印制電路板pcb的設(shè)計(jì)

1、第第3章章 印制電路板的設(shè)計(jì)技術(shù)印制電路板的設(shè)計(jì)技術(shù)protel 99se 3.1 原理圖的設(shè)計(jì)3.2 PCB圖的設(shè)計(jì)3.3 原理圖元件及元件庫(kù)的繪制3.4 元件封裝及封裝庫(kù)的繪制印制電路板（printed circuit board)制作工序：1.1.設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)PCBPCB板板2.2.打印打印PCBPCB圖圖3.3.裁剪覆銅板裁剪覆銅板4.4.曝光曝光5.5.顯像顯像6.6.蝕刻蝕刻7.7.鉆孔鉆孔8.8.鍍鎳鍍鎳 3.1 Protel 99se設(shè)計(jì)環(huán)境介紹3.1.13.1.1創(chuàng)建新的項(xiàng)目創(chuàng)建新的項(xiàng)目:file-new project:file-new project項(xiàng)目管理器界面項(xiàng)目管理器界

2、面3.1.2 3.1.2 創(chuàng)建新的文檔：創(chuàng)建新的文檔：file-new documentfile-new document新建文檔類型：新建文檔類型：原理圖文件表格文件原理圖元件庫(kù)文件文本文件PCB 文件波形文件PCB元件庫(kù)文件CAM 配置文件PCB圖打印文件設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)文件夾3.2 Protel 99se3.2 Protel 99se原理圖設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)3.2.1 3.2.1 原理圖的設(shè)計(jì)流程原理圖的設(shè)計(jì)流程1)1)圖紙尺寸設(shè)置圖紙尺寸設(shè)置2)2)放置元器件放置元器件3)3)原理圖布線原理圖布線4)4)ERCERC電氣規(guī)則檢查電氣規(guī)則檢查3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制(1) (1

3、) 新建原理圖文檔新建原理圖文檔File-new documentFile-new document選擇選擇schematic documentschematic documentv 菜單和命令菜單和命令v工具按鈕工具按鈕v電路圖管理器電路圖管理器Browse SchBrowse Sch： LibrariesLibraries元件庫(kù)管理元件庫(kù)管理 PrimitivesPrimitives對(duì)象管理對(duì)象管理LibrariesLibraries元件庫(kù)管理元件庫(kù)管理n元件庫(kù)列表（元件庫(kù)列表（* *.lib).lib)nAdd/remove Add/remove 增加或刪減元件庫(kù)增加或刪減元件庫(kù)nBro

4、wse Browse 瀏覽選中元件庫(kù)元件瀏覽選中元件庫(kù)元件nFilter :Filter :過濾元件過濾元件nEdit/placeEdit/place編輯編輯/ /放置放置nFind Find 查找元件查找元件nPart Part Primitives Primitives 對(duì)象管理對(duì)象管理n對(duì)象分類列表對(duì)象分類列表nFilter Filter n對(duì)象詳細(xì)列表對(duì)象詳細(xì)列表nText Text 改變所選對(duì)象的文本標(biāo)識(shí)改變所選對(duì)象的文本標(biāo)識(shí)nJump Jump 跳轉(zhuǎn)到對(duì)象詳細(xì)列表所選目標(biāo)跳轉(zhuǎn)到對(duì)象詳細(xì)列表所選目標(biāo)nEdit Edit 編輯屬性編輯屬性n更新對(duì)象詳細(xì)列表更新對(duì)象詳細(xì)列表增加或刪減元件

5、庫(kù)增加或刪減元件庫(kù)n查找范圍查找范圍n文件類型文件類型 * *.ddb(.ddb(數(shù)據(jù)庫(kù)文件）數(shù)據(jù)庫(kù)文件） * *.lib(.lib(元件庫(kù)文件）元件庫(kù)文件）n已選擇文件已選擇文件nAdd/removeAdd/removeBrowse Browse 瀏覽瀏覽nLibrabries Librabries 選擇元件庫(kù)選擇元件庫(kù) nComponents Components 顯示元件庫(kù)包含顯示元件庫(kù)包含的所有元件的所有元件nMask Mask 篩選：篩選：* *7474* *nPart Part Find Find 查找元件查找元件nFind componentFind component填寫查找關(guān)

