第12-13講簡單PCB設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)ppt課件

1、電路板設(shè)計(jì)與制造制造： 福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭勇聯(lián)絡(luò)方式： gy_xs1261.第12-13講 簡單PCB設(shè)計(jì)及實(shí)訓(xùn)主 要 內(nèi) 容一、規(guī)劃PCB二、放置焊盤、過孔和定位孔三、設(shè)置PCB元件庫四、放置元件封裝五、元件手工規(guī)劃六、 3D預(yù)覽七、手工布線實(shí)訓(xùn) 繪制簡單的PCB2. 手工設(shè)計(jì)PCB是用戶直接在PCB軟件中根據(jù)原理圖進(jìn)展手工放置元件、焊盤、過孔等，并進(jìn)展線路銜接的操作過程，手工設(shè)計(jì)的普通步驟如下。 規(guī)劃印制電路板。 放置元件、焊盤、過孔等。 元件規(guī)劃。 手工布線。 電路調(diào)整。 以下采用單管放大電路為例引見手工布線方法，電路樣圖如圖4-14所示。3. 在PCB設(shè)計(jì)中，首先要規(guī)劃印制板，即

2、定義印制板的機(jī)械輪廓和電氣輪廓。 印制板的機(jī)械輪廓是指電路板的物理外形和尺寸，需求根據(jù)公司和制造商的要求進(jìn)展相應(yīng)的規(guī)劃，機(jī)械輪廓定義在4個機(jī)械層上，比較合理的規(guī)劃機(jī)械層的方法是在一個機(jī)械層上繪制電路板的物理輪廓，而在其它的機(jī)械層上放置物理尺寸、隊(duì)列標(biāo)志和標(biāo)題信息等。 印制板的電氣輪廓是指電路板上放置元件和布線的范圍，電氣輪廓普通定義在制止布線層上，是一個封鎖的區(qū)域。 通常在普通的電路設(shè)計(jì)中僅規(guī)劃PCB的電氣輪廓，本例中采用公制規(guī)劃。 一、規(guī)劃PCB 4. 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)“PCB板選擇項(xiàng)，設(shè)置單位制為Metric公制；設(shè)置可視柵格1、2分別為1mm和10mm；捕獲柵格X、Y均和元件網(wǎng)格X、Y均為

3、0.5mm。 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)“PCB板層次顏色，設(shè)置顯示可視柵格1Visible Grid1。 執(zhí)行菜單“工具“優(yōu)先設(shè)定，屏幕彈出“優(yōu)先設(shè)定對話框，選中“Display選項(xiàng)，在“表示區(qū)中選中【原點(diǎn)標(biāo)志】復(fù)選框，顯示坐標(biāo)原點(diǎn)。 執(zhí)行菜單“編輯“原點(diǎn)“設(shè)定，定義相對坐標(biāo)原點(diǎn)，設(shè)定后，沿原點(diǎn)往右為+x軸，往上為+y軸。 用鼠標(biāo)單擊任務(wù)區(qū)下方標(biāo)簽中的，將當(dāng)前任務(wù)層設(shè)置為Keep Out Layer。 5. 執(zhí)行菜單“放置“直線進(jìn)展邊框繪制閉合電氣輪廓。PCB尺寸：50mm40mm。閉合坐標(biāo)原點(diǎn)放置直線6.二、放置焊盤、過孔和定位孔 1.放置焊盤 焊盤有通孔式的，也有僅放置在某一層面上的貼片式主要用于外

4、表封裝元件，外形有圓形Round、正方形Rectangle和正八邊形Octagonal等，如圖4-18所示。 執(zhí)行菜單“放置“焊盤或單擊放置工具欄上按鈕 ，進(jìn)入放置焊盤形狀，挪動光標(biāo)到適宜位置后，單擊鼠標(biāo)左鍵，放置焊盤。 7. 雙擊焊盤調(diào)出屬性對話框，可以編輯焊盤屬性，如圖5-16所示。用鼠標(biāo)單擊選中的焊盤，用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住控點(diǎn)，可以挪動焊盤。 本例中，添加6個通孔式焊盤，其中輸入2個、電源端及接地端2個，輸出2個，以便與外部銜接。8. 2.放置過孔 過孔用于銜接不同層上的印制導(dǎo)線，過孔有三種類型，分別是通透式、隱藏式和半隱藏式。 執(zhí)行菜單“放置“過孔或用單擊放置工具欄上按鈕 ，放置過孔。 在放

