《電子線路CAD教程 》課件第5章 印制電路板設計初步

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第5章印制電路板設計初步5.2.1啟動PCB編輯器5.2.2PCB編輯器界面5.1印制板種類及材料5.1.1印制板種類及結構5.1.2印制板材料5.2Protel99SEPCB的啟動及窗口認識5.3手工設計單面印制板--Protel99SEPCB基本操作5.3.1工作參數的設置與電路板尺寸規(guī)劃5.3.2元件封裝庫的裝入5.3.3畫圖工具的使用5.4信號層及內電源層的管理2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

印制電路板（PrintedCircuitBoard，簡稱PCB）編輯、設計是電子產品設計過程中關鍵環(huán)節(jié)之一，編輯原理圖的目的也是為了能夠使用相關的CAD軟件進行PCB板設計，因此在電子線路CAD中印制板設計才是最終目的。

本章先介紹PCB設計概念、基本知識，以及Protel99SEPCB編輯器的基本操作方法。有關PCB設計規(guī)則、PCB封裝圖設計方法等方面的知識可參閱本書后續(xù)章節(jié)。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.1印制板種類及材料

印制板是印制線路板或印制電路板的簡稱，通過印制板上的印制導線、焊盤以及金屬化過孔、填充區(qū)、敷銅區(qū)等導電圖形實現(xiàn)元器件引腳之間的電氣互連。由于印制板上的導電圖形、元件輪廓線以及說明性文字（如元件序號、型號）等均通過印制方法實現(xiàn)，因此稱為印制電路板。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導電性能良好的銅薄膜，就構成了生產印制電路板所需的材料——覆銅板。按電路要求，在覆銅板上刻蝕出導電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實現(xiàn)電氣互連的金屬化過孔、固定大尺寸元件以及整個電路板所需的螺絲孔，就獲得電子產品所需的印制電路板。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5.1.1印制板種類及結構

印制板種類很多，根據導電層數的不同，可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；根據覆銅板基底材料的不同，又可將印制板分為紙質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，主要用于連接可移動部件，例如DVD機內激光頭與電路板之間就通過撓性印制電纜連接。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

單面板的結構如圖5-1(a)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電圖形。單面板上的導電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實現(xiàn)元件引腳互連的印制導線，該面稱為“焊錫面”——在Protel99/99SEPCB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Protel99PCB編輯器中被稱為“Top”（頂）層。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5-1單面、雙面及多面印制電路板剖面2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5-1單面、雙面及多面印制電路板剖面圖(c)多層印制電路板結構2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

雙面板結構如圖5-1(b)所示，基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都可以印制導電圖形。導電圖形中除了焊盤、印制導線外，還有用于使上、下兩面導電圖形互連的“金屬化過孔”。在雙面板中，元件也只能安裝在其中的一個面上，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、下面印制導線的金屬化過孔，生產工藝流程比單面板多，成本高。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

隨著集成電路技術的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數目迅速增加，電路圖中元器件連接關系越來越復雜。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)了多層印制板。在多層印制板中導電層的數目一般為4、6、8、10等，例如在四層板中，上、下面（層）是信號層（信號線布線層），在上、下兩層之間還有內電源層、內地線層，如圖5-1(c)所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在多層印制板中，可充分利用電路板的多層結構解決電磁干擾問題，提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數多，走線方便，布通率高，連線短寄生參數小，工作頻率高，印制板面積也較?。ㄓ≈茖Ь€占用面積?。?。目前計算機設備，如主機板、內存條、顯示卡等均采用4或6層印制電路板。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

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現(xiàn)，除了元件引腳焊盤孔外，用于現(xiàn)實不同層電氣互連的金屬化過孔最好貫穿整個電路板（經特定工藝處理后，不會造成短路），以方便鉆孔加工。在圖5-1(c)所示的四層板中，給出五種不同類型的金屬化過孔。例如，用于元件面上印制導線與電源層相連的金屬化過孔中，為了避免與地線層相連，在該過孔經過的地線層上少了一個比過孔大的銅環(huán)（很容易通過刻蝕工藝實現(xiàn)），這樣該金屬化過孔就不會與地線層相連。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5.1.2印制板材料