6、鍵字填寫查找關(guān)鍵字 通過在元器件名通過在元器件名稱稱 通過文本描述通過文本描述 nSearch Search 查找范圍查找范圍nFind now /stopFind now /stop3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制（2 2）原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置）原理圖設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置v圖紙參數(shù)的設(shè)置圖紙參數(shù)的設(shè)置( (大小、方向、網(wǎng)格參數(shù)）大小、方向、網(wǎng)格參數(shù)） Design-optionsDesign-optionsv設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置設(shè)計(jì)環(huán)境的設(shè)置 Tool -preferencesTool -preferences3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制（3 3）放置元件及調(diào)整）放置元件及調(diào)

7、整放置方法：放置方法：vPlace-partPlace-part或工具按鈕或工具按鈕v元件庫(kù)管理器元件庫(kù)管理器vView-toolbarsView-toolbars調(diào)整元件：調(diào)整元件：選中、取消選中、刪除、選中、取消選中、刪除、移動(dòng)、屬性的調(diào)整移動(dòng)、屬性的調(diào)整3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制（4 4）原理圖布線）原理圖布線vPlace-wirePlace-wire或或wiring toolbarswiring toolbars 空格鍵切換走線方式空格鍵切換走線方式 繪制完后單擊鼠標(biāo)右鍵退出導(dǎo)線繪制狀態(tài)繪制完后單擊鼠標(biāo)右鍵退出導(dǎo)線繪制狀態(tài) 雙擊導(dǎo)線修改屬性雙擊導(dǎo)線修改屬性vPlace

8、-busPlace-bus或或wiring toolbarswiring toolbarsvPlace-bus entryPlace-bus entry或或wiring toolbarswiring toolbars3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制v 放置電路節(jié)點(diǎn)放置電路節(jié)點(diǎn) Place-JunctionPlace-Junction或或wiring toolbarswiring toolbarsv 放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)放置網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào) 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)可以將沒有導(dǎo)線的連接點(diǎn)連接，也網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)可以將沒有導(dǎo)線的連接點(diǎn)連接，也可將可將 一個(gè)項(xiàng)目中各張圖紙中連接起來(lái)一個(gè)項(xiàng)目中各張圖紙中連接起來(lái)。 Place-N

9、et labelPlace-Net label或或wiring toolbarswiring toolbarsv放置端口放置端口 Place-PortPlace-Port或或wiring toolbarswiring toolbarsv放置不做電氣規(guī)則檢查的符號(hào)放置不做電氣規(guī)則檢查的符號(hào) Place-NoERCPlace-NoERC或或wiring toolbarswiring toolbars 3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制（5 5）放置電源及接地）放置電源及接地vProtel 99seProtel 99se的電源和接地是用單獨(dú)的符號(hào)來(lái)表的電源和接地是用單獨(dú)的符號(hào)來(lái)表示，通過網(wǎng)

10、絡(luò)標(biāo)號(hào)進(jìn)行區(qū)分示，通過網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)進(jìn)行區(qū)分v放置方法：放置方法： place-power portplace-power port或或wiring toolswiring tools view-toolbars-power objects view-toolbars-power objects 3.2.2 3.2.2 原理圖繪制原理圖繪制（6 6）電氣規(guī)則檢查）電氣規(guī)則檢查ERCERCv檢查電路中邏輯、電氣和繪圖錯(cuò)誤，主要檢查連檢查電路中邏輯、電氣和繪圖錯(cuò)誤，主要檢查連線錯(cuò)誤線錯(cuò)誤vTools-ERCTools-ERC 設(shè)置檢查錯(cuò)誤的類型：生成報(bào)告文件自動(dòng)在錯(cuò)誤處放置標(biāo)記檢查子電路的電路圖一個(gè)網(wǎng)絡(luò)

