滴v在導(dǎo)線與焊盤或?qū)Э椎倪B接處有一段過渡，過渡的地方形成淚滴狀，稱為補(bǔ)淚滴，它的作用是在鉆孔時(shí)，避免在導(dǎo)線與焊盤的接觸點(diǎn)處出現(xiàn)應(yīng)力集中而使接觸處斷裂。v執(zhí)行tools-teardrops，啟動(dòng)補(bǔ)淚滴對(duì)話框，general區(qū)域選擇補(bǔ)淚滴的區(qū)域，action區(qū)域選擇是添加還是刪除淚滴，teardrop style區(qū)域選擇淚滴形狀。設(shè)置好后，單擊ok進(jìn)行操作。放