電路板的設(shè)計(jì)ppt課件

1、5.1 印制電路板的設(shè)計(jì)步驟印制電路板的設(shè)計(jì)步驟5.2 創(chuàng)建創(chuàng)建PCB圖文件圖文件5.3 裝載元件庫裝載元件庫5.4 設(shè)置電路板工作層面設(shè)置電路板工作層面5.5 規(guī)劃電路板規(guī)劃電路板5.6 裝入網(wǎng)絡(luò)表與元件裝入網(wǎng)絡(luò)表與元件5.7 元元 件件 布布 局局5.8 自自 動動 布布 線線5.9 給電路板添加標(biāo)注給電路板添加標(biāo)注5.10 三三 維維 視視 圖圖5.11 PCB圖的打印輸出圖的打印輸出5.12 PCB圖的報(bào)表生成圖的報(bào)表生成設(shè)計(jì)印制電路板的大致步驟可以用下設(shè)計(jì)印制電路板的大致步驟可以用下面的流程圖圖面的流程圖圖5-15-1來表示。來表示。 開始 先期準(zhǔn)備工作 環(huán)境設(shè)置 電路板設(shè)置 引入網(wǎng)

2、絡(luò)表、修改封裝 元件布局 自動布線 手工調(diào)整布線 整體編輯 輸出打印 結(jié)束 圖5-1 印制電路板的設(shè)計(jì)步驟 新建一個新建一個PCB圖文件可以進(jìn)入設(shè)計(jì)文圖文件可以進(jìn)入設(shè)計(jì)文件夾件夾“【Document】”，執(zhí)行菜單命令，執(zhí)行菜單命令【File】/【New】或在工作區(qū)內(nèi)單擊鼠標(biāo)】或在工作區(qū)內(nèi)單擊鼠標(biāo)右鍵，選擇【右鍵，選擇【New】選項(xiàng)，會彈出如圖】選項(xiàng)，會彈出如圖5-2所示的選擇文件類型的對話框。所示的選擇文件類型的對話框。雙擊該對話框中的【雙擊該對話框中的【PCB DocumentPCB Document】圖標(biāo)，即可創(chuàng)建一個新的印制板電路圖文圖標(biāo)，即可創(chuàng)建一個新的印制板電路圖文件，默認(rèn)的文件名為

3、件，默認(rèn)的文件名為“PCB1.PCB”“PCB1.PCB”。在工。在工作窗口中該文件的圖標(biāo)上單擊、或在設(shè)計(jì)作窗口中該文件的圖標(biāo)上單擊、或在設(shè)計(jì)瀏覽器中該文件的文件名上雙擊鼠標(biāo)左鍵，瀏覽器中該文件的文件名上雙擊鼠標(biāo)左鍵，即可進(jìn)入如圖即可進(jìn)入如圖5-35-3所示的印制電路板編輯器。所示的印制電路板編輯器。 在瀏覽器的組合框中，選擇庫在瀏覽器的組合框中，選擇庫【Libraries】，如圖】，如圖5-4所示。所示。用鼠標(biāo)左鍵單擊【用鼠標(biāo)左鍵單擊【Add/Remove】按】按鈕，將出現(xiàn)如圖鈕，將出現(xiàn)如圖5-5所示的關(guān)于引入庫文件所示的關(guān)于引入庫文件的對話框。的對話框。 飛線：用來表示連接關(guān)系的線。它只表

4、示飛線：用來表示連接關(guān)系的線。它只表示焊盤之間有連接關(guān)系，是一種形式上的連焊盤之間有連接關(guān)系，是一種形式上的連接，并不具備實(shí)質(zhì)性的電氣連接關(guān)系。飛接，并不具備實(shí)質(zhì)性的電氣連接關(guān)系。飛線在手工布線時(shí)可起引導(dǎo)作用，從而方便線在手工布線時(shí)可起引導(dǎo)作用，從而方便手工布線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后生成的，手工布線。飛線是在引入網(wǎng)絡(luò)表后生成的，而飛線所指的焊盤間一旦完成實(shí)質(zhì)性的電而飛線所指的焊盤間一旦完成實(shí)質(zhì)性的電氣連接，則飛線自動消失。當(dāng)同一網(wǎng)絡(luò)中，氣連接，則飛線自動消失。當(dāng)同一網(wǎng)絡(luò)中，部分電氣連接斷開導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能完全連通部分電氣連接斷開導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)不能完全連通時(shí)，系統(tǒng)就又會自動產(chǎn)生飛線提示電路不時(shí)，系統(tǒng)就又會