11、有多個(gè)網(wǎng)絡(luò)名未連接網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)未連接的電源及地電路圖名重復(fù)元件號(hào)重復(fù)總線 標(biāo)號(hào)的格式錯(cuò)誤輸入引腳懸空錯(cuò)誤報(bào)告中不包括警告信息v生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表生成網(wǎng)絡(luò)報(bào)表:Design-Create Netlistv生成元器件清單生成元器件清單:Reports-bill of materialv原理圖打印原理圖打印:file-setup printerv將原理圖嵌入到將原理圖嵌入到word文檔文檔: tools-preferences-graphical editing 不選不選add template to clip3.3 報(bào)表和出圖3.4 原理圖元件及元件庫(kù)的制作 n新建原理圖元件庫(kù) file-new-schem

12、atic library document(*.lib) 元件庫(kù)管理器元件庫(kù)管理器繪圖工具欄繪圖工具欄IEEE工具欄工具欄 PinPin屬性設(shè)置對(duì)話框中各選項(xiàng)含義屬性設(shè)置對(duì)話框中各選項(xiàng)含義 NameName：引腳名。：引腳名。NumberNumber：引腳號(hào)。：引腳號(hào)。X-LocationX-Location、Y-LocationY-Location：引腳的位置。：引腳的位置。OrientationOrientation：引腳方向。共有：引腳方向。共有0 0 DegreesDegrees、90 Degrees90 Degrees、180 Degrees180 Degrees、270 Degre

13、es 4270 Degrees 4個(gè)方向。個(gè)方向。ColorColor：引腳顏色。：引腳顏色。DotDot：引腳是否具有反相標(biāo)志。選中復(fù)：引腳是否具有反相標(biāo)志。選中復(fù)選框選框表示顯示反相標(biāo)志。表示顯示反相標(biāo)志。ClkClk：引腳是否具有時(shí)鐘標(biāo)志。選中復(fù)：引腳是否具有時(shí)鐘標(biāo)志。選中復(fù)選框選框表示顯示時(shí)鐘標(biāo)志。表示顯示時(shí)鐘標(biāo)志。PinPin屬性設(shè)置對(duì)話框中各選項(xiàng)含義屬性設(shè)置對(duì)話框中各選項(xiàng)含義 ElectricalElectrical：引腳的電氣性質(zhì)。其中有：引腳的電氣性質(zhì)。其中有InputInput（輸入引腳）、（輸入引腳）、IOIO（輸入（輸入/ /輸出雙向輸出雙向引腳）、引腳）、OutputO

14、utput（輸出引腳）、（輸出引腳）、Open Open CollectorCollector（集電極開路型引腳）、（集電極開路型引腳）、PassivePassive（無(wú)源引腳）、（無(wú)源引腳）、HiZHiZ（高阻引腳（高阻引腳) )、Open EmitterOpen Emitter（射極輸出）、（射極輸出）、PowerPower（電（電源源VCCVCC或接地或接地GNDGND）。）。HiddenHidden：引腳是否被隱藏，選中表示隱：引腳是否被隱藏，選中表示隱藏。藏。Show NameShow Name：是否顯示引腳名，選中復(fù)：是否顯示引腳名，選中復(fù)選框選框表示顯示。表示顯示。Show Nu

15、mberShow Number：是否顯示引腳號(hào)，選中：是否顯示引腳號(hào)，選中復(fù)選框復(fù)選框表示顯示。表示顯示。PinPin：引腳的長(zhǎng)度。：引腳的長(zhǎng)度。SelectionSelection：引腳是否被選中。：引腳是否被選中。 n20070211-212班：班：4月月28日日8：3010：30 A3-304n20070213-215班班:4月月28日日18：1520：15 A3-304考試安排：考試安排：3.5.1 PCB(printed circuit board)基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)封裝封裝板層板層3.5 Protel 99se PCB設(shè)計(jì)3.5.2 PCB設(shè)計(jì)流程1)1)設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)原理圖2)2)