根據覆銅板基底材料的不同，可以將印制板分為紙質覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板兩大類。使用粘結樹脂將紙或玻璃布粘在一起，然后經過加熱、加壓工藝處理就形成了紙質覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板。目前常用的粘結樹脂主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯樹脂三種。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

使用酚醛樹脂粘結的紙質覆銅箔層壓板稱為覆銅箔酚醛紙質層壓板，其特點是成本低，主要用作收音機、電視機以及其他電子設備的印制電路板。使用環(huán)氧樹脂粘結的紙質覆銅箔層壓板稱為覆銅箔環(huán)氧紙質層壓板。覆銅箔環(huán)氧紙質層壓板的電氣性能和機械性能均比覆銅箔酚醛紙質層壓板好，也主要用作收音機、電視機以及其他低頻電子設備的印制電路板。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

使用環(huán)氧樹脂粘結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械性能，耐熱，膨脹系數小，尺寸穩(wěn)定，可在較高溫度下使用。因此，廣泛用作各種電子設備、儀器的印制電路板。使用聚四氟乙烯樹脂粘結的玻璃布覆銅箔層壓板稱為覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板。由于其介電性能好（介質損耗小、介電常數低），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（即化學穩(wěn)定性高），是制作高頻、微波電子設備印制電路板的理想材料，只是價格較高。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

覆銅箔層壓板有時也簡稱為覆銅板，主要性能指標有基板厚度、銅箔厚度、銅膜抗剝強度、翹曲度、介電常數、介質損耗角正切、單位長度電阻等。常用紙質、玻璃布覆銅箔層壓板厚度在0.2～6.4mm之間,可根據電路板用途、絕緣電阻及抗電強度等指標進行選擇；銅箔厚度為50～70μm(誤差為5μm)，單位長度電阻約為.3Ω/m（印制導線寬度為1.5mm，銅箔厚度為50μm，即截面積為0.075）。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.2Protel99SEPCB的啟動及窗口認識

在Protel99SE狀態(tài)下，編輯、創(chuàng)建原理圖的最終目的是為了制作PCB印制板。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.2.1啟動PCB編輯器

在Protel99SE狀態(tài)下，可通過如下方式之一創(chuàng)建新的PCB文件，進入PCB編輯狀態(tài)。(1)

任何時候，單擊“File”菜單下的“New”命令，在圖1-6所示窗口內直接雙擊“PCBDocument”（PCB文檔）文件圖標，即可創(chuàng)建新的、空白的PCB文件，進入印制板編輯狀態(tài)，如圖5-2所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-2Protel99PCB編輯器窗口2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

與原理圖編輯器相似，在印制板編輯、設計過程中，除了可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”形式羅列在“工具欄”內，用鼠標單擊“工具欄”上的某一“工具”按鈕，即可迅速執(zhí)行相應的操作，方便、快捷。PCB編輯器提供了主工具欄（MainToolbar）、放置工具(PlacementTools)欄（窗）。必要時可通過“View”菜單下的“Toolbars”命令打開或關閉這些工具欄（窗）。缺省時這兩個工具欄均處于打開狀態(tài)。主工具欄（窗）內各工具的作用與SCH編輯器主工具欄相同或相近，在此不再介紹。放置工具欄內的工具名稱如圖5-3所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-3放置工具窗口內的工具2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

啟動后，PCB編輯區(qū)內顯示的柵格線是第二柵格線，大小為1000mil，即25.4mm。在編輯區(qū)下方列出了目前已打開的工作層和當前所處的工作層。PCB瀏覽窗（BrowsePCB）內顯示的信息及按鈕種類與當前瀏覽對象有關，如圖5-4所示，單擊“瀏覽對象選擇框”下拉按鈕，即可選擇相應的瀏覽對象，如Library(元件封裝庫)、Components（元件）、Nets（節(jié)點）、“NetClasses”（節(jié)點組）、“ComponentClasses”（元件組）、“Violations”（違反設計規(guī)則）、“Rules”(設計規(guī)則)等。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-4不同瀏覽對象對應的瀏覽窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