5、自動產(chǎn)生飛線提示電路不通。利用飛線的這一特點(diǎn)，可以根據(jù)電路通。利用飛線的這一特點(diǎn)，可以根據(jù)電路板中有無飛線來大致判斷電路板是否已完板中有無飛線來大致判斷電路板是否已完成布線。成布線。焊盤、過孔：焊盤焊盤、過孔：焊盤Pad的作用是放置、的作用是放置、連接導(dǎo)線和元件引腳。過孔連接導(dǎo)線和元件引腳。過孔Via的主的主要作用是實(shí)現(xiàn)不同板層間的電氣連接。過要作用是實(shí)現(xiàn)不同板層間的電氣連接。過孔主要有孔主要有3種。種。 穿透式過孔穿透式過孔Through）：從頂層一）：從頂層一直打到底層的過孔。直打到底層的過孔。 半盲孔半盲孔Blind）：從頂層遇到某個中間）：從頂層遇到某個中間層的過孔，或者是從某個中間層

6、通到底層層的過孔，或者是從某個中間層通到底層的過孔。的過孔。 盲孔盲孔Buried）：只在中間層之間導(dǎo)通，）：只在中間層之間導(dǎo)通，而沒有穿透到頂層或底層的過孔。而沒有穿透到頂層或底層的過孔。單面板：電路板一面敷銅，另一面沒有敷單面板：電路板一面敷銅，另一面沒有敷銅，敷銅的一面用來布線及焊接，另一面銅，敷銅的一面用來布線及焊接，另一面放置元件。單面板成本低，但只適用于比放置元件。單面板成本低，但只適用于比較簡單的電路設(shè)計(jì)。較簡單的電路設(shè)計(jì)。雙面板：電路板的兩面都敷銅，所以兩面雙面板：電路板的兩面都敷銅，所以兩面都可以布線和放置元件，頂面和底面之間都可以布線和放置元件，頂面和底面之間的電氣連接是靠

7、過孔實(shí)現(xiàn)的。由于兩面都的電氣連接是靠過孔實(shí)現(xiàn)的。由于兩面都可以布線，所以雙面板適合設(shè)計(jì)比較復(fù)雜可以布線，所以雙面板適合設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的電路，應(yīng)用也最為廣泛。的電路，應(yīng)用也最為廣泛。多層板：不但可以在電路板的頂層和底層多層板：不但可以在電路板的頂層和底層布線，還可以在頂層和底層之間設(shè)置多個布線，還可以在頂層和底層之間設(shè)置多個可以布線的中間工作層面。用多層板可以可以布線的中間工作層面。用多層板可以設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的電路。設(shè)計(jì)更加復(fù)雜的電路。長度單位及換算：長度單位及換算：Protel 99 SE 的的PCB編編輯器支持英制輯器支持英制mil和公制和公制mm兩種兩種長度計(jì)量單位。它們的換算關(guān)系是：長度計(jì)量

8、單位。它們的換算關(guān)系是：100mils=2.54mm其中其中1000mils=1Inches）。）。 執(zhí)行菜單命令【執(zhí)行菜單命令【View】/【Toggle Units】就能實(shí)現(xiàn)這兩種單位之間的相互轉(zhuǎn)】就能實(shí)現(xiàn)這兩種單位之間的相互轉(zhuǎn)換。也可以按快捷鍵換。也可以按快捷鍵Q進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換后工作區(qū)坐標(biāo)的單位和其他長度信息的單位工作區(qū)坐標(biāo)的單位和其他長度信息的單位都會轉(zhuǎn)換為都會轉(zhuǎn)換為mm或或mil）。）。安全間距：進(jìn)行印刷電路板的設(shè)計(jì)時(shí)，安全間距：進(jìn)行印刷電路板的設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免導(dǎo)線、過孔、焊點(diǎn)及元件的相互為了避免導(dǎo)線、過孔、焊點(diǎn)及元件的相互干擾，必須使它們之間留出一定的距離，干擾，必

9、須使它們之間留出一定的距離，這個距離稱之為安全間距這個距離稱之為安全間距Clearance）。）。工作層面工作層面Others）。）。下面介紹各工作層面的功能。下面介紹各工作層面的功能。1信號層信號層Signal layers）信號層主要是用來放置元件頂層和信號層主要是用來放置元件頂層和底層和導(dǎo)線的。底層和導(dǎo)線的。 2內(nèi)部電源內(nèi)部電源/接地層接地層Internal plane layers）內(nèi)部電源內(nèi)部電源/接地層主要用來放置電源接地層主要用來放置電源線和地線。線和地線。 用于在設(shè)計(jì)過程中匹配焊盤，用于在設(shè)計(jì)過程中匹配焊盤，并且是自動產(chǎn)生的。并且是自動產(chǎn)生的。計(jì)算的。計(jì)算的。Protel 99