16、生成網(wǎng)絡(luò)表生成網(wǎng)絡(luò)表3)3)啟動(dòng)并設(shè)置啟動(dòng)并設(shè)置PCBPCB設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)計(jì)環(huán)境4)4)元件布局元件布局5)5)布線布線6)6)設(shè)計(jì)規(guī)則校驗(yàn)（設(shè)計(jì)規(guī)則校驗(yàn)（DRCDRC）7)7)保存及輸出保存及輸出PCB PCB 圖圖3.5.3 Protel 99se 的PCB設(shè)計(jì)方法1)自動(dòng)化設(shè)計(jì)自動(dòng)化設(shè)計(jì)2)手工設(shè)計(jì)手工設(shè)計(jì)3.5.3.1 PCB自動(dòng)化設(shè)計(jì)原理圖繪制元件封裝修改網(wǎng)絡(luò)表輸出新建PCB文件并繪制板框加載網(wǎng)絡(luò)表元件布局自動(dòng)布線人工調(diào)整原理圖設(shè)計(jì)PCB設(shè)計(jì)DRC利用向?qū)гO(shè)計(jì)板框nFile-newnwizards-printed circuit wizard矩形矩形圓形圓形自定義自定義板框線層板框線層尺

17、寸標(biāo)注層尺寸標(biāo)注層板框線寬板框線寬尺寸線寬尺寸線寬實(shí)際電路與實(shí)際電路與邊緣的距離邊緣的距離切角切角內(nèi)孔內(nèi)孔利用向?qū)гO(shè)計(jì)板框nFile-newnwizards-printed circuit wizard兩層板，導(dǎo)孔電鍍兩層板，導(dǎo)孔電鍍兩層板導(dǎo)孔不電鍍兩層板導(dǎo)孔不電鍍四層板四層板六層板六層板八層板八層板需要添加的內(nèi)層電源需要添加的內(nèi)層電源/接地接地 板層數(shù)板層數(shù)只有貫穿全板的通孔（雙層只有貫穿全板的通孔（雙層 板）板）只有盲孔和埋孔（多層板）只有盲孔和埋孔（多層板）表貼元件為主表貼元件為主直插元件為主直插元件為主是否需要兩面是否需要兩面放置元件放置元件利用向?qū)гO(shè)計(jì)板框nFile-newnwiza

18、rds-printed circuit wizard最小走線寬度最小走線寬度過孔焊盤最小直徑過孔焊盤最小直徑過孔最小孔徑過孔最小孔徑最小線間距最小線間距PCB設(shè)計(jì)管理器庫(kù)中的封裝庫(kù)中的封裝添加添加/移除封裝庫(kù)移除封裝庫(kù)封裝庫(kù)列表封裝庫(kù)列表瀏覽加載的封裝瀏覽加載的封裝庫(kù)中的封裝庫(kù)中的封裝封裝瀏覽封裝瀏覽注意：在加載網(wǎng)絡(luò)表注意：在加載網(wǎng)絡(luò)表之前一定要將所有需之前一定要將所有需要用的封裝所在的庫(kù)要用的封裝所在的庫(kù)全部加載進(jìn)來(lái)全部加載進(jìn)來(lái)當(dāng)前激活層當(dāng)前激活層v信號(hào)層信號(hào)層(Top layer,bottom layer,mid layer)： 用來(lái)定義用來(lái)定義pcb的銅膜走線、焊點(diǎn)、過孔等具有實(shí)的銅膜走