瀏覽對象的選擇又與當前操作狀態(tài)有關，例如在手工放置元件封裝圖時，可選擇“Library”(元件封裝圖庫)作為瀏覽對象（如圖5-2所示）；在手工調整元件布局過程中，可選擇“Components”（元件）作為瀏覽對象；在手工調整布線過程中，可選擇“Nets”（節(jié)點）作為瀏覽對象；在元件組管理操作（如在組內增加或刪除元件）過程中，可選擇“ComponentClasses”（元件組）作為瀏覽對象；在節(jié)點組管理操作（如在組內增加或刪除節(jié)點）過程中，可選擇“NetClasses”（節(jié)點組）作為瀏覽對象；而在瀏覽、糾正設計錯誤時，可選擇“Violations”（違反設計規(guī)則）作為瀏覽對象。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺PCB編輯器內工具欄的位置也可移動，例如將鼠標移到工具欄上的空白位置，按下鼠標左鍵不放，移動鼠標器，即可調整工具欄位置。當工具欄移到工作區(qū)內時就會自動變成“工具窗”；反之，將“工具窗”移到工作區(qū)邊框時又會自動變成工具欄。在Protel99SEPCB編輯器中，單擊“Design”菜單下的“Options…”命令，在“Options(選項)”標簽窗口內，選擇英制（單位為mil，即1/1000英寸）或公制（單位為mm）作為長度計量單位，彼此之間的換算關系如下：2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺1mil=0.0254mm10mil=0.254mm100mil=2.54mm1000mil(1英寸)=25.4mm2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.3手工設計單面印制板——Protel99SEPCB基本操作

為了便于理解PCB編輯器的基本概念,掌握PCB設計的基本操作方法，下面以手工設計如圖2-35所示電路的印制板為例，介紹Protel99SEPCB印制板編輯器的基本操作。圖2-35所示電路很簡單，元件數量少，完全可以使用單面板，元件尺寸不大，電路板尺寸暫取2000×1500mil（相當于50.8×38.1mm）。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.3.1工作參數的設置與電路板尺寸規(guī)劃

1．設置工作層

執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出“DocumentOptions”(文檔選項)窗內，單擊“Layers”標簽（如圖5-5所示），選擇工作層。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-5選擇

PCB編輯器的工作層2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

各層含義如下：（1）SignalLayers（信號層）Protel99SEPCB編輯器最多支持8個信號層，其中：●

Top(頂層)，即元件面，是元器件主要安裝面。在單面板中不能在元件面內布線，只有在雙面或多面板中才允許在元件面內進行少量布線。在單面板中，由于元件面內沒有印制導線，表面封裝元件只能安裝在焊錫面內；而在多面板中，包括表面封裝元件在內的所有元件，應盡可能安裝在元件面上，只有在特殊情況下，才考慮在焊錫面上安裝表面封裝元件。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺●

Bottom(底層)，即焊錫面，主要用于布線。焊錫面是單面板中唯一可用的布線層，同時也是雙面、多面板主要布線層。

Mid1～Mid6是中間信號層，主要用于放置信號線。只有多層電路板才需要在中間信號層內布線（對于雙面板來說，圖5-5中將不出現(xiàn)中間信號層）。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（2）InternalPlane(內電源/地線層)Protel99/99SEPCB編輯器最多支持4個內電源/地線層，主要用于放置電源/地線網絡。在4層以上電路板中，信號層內需要與電源或地線相連的印制導線可通過元件引腳焊盤或過孔與內電源/地線層相連，極大地減少了電源/地線的連線長度。另一方面，在多層電路板中，能充分利用內地線層對電路板中容易產生輻射或受干擾部位進行屏蔽，電磁兼容性指標容易達到要求。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（3）Mechanical(機械層)

機械層沒有電氣特性，主要用于放置電路板上一些關鍵部位的注標尺寸信息、印制板邊框以及電路板生產過程中所需的對準孔。打印時往往與其他層套疊打印，以便對準。

Protel99SE允許同時使用4個機械層，但一般只需使用1～2個機械層。例如，將對準孔、印制板邊框等放在機械層4（mech4）內（打印時，一般需要與其他層套疊打印，以便對準）；而注標尺寸、注釋文字等放在機械層1內，打印時不一定要套疊打印。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（4）DrillLayers(鉆孔層)

該層主要用于繪制鉆孔圖以及孔位信息。（5）Silkscreen(絲印層)

