PCB抄板、PCB設(shè)計(jì)、PCB改板的基本步驟

1、PCB 抄板、 PCB 設(shè)計(jì)、 PCB 改板的基本步驟PCB 設(shè)計(jì)之步驟一:PCB 抄板電路板抄板的先期工作1、利用原理圖設(shè)計(jì)工具繪制原理圖,并且生成對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表。當(dāng)然,有些 特殊情況下, 如電路版比較簡(jiǎn)單, 已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進(jìn)行原理圖 的設(shè)計(jì),直接進(jìn)入 PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng),在 PCB 設(shè)計(jì)系統(tǒng)中,可以直接取用零件封裝, 人工生成網(wǎng)絡(luò)表。2、 手工更改網(wǎng)絡(luò)表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤定義到與它相 通的網(wǎng)絡(luò)上,沒(méi)任何物理連接的可定義到地或保護(hù)地等。將一些原理圖和 PCB 封裝庫(kù)中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和 PCB 封裝庫(kù)中的一致,特別是 二、三極管等。PCB

2、設(shè)計(jì)之步驟二:畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫(kù)建議將自己所畫的器件都放入一個(gè)自己建立的 PCB 庫(kù)專用設(shè)計(jì)文件。PCB 設(shè)計(jì)之步驟三:設(shè)置 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境和繪制印刷電路板的版框含中間的鏤空等 1、進(jìn)入 PCB 抄板系統(tǒng)后的第一步就是設(shè)置 PCB 設(shè)計(jì)環(huán)境,包括設(shè)置格點(diǎn)大 小和類型, 光標(biāo)類型, 版層參數(shù), 布線參數(shù)等等。 大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認(rèn) 值,而且這些參數(shù)經(jīng)過(guò)設(shè)置之后,符合個(gè)人的習(xí)慣,以后無(wú)須再去修改。2、規(guī)劃印刷電路板,主要是確定電路板的邊框,包括電路版的尺寸大小等 等。在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤。對(duì)于 3mm 的螺絲可用 6.5 8mm 的外徑和 3.23.5mm

3、 內(nèi)徑的焊盤對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或 PCB izard 中調(diào) 入。注意:在繪制電路板地邊框前,一定要將當(dāng)前層設(shè)置成 Keep Out層,即禁 止布線層。PCB 設(shè)計(jì)之步驟四:打開所有要用到的 PCB 抄板庫(kù)文件后,調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修 改零件封裝這一步是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié), 網(wǎng)絡(luò)表是 PCB 自動(dòng)布線的靈魂, 也是原理圖 設(shè)計(jì)與印象電路版設(shè)計(jì)的接口,只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后,才能進(jìn)行電路版的布線。 在原理圖設(shè)計(jì)的過(guò)程中, ERC 檢查不會(huì)涉及到零件的封裝問(wèn)題。因此,原理圖設(shè) 計(jì)時(shí), 零件的封裝可能被遺忘, 在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò)表時(shí)可以根據(jù)設(shè)計(jì)情況來(lái)修改或補(bǔ)充 零件的封裝。當(dāng)然,可以直接在 PCB 內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)

4、表,并且指定零件封裝。PCB 設(shè)計(jì)之步驟五:布置電路板抄板零件封裝的位置,也稱零件布局Protel99可以進(jìn)行自動(dòng)布局 , 也可以進(jìn)行手動(dòng)布局。如果進(jìn)行自動(dòng)布局,運(yùn) 行 "Tools" 下面的 "Auto Place",用這個(gè)命令, 你需要有足夠的耐心。 布線的關(guān)鍵 是布局, 多數(shù)設(shè)計(jì)者采用手動(dòng)布局的形式。 用鼠標(biāo)選中一個(gè)元件, 按住鼠標(biāo)左鍵 不放,拖住這個(gè)元件到達(dá)目的地,放開左鍵,將該元件固定。 Protel99在布局 方面新增加了一些技巧。 新的交互式布局選項(xiàng)包含自動(dòng)選擇和自動(dòng)對(duì)齊。 使用自 動(dòng)選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件, 然后旋轉(zhuǎn)、 展開

5、和整理成組, 就可 以移動(dòng)到板上所需位置上了。 當(dāng)簡(jiǎn)易的布局完成后, 使用自動(dòng)對(duì)齊方式整齊地展 開或縮緊一組封裝相似的元件。提示:在自動(dòng)選擇時(shí),使用 Shift+X或 Y 和 Ctrl+X或 Y 可展開和縮緊選定 組件的 X 、 Y 方向。注意:零件布局, 應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)散熱、 電磁干擾、 將來(lái)布線的方便性等方面綜 合考慮。 先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件, 并鎖定這些器件, 然后是大的占位置的 器件和電路的核心元件,再是外圍的小元件。PCB 抄板之步驟六:根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整然后將全部器件鎖定假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實(shí)驗(yàn)板的布線區(qū)。對(duì)于大板 子, 應(yīng)在中間多加固定螺絲孔。 板上有