19、線、焊點(diǎn)、過孔等具有實(shí)際意義的電氣對(duì)象。際意義的電氣對(duì)象。v機(jī)械層機(jī)械層(mechanical layer):用來(lái)標(biāo)記用來(lái)標(biāo)記pcb在制造在制造或組裝時(shí)所需的標(biāo)記?；蚪M裝時(shí)所需的標(biāo)記。v絲印板層絲印板層(topoverlay):用于繪制元件的外形輪廓、用于繪制元件的外形輪廓、序號(hào)等。序號(hào)等。v禁止布線板層禁止布線板層(Keep out layer)：用來(lái)定義板框。：用來(lái)定義板框。v多級(jí)板層多級(jí)板層(multilayer):用于放置貫穿所有板層的用于放置貫穿所有板層的對(duì)象，如導(dǎo)孔等。對(duì)象，如導(dǎo)孔等。板層(layer)PCB設(shè)計(jì)環(huán)境設(shè)置Design-options加載網(wǎng)絡(luò)表1: Design-ne

20、tlist加載網(wǎng)絡(luò)表1: Design-netlist加載網(wǎng)絡(luò)表常見的錯(cuò)誤：vNode no found:常出現(xiàn)在原理圖與封裝焊盤不對(duì)應(yīng)的場(chǎng)合vComponent no found:常出現(xiàn)在元件封裝不正確的場(chǎng)合vFootprint no found in library:常出現(xiàn)在沒有加載合適的封裝庫(kù)或者沒有為元件定義封裝的場(chǎng)合印制電路板中封裝DIODE0.4的焊盤編號(hào)定義為A、K（見圖2-16），兩者不匹配，故找不到接點(diǎn)而出錯(cuò)。因而需要把印制電路板中DIODE0.4封裝的焊盤編號(hào)修改為1、2。 加載網(wǎng)絡(luò)表2：在原理圖設(shè)計(jì)界面中 Design-Update pcb元件手動(dòng)布局的原則n流向原則：按

21、照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使信號(hào)盡可能保持一致的方向或者以每個(gè)功能電路的核心元件為中心來(lái)布局。n最近相鄰原則：布局應(yīng)注意把有網(wǎng)線連接關(guān)系的器件放在一起，最大可能地使互連最短。n均布原則：元件盡可能均勻分布n抗干擾原則：數(shù)字元件和模擬元件盡可能遠(yuǎn)離；易受干擾的元件分開；去耦電容盡量靠近VCC等n熱效應(yīng)原則：發(fā)熱元件盡可能遠(yuǎn)離其他元件手動(dòng)布局 有時(shí)加載網(wǎng)絡(luò)表后會(huì)出現(xiàn)大量元件重疊在一起，手動(dòng)布局很麻煩，可使用推擠（shove）的方法來(lái)解決v設(shè)置推擠深度tools-align components(排齊元件)-set shove depth（如5）v執(zhí)行推擠命令tools-align c

22、omponents(排齊元件)-shove將鼠標(biāo)點(diǎn)擊某個(gè)元件，其他元件會(huì)以此元件為中心散開。布線原則v連線精簡(jiǎn)原則v安全載流原則：電流越大，銅導(dǎo)線越寬 1A-10mil; 2A-32mil;v電磁抗干擾原則：避免直角拐彎；雙面的導(dǎo)線避免平行等。v經(jīng)濟(jì)原則:過孔越小越貴；5mil的線腐蝕自動(dòng)布線(auto route)n布線前的設(shè)置 design-rules走線間距約束走線間距約束雙擊可修改，雙擊可修改，單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出 的對(duì)話框中選擇的對(duì)話框中選擇ADD可添可添加加規(guī)則范圍規(guī)則范圍規(guī)則屬性規(guī)則屬性自動(dòng)布線(auto route)n布線前的設(shè)置 design-rules走線間