通過絲網印刷方式將元件外形、序號以及其他說明文字印制在元件面或焊錫面上，以方便電路板生產過程的插件（包括表面封裝元件的貼片）以及日后產品的維修操作。絲印層一般放在頂層（Top），但對于故障率較高、需要經常維修的電子產品，如電視機、計算機顯示器、打印機等的主機板在元件面和焊錫面內均可設置絲印層。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（6）

SolderMask(阻焊層)

設置阻焊層的目的是為了防止波峰焊接時，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。（7）PasteMask（焊錫膏層）設置焊錫膏層的目的是為了便于貼片式元器件的安裝。隨著集成電路技術的飛速發(fā)展，電子產品體積越來越小，集成電路芯片傳統(tǒng)封裝方式，如雙列直插式（DIP）、單列直插式（SIP）、PLCC、引腳網格陣列（PGA）等芯片封裝方式已明顯不適應電子產品小型化、微型化要求。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

（8）Other(其他)

圖5-5中的“Other”設置框包括了：

KeepOutLayer，即禁止布線層。

MultiLayer，即多個導電層的簡稱。

VisibleGrid，可視柵格線（點）開/關。

PadHoles，焊盤孔顯示開/關。

ViaHoles，金屬化過孔的孔徑顯示開/關。

Conne，“飛線”顯示開/關。DRCError，設計規(guī)則檢查開/關。該選項被“選中”時，在移動或放置元件、印制導線、焊盤、過孔等導電圖形操作過程中，相鄰元件封裝圖外輪廓線，如圖5-6(a)所示，小于元件安全間距時；或相鄰的導電圖形（印制導線、焊盤、過孔、敷銅區(qū)或填充區(qū)）間距，如圖5-6(b)所示，小于導電圖形安全間距時，則元件或與導電圖形相連的導線、焊盤等顯示為綠色，提示這兩個元件或導電圖形間距小于設定值。圖5-6安全間距2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺2.設置可視柵格大小及格點鎖定距離執(zhí)行“Design”菜單下的“Options”命令，并在彈出的“DocumentOptions”(文檔選項)窗內，單擊“Options”標簽（如圖5-7所示），選擇可視元件最小間距、柵格形狀、以及鎖定格點距離等。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-7設置PCB編輯區(qū)可視格點大小2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

可視格點形狀可以選擇線點（Dot，點）或（Line，線）形式。格點鎖定距離為10mil，電氣格點自動搜索范圍缺省時為8mil。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，可將格點鎖定距離設為10mil，相應地電氣格點自動搜索范圍設為4mil。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

格點鎖定距離（Snap）的選擇與最小布線寬度及間距有關，例如當最小布線寬度為d1,最小布線間距為d2時，可將格點鎖定距離設為（d1+d2）,這樣連線時，可保證最小線間距為d2。測量單位可以選擇公制（Metric）或英制（Imperial）。選擇公制時所有尺寸以mm為單位；選擇英制時，以mil作單位。盡管我國采用公制，長度單位用mm，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。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺3.選擇工作層、焊盤、過孔等在屏幕上的顯示顏色工作層、焊盤、過孔等在屏幕上的顏色可以采用系統(tǒng)給定的缺省設置。在缺省狀態(tài)下，元件面為紅色，焊錫面為藍色。執(zhí)行“Tools”菜單下的“Preferences”命令，并在彈出的“Preferences”(特性選項)窗內，單擊“Color”標簽，如圖5-8所示，即可重新設置各工作層、焊盤、過孔等的顯示顏色。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-8設置各層、焊盤、過孔等在屏幕上的顯示顏色2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

將鼠標移到相應工作層顏色框內，單擊左鍵，即可調出“ChooseColor”（顏色選擇）配置窗，單擊其中某一顏色后，再單擊“OK”按鈕關閉即可。單擊“DefautsColors”（缺?。┌粹o，即恢復所有工作層的缺省色；單擊“ClassicColors”按鈕，即可按系統(tǒng)最佳配置設定工作層的顏色。

4．選擇光標形狀、移動方式等執(zhí)行“Tools”菜單下的“Preferences”命令，并在彈出的“Preferences”(特性選項)窗內，單擊“Options”標簽（如圖5-9所示），即可重新設置光標形狀、屏幕自動更新方式等。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-9設置光標形狀、移動方式2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