5、置過孔形狀下，按下鍵盤的鍵，調(diào)出過孔屬性對話框，可以設(shè)置過孔的孔徑、直徑、過孔起始層和終止層及過孔所在的網(wǎng)絡(luò)等。 本例中由于是單面板設(shè)計(jì)，無須運(yùn)用過孔。 9. 3.制造定位孔 在電路板中，經(jīng)常要用螺絲來固定散熱片和PCB，或者打定位孔，它們與焊盤或過孔不同，普通不需求有導(dǎo)電部分。在實(shí)踐設(shè)計(jì)中，可以利用放置焊盤或過孔的方法來制造螺絲孔。 下面以放置焊盤的方法為例引見螺絲孔的制造過程。 放置焊盤，編輯焊盤屬性，如圖5-18所示，選擇圓形焊盤，并設(shè)置X尺寸、Y尺寸和孔徑為一樣值，目的是不要表層銅箔。 在“屬性區(qū)中，取消【鍍金】后的復(fù)選框，目的是取消在孔壁上的銅。 單擊“確定按鈕，在適宜位置放置焊盤，

6、此時即為螺絲孔。圖4-22中在板的四角放置了4個3mm的螺絲孔。 10. 螺絲孔也可以經(jīng)過放置過孔的方法來制造，詳細(xì)步驟與利用焊盤方法類似，只需在過孔的屬性對話框中設(shè)置直徑和孔徑為一樣值即可?？讖健-尺寸及Y-尺寸大小一致11.三、設(shè)置PCB元件庫 單管放大電路的元件封裝方式均在Miscellaneous Device.IntLIB庫中，設(shè)計(jì)前需將其設(shè)置為當(dāng)前庫。 1.設(shè)置元件庫顯示封裝名和封裝圖形 Protel 2004中元件庫是集成的，它包括元件圖形、封裝、參數(shù)等信息。進(jìn)入系統(tǒng)后，默許顯示集成庫的信息，不利于選擇元件封裝，此時可以經(jīng)過設(shè)置顯示信息為元件封裝，便于調(diào)用封裝。 單擊任務(wù)區(qū)右側(cè)

7、的【元件庫】標(biāo)簽，系統(tǒng)彈出元件庫面板，如圖4-23所示，單擊“按鈕，屏幕彈出元件庫顯示信息窗口，如圖4-24所示，去除【元件】的復(fù)選形狀，選中【封裝】復(fù)選框，單擊“Close按鈕，屏幕出現(xiàn)圖4-25的元件庫面板，顯示封裝信息。 12. 2.加載元件庫 在Protel 2004中，PCB庫文件普通集成在集成庫中，擴(kuò)展名為“.IntLib，在原理圖設(shè)計(jì)中可直接選擇元件封裝。該軟件也提供了一些未集成的PCB庫，擴(kuò)展名為“.PcbLib，位于Altium2004LibraryPcb目錄下。 元件封裝也可以自行設(shè)計(jì)，調(diào)用自行設(shè)計(jì)的元件封裝時必需先加載自定義的元件庫。 安裝元件庫的方法與原理圖設(shè)計(jì)中的一樣

8、，可以單擊圖4-23中的“元件庫按鈕進(jìn)展元件庫設(shè)置，本例的封裝方式均在Miscellaneous Device.IntLIB庫中。 留意：途徑選擇“Altium2004 SP2LibraryPcb，只包含PCB封裝庫；假設(shè)為“Altium2004 SP2Library，那么包含集成元件庫和PCB封裝庫。13.四、放置元件封裝 1.經(jīng)過菜單或相應(yīng)按鈕放置元件 執(zhí)行菜單“放置“元件或單擊配線工具欄按鈕 ，屏幕彈出放置元件對話框，如圖4-28所示。 以放置三極管封裝為例，在“封裝欄中輸入元件封裝名，如圖中的BCY-W3/E4；在“標(biāo)識符欄中輸入元件標(biāo)號，如圖中的V1；在“注釋欄中輸入元件的型號或標(biāo)稱