6、重的器件或較大的接插件等受力器件邊上 也應(yīng)加固定螺絲孔, 有需要的話可在適當(dāng)位置放上一些測(cè)試用焊盤, 最好在原理 圖中就加上。 將過(guò)小的焊盤過(guò)孔改大, 將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定義到地或 保護(hù)地等。放好后用 VIEW3D 功能察看一下實(shí)際效果,存盤。PCB 設(shè)計(jì)之步驟七:PCB 改板布線規(guī)則設(shè)置布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個(gè)規(guī)范 (象使用層面、 各組線寬、 過(guò)孔間距、 布線的拓 樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則,可通過(guò) Design-Rules 的 Menu 處從其它板導(dǎo)出后,再導(dǎo)入 這塊板這個(gè)步驟不必每次都要設(shè)置,按個(gè)人的習(xí)慣,設(shè)定一次就可以。選 Design-Rules 一般需要重新設(shè)置以下幾點(diǎn) :1、安全間

7、距 (Routing標(biāo)簽的 Clearance Constraint它規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線焊盤過(guò)孔等之間必須保持的距離。 一般板子可 設(shè)為 0.254mm ,較空的板子可設(shè)為 0.3mm ,較密的貼片板子可設(shè)為 0.2-0.22mm , 極少數(shù)印板加工廠家的生產(chǎn)能力在 0.1-0.15mm ,假如能征得他們同意你就能設(shè) 成此值。 0.1mm 以下是絕對(duì)禁止的。2、走線層面和方向(Routing 標(biāo)簽的 Routing Layers此處可設(shè)置使用的走線層和每層的主要走線方向。 請(qǐng)注意貼片的單面板只用 頂層, 直插型的單面板只用底層, 但是多層板的電源層不是在這里設(shè)置的 (可以 在 Desig

8、n-Layer Stack Manager中,點(diǎn)頂層或底層后,用 Add Plane 添加,用 鼠標(biāo)左鍵雙擊后設(shè)置,點(diǎn)中本層后用 Delete 刪除,機(jī)械層也不是在這里設(shè)置 的(可以在 Design-Mechanical Layer 中選擇所要用到的機(jī)械層,并選擇是否 可視和是否同時(shí)在單層顯示模式下顯示。機(jī)械層 1 一般用于畫板子的邊框;機(jī)械層 3 一般用于畫板子上的擋條等機(jī)械結(jié)構(gòu)件;機(jī)械層 4 一般用于畫標(biāo)尺和注釋等,具體可自己用 PCB Wizard 中導(dǎo)出一 個(gè) PCAT 結(jié)構(gòu)的板子看一下3、過(guò)孔形狀(Routing 標(biāo)簽的 Routing Via Style它規(guī)定了手工和自動(dòng)布線時(shí)自動(dòng)

9、產(chǎn)生的過(guò)孔的內(nèi)、 外徑, 均分為最小、 最大 和首選值,其中首選值是最重要的,下同。4、走線線寬(Routing 標(biāo)簽的 Width Constraint它規(guī)定了手工和自動(dòng)布線時(shí)走線的寬度。 整個(gè)板范圍的首選項(xiàng)一般取 0.2-0. 6mm ,另添加一些網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)組(Net Class的線寬設(shè)置,如地線、 +5 伏電源 線、交流電源輸入線、功率輸出線和電源組等。網(wǎng)絡(luò)組可以事先在 Design-Netl ist Manager中定義好,地線一般可選 1mm 寬度,各種電源線一般可選 0.5-1mm 寬度,印板上線寬和電流的關(guān)系大約是每毫米線寬允許通過(guò) 1安培的電流,具 體可參看有關(guān)資料。當(dāng)線徑首選

10、值太大使得 SMD 焊盤在自動(dòng)布線無(wú)法走通時(shí),它會(huì)在進(jìn)入到 SMD 焊盤處自動(dòng)縮小成最小寬度和焊盤的寬度之間的一段走線, 其中 Board 為對(duì)整個(gè)板的線寬約束,它的優(yōu)先級(jí)最低,即布線時(shí)首先滿足網(wǎng)絡(luò) 和網(wǎng)絡(luò)組等的線寬約束條件。下圖為一個(gè)實(shí)例5、敷銅連接形狀的設(shè)置(Manufacturing 標(biāo)簽的 Polygon Connect Style 建議用 Relief Connect 方式導(dǎo)線寬度 Conductor Width 取 0.3-0.5mm 4 根導(dǎo)線 45 或 90 度。其余各項(xiàng)一般可用它原先的缺省值, 而象布線的拓樸結(jié)構(gòu)、 電源層的間距和 連接形狀匹配的網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度等項(xiàng)可根據(jù)需要設(shè)置。選

11、 Tools-Preferences ,其中 Options 欄的 Interactive Routing 處選 Pu sh Obstacle (遇到不同網(wǎng)絡(luò)的走線時(shí)推擠其它的走線, Ignore Obstacle為穿 過(guò), Avoid Obstacle 為攔斷模式并選中 Automatically Remove (自動(dòng)刪除 多余的走線 。 Defaults 欄的 Track 和 Via 等也可改一下, 一般不必去動(dòng)它們。 在不希望有走線的區(qū)域內(nèi)放置 FILL 填充層, 如散熱器和臥放的兩腳晶振下 方所在布線層,要上錫的在 Top 或 Bottom Solder 相應(yīng)處放 FILL 。布線規(guī)則