(1)

Editing（編輯設置）

SnapToCenter：對準中心，缺省時處于禁止狀態(tài)。

ExtendSelection：允許/禁止同時存在多個選擇框，缺省時處于允許狀態(tài)。

RemoveDuplicate：禁止/允許自動刪除重復元件。

ConfirmGlobal：當該項處于選中狀態(tài)時，修改操作對象前將給出提示信息。

RotationStep：設置旋轉操作的旋轉角，缺省時為90度。

CursorType：光標形狀。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

(2)

AutoPan屏幕自動移動方式設置

●

Style:選擇屏幕自動移動方式。

●

StepSize：定義移動步長。

(3)

PCB在線功能設置

●

OnlineDRC：允許/禁止“設計規(guī)則”在線檢查。

●

AutomaticallyRemoval：自動清除回路布線。選中該項時，在手工調整布線操作過程中，在兩電氣節(jié)點間重新連線后，PCB會自動刪除原來的連線。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

(4)

顯示方式設置單擊圖5-8中的“Display”(顯示)標簽，選擇顯示方式顯示方式選項較多，比較重要且常需要重新設定的有：

●

HighlightinFull：設置選取圖元高亮度顯示是否充滿整個屏幕。

●

UseNetColorForHighlight設置是否使用網絡顏色顯示高亮度圖元。

SingleLayerMode：設置是否只顯示當前工作層。

●

RedrawLayer：重新繪制工作層。

●

TransparentLayer：設置透明顯示模式。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

5.3.2元件封裝庫的裝入

PCB元件封裝圖形庫存放在“DesignExplorer99SE\Library\PCB”文件夾內三個不同的子目錄下，其中GenericFootprints文件夾存放了通用元件封裝圖，Connectors文件夾存放了連接類元件封裝圖，IPCFootprints文件夾內存了表面安裝元件的封裝圖。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

常用元器件封裝圖形存放在DesignExplorer99SE\Library\PCB\GenericFootprints\ADVPCB.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：

(1)

擊“BrowsePCB”按鈕，進入PCB編輯界面；在PCB編輯器窗口內，單擊“Browse”(瀏覽)窗內的下拉按鈕，選擇“Libraries”（元件封裝圖形庫）作為瀏覽對象。（2）如果元件庫列表窗內沒有列出所需元件封裝圖形庫，如PCBFootprints.LIB，可單擊“Add/Remove”按鈕。在如圖5-2所示的“PCBLibraries”窗口內，不斷單擊“搜尋(I)”2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

下拉列表窗內目錄，將DesignExplorer99SESE\Library\PCB\GenericFootprints目錄作為當前搜尋目錄，在PCB庫文件列表窗內，尋找并單擊相應的庫文件包，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”鍵退出如圖5-10所示的“PCBLibraries”窗。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-10PCBLibraries管理窗口2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(3)在元件庫列表窗內，找出并單擊“PCBFootprints.LIB”，將它作為當前元件封裝圖形庫，庫內的元件封裝圖形即顯示在“Components”（元件列表）窗內,如圖5-2所示。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、相對位置及外輪廓形狀、尺寸等部分組成，圖5-11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。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-11元件常見封裝圖舉例2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5.3.3畫圖工具的使用裝入元件封裝圖形庫，設置工作層及有關參數后，不斷單擊主工具欄內的“放大”按鈕，適當放大編輯區(qū)，然后就可以在編輯區(qū)內放置元件和連線。1．

放置元件手工放置元件操作與后面介紹的元件手工布局操作要領相同，先確定電路中核心或對放置位置有特殊要求的元件位置。在2-35所示電路中，首先放置的元件應該是9013三極管，序號為Q101，假設封裝形式為TO-92A。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在PCB99SE編輯器中，放置元件的操作過程如下：

(1)

單擊“畫圖”工具欄內的“放置元件”工具，在圖5-12所示窗內，直接輸入元件的封裝形式、序號和注釋信息。封裝形式和序號不能省略，可在“注釋信息”文本盒內輸入元件的型號，如“9013”或元件的大小，如“51”、“1k”等。但注釋信息并不必需，有時為了保密，故意不給出元件型號、大小，或制版時隱藏注釋信息。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-12放置元件對話窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