9、值，如圖中的2N3904。參數(shù)設(shè)置終了，單擊“確認(rèn)按鈕，將元件挪動到適當(dāng)?shù)奈恢脝螕羰髽?biāo)左鍵放置元件。 放置元件后，光標(biāo)上自動粘貼著一個一樣的元件，可繼續(xù)放置元件，標(biāo)號自動加1如V2；單擊鼠標(biāo)右鍵，屏幕彈出“放置元件對話框，可以設(shè)置要放置的新元件封裝；單擊“取消按鈕那么退出放置形狀。14. 本例中電阻的封裝方式選擇AXIAL-0.4，三極管的封裝方式選擇BCY-W3/E4，電解電容的封裝方式選擇CAPPR2-5x6.8。 15. 2.從元件庫中直接放置選擇封裝庫選擇封裝查看封裝圖形單擊放置元件16. 3.設(shè)置元件屬性 雙擊元件，屏幕彈出圖4-31所示的元件屬性對話框，可以進(jìn)展元件屬性設(shè)置。 17

10、.五、元件手工規(guī)劃 1.手工挪動元件 用鼠標(biāo)挪動元件。光標(biāo)移到元件上，按住鼠標(biāo)左鍵不放，將元件拖動到目的位置。 運(yùn)用菜單命令挪動元件。執(zhí)行菜單“編輯“挪動“元件實(shí)現(xiàn)。 拖動元件和連線。用于同時挪動元件和印制導(dǎo)線，執(zhí)行菜單“編輯“挪動“拖動實(shí)現(xiàn)，普通運(yùn)用前執(zhí)行菜單“工具“優(yōu)先設(shè)定，選中“Connected Tracks設(shè)定拖動連線。 在PCB中快速定位元件。在PCB較大時運(yùn)用。執(zhí)行菜單“編輯“跳轉(zhuǎn)到“元件，輸入要查找的元件標(biāo)號，單擊“確認(rèn)按鈕，光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到指定元件上。18. 2.旋轉(zhuǎn)元件 用鼠標(biāo)單擊選中元件，按住鼠標(biāo)左鍵不放，同時按下鍵盤的鍵進(jìn)展程度翻轉(zhuǎn)；按鍵進(jìn)展垂直翻轉(zhuǎn)；按鍵進(jìn)展指定角度旋轉(zhuǎn)。

11、3.元件標(biāo)注的調(diào)整 元件規(guī)劃調(diào)整后，往往元件標(biāo)注的位置過于雜亂，規(guī)劃終了還必需對元件標(biāo)注進(jìn)展調(diào)整，普通要求陳列要整齊，文字方向要一致，不能將元件的標(biāo)注文字放在元件的框內(nèi)或壓在焊盤或過孔上。元件標(biāo)注的調(diào)整采用挪動和旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)展，與元件的操作類似。 在Protel 2004中，系統(tǒng)默許的注釋是處于隱藏形狀，普通為了便于讀圖，應(yīng)將其設(shè)置為顯示形狀。雙擊要修正的元件，屏幕彈出元件屬性對話框，在“注釋區(qū)取消【隱藏】即可。19. 圖4-32所示的元件規(guī)劃圖中，元件的標(biāo)注文字未調(diào)好，存在重疊、反向及堆積在元件上的問題，由于該元件的標(biāo)注文字在頂層絲網(wǎng)層上，有些標(biāo)號將被元件覆蓋。為保證PCB的可讀性，必需手工

12、挪動好元件的標(biāo)注，經(jīng)過調(diào)整標(biāo)注后的電路規(guī)劃如圖4-33所示。20. 執(zhí)行菜單“查看“顯示三維PCB板，對電路板進(jìn)展3D預(yù)覽，系統(tǒng)自動產(chǎn)生3D預(yù)覽文件，如圖4-34所示，圖中三極管V1在PCB3D庫中沒有元件模型，故未顯示元件3D圖形。六、3D預(yù)覽21.七、手工布線 1.設(shè)置任務(wù)層 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)“PCB板層次顏色，屏幕彈出“板層和顏色對話框，在要設(shè)置為顯示形狀的任務(wù)層中后的【表示】復(fù)選框內(nèi)單擊打勾，選中該層。 本例中采用單面布線，元件采用通孔式元件，應(yīng)選中Bottom Layer底層、Top Overlay頂層絲網(wǎng)層、Keep-out Layer制止布線層及Multi-Layer焊盤多層。 P