10、 SE提供提供Drill guide和和Drill drawing兩個鉆孔兩個鉆孔層。層。過孔快速地放置到所有的信號過孔快速地放置到所有的信號層上。層上。焊盤和過孔等對象之間的電氣焊盤和過孔等對象之間的電氣連線。連線。7所示。所示。進(jìn)入【進(jìn)入【OptionOption】選項(xiàng)卡，結(jié)果如】選項(xiàng)卡，結(jié)果如圖圖5-85-8所示。在該選項(xiàng)卡中可對【所示。在該選項(xiàng)卡中可對【GridGrid】（柵格）、【（柵格）、【Electrical GridElectrical Grid】（電】（電氣柵格）、【氣柵格）、【MeasurementMeasurement】（計(jì)量單】（計(jì)量單位等選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)定。位等選項(xiàng)進(jìn)行設(shè)定

11、。 /工作層面對話框變?yōu)槿鐖D工作層面對話框變?yōu)槿鐖D5-12所所示。示。所謂規(guī)劃電路板，就是根據(jù)電路的規(guī)所謂規(guī)劃電路板，就是根據(jù)電路的規(guī)模以及公司或制造商的要求，具體確定所模以及公司或制造商的要求，具體確定所需制作電路板的物理外形尺寸和電氣邊界。需制作電路板的物理外形尺寸和電氣邊界。電路板規(guī)劃的原則是在滿足公司或制造商電路板規(guī)劃的原則是在滿足公司或制造商的要求的前提下，盡量美觀且便于后面的的要求的前提下，盡量美觀且便于后面的布線工作。布線工作。首先設(shè)定當(dāng)前的工作層面為【首先設(shè)定當(dāng)前的工作層面為【Keep Keep Out LayerOut Layer】。單擊下方的】。單擊下方的【KeepOutL

12、ayerKeepOutLayer】標(biāo)簽即可將當(dāng)前的工作】標(biāo)簽即可將當(dāng)前的工作層面切換到層面切換到Keep Out LayerKeep Out Layer層面，如圖層面，如圖5-5-1313所示。在該層面上確定電路板的電氣邊所示。在該層面上確定電路板的電氣邊界位置。界位置。 規(guī)劃好電路板后，接著就是要裝入網(wǎng)規(guī)劃好電路板后，接著就是要裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件。網(wǎng)絡(luò)表和元件是同時(shí)裝入的。絡(luò)表和元件。網(wǎng)絡(luò)表和元件是同時(shí)裝入的。網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入過程，實(shí)際上就是將網(wǎng)絡(luò)表與元件的裝入過程，實(shí)際上就是將原理圖設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)裝入印制電路板的設(shè)計(jì)原理圖設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)裝入印制電路板的設(shè)計(jì)系統(tǒng)系統(tǒng)PCBPCB的過程。的過程。 一、

13、利用設(shè)計(jì)同步器裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件的一、利用設(shè)計(jì)同步器裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件的具體操作步驟如下。具體操作步驟如下。在原理圖編輯器中執(zhí)行菜單命令在原理圖編輯器中執(zhí)行菜單命令【Design】/【Update PCB】，出現(xiàn)如圖】，出現(xiàn)如圖5-17所示的對話框。所示的對話框。二、利用原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表文件裝入網(wǎng)二、利用原理圖生成的網(wǎng)絡(luò)表文件裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件。絡(luò)表和元件。 生成網(wǎng)絡(luò)表的方法，可以在原理圖的生成網(wǎng)絡(luò)表的方法，可以在原理圖的設(shè) 計(jì) 的 工 作 環(huán) 境 下 ， 執(zhí) 行 菜 單 命 令設(shè) 計(jì) 的 工 作 環(huán) 境 下 ， 執(zhí) 行 菜 單 命 令【Design】/【Create Netlist】，可以看】，