如果操作者不能確定元件的封裝形式，可單擊圖5-12中的“Browse”（瀏覽）按鈕。單擊“Browse”按鈕后，將出現(xiàn)如圖5-13所示對話窗。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-13瀏覽元件封裝形式2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

在元件列表窗內單擊不同元件（或按鍵盤上的上、下光標控制鍵），即可迅速觀察到庫內元件的封裝圖，找到指定元件后，單擊“Close”按鈕關閉瀏覽窗口，返回圖5-12所示的放置元件對話窗。（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，如同5-14所示2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-14處于浮動狀態(tài)的元件封裝圖2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(3)

移動光標，將元件移到適當位置后，單擊鼠標左鍵固定即可。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的操作過程基本相同，在元件未固定前，可按如下按鍵調整方向：

空格鍵：旋轉元件的方向。

X鍵：使元件關于X對稱。

Y鍵：使元件關于Y對稱。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(這里需要說明是：在PCB編輯器中，盡管可以通過X、Y鍵使處于激活狀態(tài)的元件關于左右或上下對稱，但一般不能進行對稱操作，否則可能造成元件無法安裝。)Tab鍵，進入元件屬性對話窗，以便修改元件序號、注釋信息等內容。元件屬性對話窗如圖5-15所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-15元件屬性對話窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

用同樣方法將電阻R101～R104封裝圖（假設封裝形式為AXIAL0.5）、電容C101～C103的封裝圖（假設封裝形式為RB.2/.4）放在三極管Q101附近，如圖5-16所示。

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圖5-16放置元件后

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺2.連線前的準備——進一步調整元件位置手工布局操作只是大致確定了各元件的相對位置，布線（無論是手工連線還是自動布線）操作前，需要進一步調整元件位置，使元件在印制板上的排列滿足下列要求：

(1)

導線與導線、引腳焊盤之間距離大于安全間距(即最小間距)。執(zhí)行“Design”(設計)菜單下的“Rule…”命令，在如圖5-17所示窗口內設置安全間距。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-17安全間距設置2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(2)

根據電路板工作頻率選擇元件在電路板上的排列方式。元件在電路上的排列方式可大致分為三種：不規(guī)則排列、坐標排列和坐標格排列，如圖5-20所示。圖5-20元件排列方式

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(3)布線或連線前，所有引腳焊盤必須位于柵格點上，使連線與焊盤之間的夾角為135度或180度，以保證連線與元件引腳焊盤連接處的電阻最小。操作方法：執(zhí)行Tools菜單下的“AlignComponents\MoveToGrid…”（移到柵格點）命令，將所有元件引腳焊盤移到柵格點上。調整結果如圖5-21所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-21調整元件位置后2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

3.放置印制導線對于手工編輯來說，完成了元件位置的精確調整后，就可以進入布線操作；對于自動布線來說，完成了元件位置的精確調整后，就可以進入預布線操作。手工布線操作過程如下：（1）

選擇布線層：在PCB編輯器窗口下已打開的工作層列表中，單擊印制導線放置層。對于單面板來說，只能在BottomLayer，即焊錫面上連線。（2）執(zhí)行Design菜單下的“Rules…”命令，單擊“Routing”標簽，再單擊“RulesClasses”（規(guī)則類別）選項框內的“WidthConstraint”（布線寬度），即可顯示線寬設定狀態(tài)，如圖5-22所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-22導線寬度設置2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

線寬適用范圍一般是Board（即可整個電路板），如果最小線寬與最大線寬相同，可單擊圖5-22中的“Properties”按鈕，進入線寬設置對話窗，如圖5-23所示。在最大、最小值窗口內分別輸入最大線寬和最小線寬，并確定適用范圍后，單擊“Ok”按鈕返回圖5-22窗口。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-23最大和最小線寬度設置2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(3)

在圖5-19所示窗口內，找出并單擊“RoutingCorners”(布線轉角規(guī)則)，顯示當前布線轉角方式，如圖5-24所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-24布線轉角方式

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(4)