13、CB單面布線的布線層為Bottom Layer，故在任務(wù)區(qū)的下方單擊【Bottom Layer】標(biāo)簽，選中任務(wù)層為Bottom Layer。22. 2.為手工布線設(shè)置柵格 在電路任務(wù)區(qū)中單擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的菜單中選擇“捕獲柵格子菜單，屏幕彈出柵格設(shè)置對話框，從中可以選擇捕獲柵格尺寸，本例中選擇0.500mm。 3.經(jīng)過“放置直線的方式布線 經(jīng)過“放置直線方式放置的印制導(dǎo)線可以放置在PCB的信號層和非信號層上，當(dāng)放置在信號層上，具有電氣特性，稱為印制導(dǎo)線；當(dāng)放置在其它層，代表無電氣特性的繪圖標(biāo)志線，在規(guī)劃PCB時就是采用這種方式放置導(dǎo)線。 執(zhí)行菜單“放置“直線，進(jìn)入放置PCB導(dǎo)線形狀，系統(tǒng)默許

14、放置線寬為10mil的連線，假設(shè)在放置連線的初始形狀時，單擊鍵盤上的鍵，屏可以修正線寬和線的所在層。23. 連線表示如圖4-37所示。 在放置印制導(dǎo)線過程中，同時按下+鍵，可以切換印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)機(jī)方式，共有六種，分別是45、弧線、90、圓弧角、恣意角度和1/4圓弧轉(zhuǎn)機(jī)，如圖4-38所示。24. 本例中設(shè)計(jì)的是單面板，故布線層為Bottom Layer底層，手工布線后的電路如圖4-39所示，其中印制導(dǎo)線的線寬設(shè)置為1.2mm，焊盤的直徑為1.8mm，采用了45和1/4圓弧轉(zhuǎn)機(jī)方式。25. 4.編輯印制導(dǎo)線屬性 雙擊PCB中的印制導(dǎo)線，屏幕彈出圖4-41所示的印制導(dǎo)線屬性對話框，可以修正印制導(dǎo)線的屬性

15、。 在印制板設(shè)計(jì)中，普通地線要加寬一些，加寬地線可以先將原來的地線刪除，然后執(zhí)行菜單“放置“矩形填充，在相應(yīng)位置單擊鼠標(biāo)左鍵拉出一個矩形填充區(qū)進(jìn)展放置。本例中將地線寬度修正為2.5mm，如圖4-42所示。26.實(shí)訓(xùn) 繪制簡單的PCB實(shí) 訓(xùn) 目 的掌握PCB設(shè)計(jì)的根本操作。初步掌握電路板的手工布線。 27.實(shí) 訓(xùn) 內(nèi) 容 啟動Protel 2004，新建并保管工程文件“MYPCB.PRJPCB，新建PCB文件并保管為“MYPCB.PCBDOC。 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)“PCB板選擇項(xiàng)，設(shè)置單位制為Imperial英制；設(shè)置可視柵格1、2分別為10mil和100mil；捕獲柵格X、Y和元件網(wǎng)格X、Y均為1

16、0mil。 執(zhí)行菜單“設(shè)計(jì)“PCB板層次顏色，設(shè)置顯示可視柵格1Visible Grid1。 載入Miscellaneous Device.IntLIB和Gennum Video Buffer Amplifier.IntLib元件庫。 在Keep Out Layer層上定義矩形電氣輪廓，大小為1960mil1560mil，邊框線的寬度為10mil。28. 放置元件RAD-0.2兩個，元件DIP-14一個，元件AXIAL-0.4兩個，元件SIP8一個，并如圖4-84所示調(diào)整元件位置、設(shè)置每個元件的標(biāo)號。 執(zhí)行菜單“放置“直線，如圖4-85所示進(jìn)展底層Bottom Layer布線，線寬為20mil。 如圖4-85在電路板圖中放置三個圓形通孔焊盤，焊盤的直徑為60mil，鉆孔直徑為30mil，并在頂層絲印層Top Ov