23、距約束走線間距約束單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出 的對(duì)話框中選擇的對(duì)話框中選擇ADD拐角設(shè)置，雙擊可修改，拐角設(shè)置，雙擊可修改，add可添加可添加自動(dòng)布線(auto route)n布線前的設(shè)置 design-rules走線間距約束走線間距約束單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出單擊鼠標(biāo)右鍵在彈出 的對(duì)話框中選擇的對(duì)話框中選擇ADD拐角設(shè)置，雙擊可修改，拐角設(shè)置，雙擊可修改，add可添加可添加人工調(diào)整(手動(dòng)布線）1)拆線tools-un route撤銷布線2)修改走線v修改走線寬度：雙擊該走線v布線時(shí)點(diǎn)擊tab鍵可以通過過孔在不同的布線層面上切換v切換走線模式：在編輯時(shí)spacev不斷線拖動(dòng)元件：首先too

24、ls-preferences-options- component drag選擇connected track 然后執(zhí)行Edit-move-drag 命令，選中需拖動(dòng)的元件v不斷線拖動(dòng)線：第一步同上，第二步： Edit-move-drag 或者edit-move-re route/drag track end設(shè)計(jì)規(guī)則檢查DRCnTools-design rule check3.5.3.2 PCB手工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)過程：v創(chuàng)建PCB文件v設(shè)置工作界面v元件布局v手工布線v調(diào)整與修改v設(shè)定板框v存盤打印創(chuàng)建PCB文件n在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)PCB文檔New document-PCB documentn注

25、意:pcb文檔（.pcb)和原理圖文檔(.sch) 一樣是放在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)(.ddb)中的n注意：數(shù)據(jù)庫(kù)的保存路徑設(shè)置工作界面nDesign-optionsn同時(shí)打開PCB文檔和原理圖文檔 （Split vertical/horizontal）布局元件n放置元件 place-component手工布線nPlace- tracknPlace-vianPlace-padnPlace-stringsnPlace-chinesenPlace-fillnPlace-diamention設(shè)定板框n板框線應(yīng)設(shè)置在keep out layer3.6元件封裝及封裝庫(kù)的制作 v新建元件封裝庫(kù)File-new-PCB

26、 library document(*.lib)v設(shè)計(jì)元件封裝1)使用向?qū)гO(shè)計(jì)封裝2)手動(dòng)設(shè)計(jì)使用向?qū)гO(shè)計(jì)封裝ntools-new componentn選擇元件封裝類型 n選擇單位(select a unit):英制(mil)、公制(mm)Protel99se PCB 設(shè)計(jì) 1、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫(kù)（.ddb)2、在數(shù)據(jù)庫(kù)中繪制原理圖（ERC)3、創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)表4、利用向?qū)?chuàng)建PCB文件5、加載封裝庫(kù)（General IC.lib;Miscellaneous.lib;PCB footprints.lib)6、在PCB中加載網(wǎng)絡(luò)表7、元件布局 8、布線9、DRC10、保存提交需要注意的問題：需要注意的問題：1

27、.1.新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（新建設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（2007.ddb)2007.ddb)時(shí)，除了給數(shù)據(jù)庫(kù)命名時(shí)，除了給數(shù)據(jù)庫(kù)命名以外，還要將保存路徑改在以外，還要將保存路徑改在D D盤盤2.2.每完成一部分要保存每完成一部分要保存3.3.繪制原理圖常見問題：繪制原理圖常見問題： a.a.如果找不到連線工具欄可以到菜單視圖如果找不到連線工具欄可以到菜單視圖 工具條工具條Drawing tool bars;Drawing tool bars; b. b.連線應(yīng)用連線應(yīng)用wirewire而不是而不是lineline，連線方式；，連線方式； c.c.某些元件有多個(gè)部分，如某些元件有多個(gè)部分，如74LS0074LS00，U1A,U1BU1A,U1B; ;d.d.雙擊元件可以編輯其屬性（編號(hào)，封裝）；雙擊元件可以編輯其屬性（編號(hào)，封裝）；e.e.網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記（網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記（Net Label);Net Label);f.f.電源和地從連線工具欄的電源符號(hào)放到原理圖上，電源和地從連線工