移動光標到印制導線轉折點，單擊左鍵固定，再移動光標到印制導線的終點，單擊左鍵固定，再單擊右鍵終止（但這時仍處于連線狀態(tài)，可以繼續(xù)放置其他印制導線。當需要取消連線操作時，必須再單擊右鍵或按下Esc鍵返回），即可畫出一條印制導線，如圖5-26所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-26在焊錫面上繪制的一條導線2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺4.焊盤焊盤也稱為連接盤，與元件相關，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，作為少量飛線、電源/地線或輸入/輸出信號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Protel99SEPCB編輯器中，元件引腳焊盤的大小、形狀均可重新設置。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

焊盤形狀可以是：圓形、長方形、長圓形、橢圓、八角形等，如圖5-28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，因為在環(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；在高密度布線情況下，常采用圓形或方形焊盤。

2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-28常用焊盤形狀2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

對于DIP封裝的集成電路芯片來說，引腳間距為100mil，在缺省狀態(tài)下，焊盤外徑為50mil，即1.27mm，引線孔徑為28mil，即0.71mm，當需要在引腳間走一條連線時，最小線寬可取20mm，即0.508mm，這時印制導線與焊盤之間的最小距離為15mil。在高密度布線情況下,當最小線寬為10mil,最小間距也是10mil時,可以在引腳間走兩條印制導線。焊盤直徑與引線孔標準尺寸如表5-3所示：2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺表5-3最小焊盤直徑與引線孔直徑關系(單位：mm)引線孔直徑

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1.21.21.51.82.02.53.03.54.02025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

對于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（一般均采用標準尺寸的螺絲、螺帽）。為了使印制導線與焊盤、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、過孔與導線連接處放置淚滴焊盤或淚滴過孔。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

下面以在圖5-26中增加電源/地線連接盤、輸入/輸出信號連接盤為例，介紹放置、編輯焊盤的操作方法:(1)單擊“放置工具”欄內的“焊盤”工具，然后按下Tab鍵，激活“PadProperties”（焊盤屬性）選項設置窗，如圖5-29所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖5-29焊盤屬性設置窗2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺X-Size、Y-Size的大小決定了焊盤的外形尺寸。

Shape：焊盤形狀。

HoleSize：焊盤引線孔直徑。

Layer：對于單面板來說，焊盤可以放在“BottomLayer”（焊錫面）上，也可以放在“MultiLayer”（多層）上，但在雙面、多層板中，焊盤只能放在MultiLayer層上，使所有打開的信號層上均出現(xiàn)焊盤。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺(2)

移動光標到指定位置后，單擊左鍵固定即可。重復焊盤放置操作，即可連續(xù)放置其他的焊盤，結果如圖5-30所示。在放置焊盤操作過程中，焊盤的中心必須位于與它相連的印制導線中心上，否則不能保證焊盤與印制導線之間可靠連接。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺圖5-30放置了三個焊盤后的結果2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺5.過孔在雙面或多層印制電路板中，通過金屬化“過孔”使不同層上的印制圖形實現(xiàn)電氣連接。放置過孔的操作方法與焊盤相同。單擊“放置工具”欄內的“過孔”工具，然后按下Tab鍵，即可激活“ViaProperties”（過孔屬性）設置框，如圖5-31所示。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

圖5-31過孔屬性設置框2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺Diameter：過孔外徑。

HoleSize：過孔內徑。對于只作貫穿連接而不需要安裝元件的金屬化過孔，孔徑尺寸可以小一些，但必須大于板厚的1/3，否則加工困難。

StartLayer、EndLayer：定義連接層，缺省時是元件面到焊錫面（這適合于雙面板），在多層板中應根據實際情況選定。但一般情況下，盡量避免使用盲孔。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

6.畫電路邊框單擊PCB編輯器窗口下工作層列表欄內的“MechanicalLayer4”，將機械層4（MechanicalLayer4）作為當前工作層，然后利用“畫線”工具在機械層4內畫出電路板的邊框。值得注意的是邊框線與元件引腳焊盤最短距離不能小于2mm(一般取5mm較合理)，否則下料困難。2025/1/6電子線路CAD實用教程——基于Protel99SE平臺

7.利用“圓弧”、“畫線”工具畫出對準孔單擊PCB編輯器窗口下的Mech4，將機械層（MechanicalLayer4）作為當前工作層，然后利用“圓弧”工具在