14、可以看到隨后會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表文件到隨后會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)表文件“*”。在利用網(wǎng)絡(luò)表文件裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件在利用網(wǎng)絡(luò)表文件裝入網(wǎng)絡(luò)表和元件時(shí)，可以在時(shí)，可以在PCB編輯器中執(zhí)行菜單命令編輯器中執(zhí)行菜單命令【Design】/【Load Nets】，出現(xiàn)如圖】，出現(xiàn)如圖5-22所示的裝入網(wǎng)絡(luò)表的對話框。所示的裝入網(wǎng)絡(luò)表的對話框。 出現(xiàn)如圖出現(xiàn)如圖5-27所示的對話框。所示的對話框。對話框中選項(xiàng)的定義如下。對話框中選項(xiàng)的定義如下。【Cluser Placer】：】：成組布局方式。成組布局方式?！維tatistical Placer】：】：統(tǒng)計(jì)布局方式。統(tǒng)計(jì)布局方式。【Quick Component Placemen

15、t】：】：快速元件布局?？焖僭季?。 【Group Components】：該選項(xiàng)的功能】：該選項(xiàng)的功能是將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中連接密切的元件歸為一組。是將當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中連接密切的元件歸為一組。排列時(shí)該組的元件將作為整體考慮，默認(rèn)排列時(shí)該組的元件將作為整體考慮，默認(rèn)狀態(tài)為選中。狀態(tài)為選中。 【Rotate Component】：該選項(xiàng)的功能】：該選項(xiàng)的功能是根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接與排列的需要使元件是根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)連接與排列的需要使元件或元件組旋轉(zhuǎn)方向。若未選中該選項(xiàng)則元或元件組旋轉(zhuǎn)方向。若未選中該選項(xiàng)則元件將按原始位置放置。默認(rèn)狀態(tài)為選中。件將按原始位置放置。默認(rèn)狀態(tài)為選中。 【Power Nets】：電源網(wǎng)絡(luò)名

16、稱。這里】：電源網(wǎng)絡(luò)名稱。這里將網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為將網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為“VCC”。 【Ground Nets】：接地網(wǎng)絡(luò)名稱。這】：接地網(wǎng)絡(luò)名稱。這里將接地網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為里將接地網(wǎng)絡(luò)設(shè)定為“GND”。 【Grid Size】：設(shè)置元件自動布局時(shí)格】：設(shè)置元件自動布局時(shí)格點(diǎn)的間距大小。點(diǎn)的間距大小。 （3數(shù)字電路部分與模擬電路部分盡數(shù)字電路部分與模擬電路部分盡可能分開?？赡芊珠_。（4特殊元件的布局要根據(jù)不同元件特殊元件的布局要根據(jù)不同元件的特點(diǎn)進(jìn)行合理布局。的特點(diǎn)進(jìn)行合理布局。 （5應(yīng)留出電路板的安裝孔和支架孔應(yīng)留出電路板的安裝孔和支架孔以及其他有特殊安裝要求的元件的安裝以及其他有特殊安裝要求的元件的安裝位置等。位

17、置等。 自動布線是指自動布線是指Protel 99 SEProtel 99 SE程序根據(jù)程序根據(jù)用戶設(shè)定的有關(guān)布線參數(shù)和布線規(guī)則，按用戶設(shè)定的有關(guān)布線參數(shù)和布線規(guī)則，按照一定的算法，依照網(wǎng)絡(luò)表所指定的連接照一定的算法，依照網(wǎng)絡(luò)表所指定的連接關(guān)系，自動在各個元件之間進(jìn)行連線，從關(guān)系，自動在各個元件之間進(jìn)行連線，從而完成印刷電路板的布線工作。而完成印刷電路板的布線工作。 Net頁面用于網(wǎng)絡(luò)分類，頁面用于網(wǎng)絡(luò)分類，Component頁面用于元件分類，頁面用于元件分類，F(xiàn)rom-To頁面用于點(diǎn)頁面用于點(diǎn)到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的分類，到點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)的分類，Pad用于焊盤的分類。用于焊盤的分類。 Add：增加新的分類。：增加

18、新的分類。Edit：編輯已存在的分類。：編輯已存在的分類。Delete：刪除已存在的分類。：刪除已存在的分類。Select：按指定的分類選擇電路板圖：按指定的分類選擇電路板圖中屬于該分類的對象。中屬于該分類的對象。 自動布線的參數(shù)包括布線層面、布線自動布線的參數(shù)包括布線層面、布線優(yōu)先級別、布線的寬度、布線的拐角模式、優(yōu)先級別、布線的寬度、布線的拐角模式、過孔孔徑類型、尺寸等，這些參數(shù)設(shè)定后，過孔孔徑類型、尺寸等，這些參數(shù)設(shè)定后，自動布線就會依據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行自動布線。自動布線就會依據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行自動布線。因而，自動布線的成敗在很大程度上與參因而，自動布線的成敗在很大程度上與參數(shù)的設(shè)置有關(guān)。數(shù)的設(shè)

19、置有關(guān)。 15mil。所示的窗口。所示的窗口。對話框中的各項(xiàng)設(shè)置說明如下。對話框中的各項(xiàng)設(shè)置說明如下。1Router Passes選項(xiàng)區(qū)域選項(xiàng)區(qū)域Router Passes區(qū)域包含區(qū)域包含5個復(fù)選框。個復(fù)選框?！綧emory】復(fù)選框：即采用內(nèi)存?！繌?fù)選框：即采用內(nèi)存模式的布線策略。式的布線策略。 【Fan Out Used SMD Pins】復(fù)選框：】復(fù)選框：適用于適用于SMD焊盤，采用這種布線方案，將焊盤，采用這種布線方案，將從從SMD焊盤引出一段銅膜線，并在銅膜線焊盤引出一段銅膜線，并在銅膜線未端放置一個過孔未端放置一個過孔 ?！綪attern】復(fù)選框：在自動布線過程中，】復(fù)選框：在自動布

20、線過程中，該布線方案有多種算法，每種算法對應(yīng)一該布線方案有多種算法，每種算法對應(yīng)一類模塊，是一種搜索式布線方法。類模塊，是一種搜索式布線方法?！維hape Router-Push and Shove】復(fù)選框：】復(fù)選框：推擠布線方式。推擠布線方式?！維hape Router-Rip Up】復(fù)選框：設(shè)置該】復(fù)選框：設(shè)置該項(xiàng)，能夠使布線器撤消發(fā)生間距沖突的走項(xiàng)，能夠使布線器撤消發(fā)生間距沖突的走線，并重新布線以消除間距沖突。線，并重新布線以消除間距沖突。 【Clean After Routing】復(fù)選框：在布線完畢后對電路復(fù)選框：在布線完畢后對電路板上的連線和焊盤進(jìn)行整理。板上的連線和焊盤進(jìn)行整理?！?/p>

21、Evenly Space Tracks】復(fù)選框：在焊】復(fù)選框：在焊盤之間均勻布線。盤之間均勻布線?！続dd Testpoints】復(fù)選框：在網(wǎng)絡(luò)上】復(fù)選框：在網(wǎng)絡(luò)上增加測試點(diǎn)。一般情況下不用設(shè)置測試增加測試點(diǎn)。一般情況下不用設(shè)置測試點(diǎn)。點(diǎn)?？梢愿鶕?jù)需要選擇最佳的方式?？梢愿鶕?jù)需要選擇最佳的方式。示的對話框，現(xiàn)在就可以設(shè)置一示的對話框，現(xiàn)在就可以設(shè)置一些參數(shù)了。些參數(shù)了。設(shè)計(jì)規(guī)則的檢測可以分為兩種結(jié)果：設(shè)計(jì)規(guī)則的檢測可以分為兩種結(jié)果：一種是報(bào)表一種是報(bào)表ReportReport輸出，可以產(chǎn)生檢輸出，可以產(chǎn)生檢測的結(jié)果報(bào)表；另一種是在線檢測測的結(jié)果報(bào)表；另一種是在線檢測On-On-LineLine

22、工具，也就是在布線的過程中對布工具，也就是在布線的過程中對布線規(guī)則進(jìn)行檢測，防止錯誤產(chǎn)生。線規(guī)則進(jìn)行檢測，防止錯誤產(chǎn)生。 【1 By Ascending X Then Ascending】：】：選擇該項(xiàng)時(shí)，從左下腳由下至上進(jìn)行重新選擇該項(xiàng)時(shí)，從左下腳由下至上進(jìn)行重新編號和標(biāo)注。編號和標(biāo)注。 【2 By Ascending X Then Descending】：】：選擇該項(xiàng)時(shí)，從左上腳由上至下進(jìn)行重新選擇該項(xiàng)時(shí)，從左上腳由上至下進(jìn)行重新編號和標(biāo)注。編號和標(biāo)注。 【3 By Ascending Y Then Ascending】：】：選擇該項(xiàng)時(shí)，從左下腳由左至右進(jìn)行重新選擇該項(xiàng)時(shí)，從左下腳由左至右進(jìn)行重新編號和標(biāo)注。編號和標(biāo)注。 【4 By Ascending Y Then Descending】：】：選擇該項(xiàng)時(shí)，從左上腳由右至左進(jìn)行重新選擇該項(xiàng)時(shí)，從左上腳由右至左進(jìn)行重新編號和標(biāo)注。編號和標(biāo)注。 【5 Name from Position】：選擇該項(xiàng)時(shí)，】：選擇該項(xiàng)時(shí)，元件自