12、設(shè)置也是印刷電路版設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之一,需要豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。PCB 設(shè)計(jì)之步驟八:印刷電路板自動(dòng)布線和手工調(diào)整1、點(diǎn)擊菜單命令 Auto Route/Setup 對(duì)自動(dòng)布線功能進(jìn)行設(shè)置選中除了 Add Testpoints 以外的所有項(xiàng),特別是選中其中的 Lock All Pr e-Route 選項(xiàng), Routing Grid 可選 1mil 等。 自動(dòng)布線開始前 PROTEL 會(huì)給你一 個(gè)推薦值可不去理它或改為它的推薦值,此值越小板越容易 100%布通,但布線 難度和所花時(shí)間越大。2、點(diǎn)擊菜單命令 Auto Route/All 開始自動(dòng)布線假如不能完全布通則可手工繼續(xù)完成或 UNDO 一次 (千萬(wàn)

13、不要用撤消全部布 線功能, 它會(huì)刪除所有的預(yù)布線和自由焊盤、 過(guò)孔 后調(diào)整一下布局或布線規(guī)則, 再重新布線。完成后做一次 DRC ,有錯(cuò)則改正。布局和布線過(guò)程中,若發(fā)現(xiàn)原理 圖有錯(cuò)則應(yīng)及時(shí)更新原理圖和網(wǎng)絡(luò)表, 手工更改網(wǎng)絡(luò)表 (同第一步 , 并重裝網(wǎng) 絡(luò)表后再布。3、對(duì)布線進(jìn)行手工初步調(diào)整需加粗的地線、 電源線、 功率輸出線等加粗, 某幾根繞得太多的線重布一下, 消 除部分不必要的過(guò)孔,再次用 VIEW3D 功能察看實(shí)際效果。手工調(diào)整中可選 Too ls-Density Map 查看布線密度,紅色為最密,黃色次之,綠色為較松,看完后 可按鍵盤上的 End 鍵刷新屏幕。紅色部分一般應(yīng)將走線調(diào)整得

14、松一些,直到變 成黃色或綠色。PCB 設(shè)計(jì)之步驟九:切換到單層顯示模式下 (點(diǎn)擊菜單命令 Tools/Preferences, 選中對(duì)話框中 Display 欄的 Single Layer Mode將每個(gè)布線層的線拉整齊和美觀。手工調(diào)整時(shí)應(yīng)經(jīng)常做 DRC ,因?yàn)橛袝r(shí)候有 些線會(huì)斷開而你可能會(huì)從它斷開處中間走上好幾根線, 快完成時(shí)可將每個(gè)布線層 單獨(dú)打印出來(lái), 以方便改線時(shí)參考, 其間也要經(jīng)常用 3D 顯示和密度圖功能查看。 最后取消單層顯示模式,存盤。PCB 設(shè)計(jì)之步驟十:如果器件需要重新標(biāo)注可點(diǎn)擊菜單命令 Tools/Re-Annotate 并選擇好方向后,按 OK 鈕。并回原理圖中選 To

15、ols-Back Annotate 并選擇好新生成的那個(gè) *.WAS 文件后, 按 OK 鈕。 原理圖中有些標(biāo)號(hào)應(yīng)重新拖放以求美觀, 全部調(diào)完并 DRC 通過(guò)后, 拖放所有絲印層的字符到合適位置。注意字符盡量不要放在元件下面或過(guò)孔焊盤上面。 對(duì)于過(guò)大的字符可適當(dāng)縮 小, DrillDrawing 層可按需放上一些坐標(biāo)(Place-Coordinate 和尺寸(Pl ace-Dimension 。最后再放上印板名稱、 設(shè)計(jì)版本號(hào)、 公司名稱、 文件首次加工日期、 印板文 件名、 文件加工編號(hào)等信息 (請(qǐng)參見第五步圖中所示。 并可用第三方提供的程 序來(lái)加上圖形和中文注釋如 BMP2PCB.EXE

16、和宏勢(shì)公司 ROTEL99 和 PROTEL99SE 專用 PCB 漢字輸入程序包中的 FONT.EXE 等。PCB 設(shè)計(jì)之步驟十一:對(duì)所有過(guò)孔和焊盤補(bǔ)淚滴補(bǔ)淚滴可增加它們的牢度,但會(huì)使板上的線變得較難看。順序按下鍵盤的 S 和 A 鍵(全選,再選擇 Tools-Teardrops ,選中 General 欄的前三個(gè),并選 Add 和 Track 模式,如果你不需要把最終文件轉(zhuǎn)為 PROTEL 的 DOS 版格式文件 的話也可用其它模式,后按 OK 鈕。完成后順序按下鍵盤的 X 和 A 鍵(全部不 選中。對(duì)于貼片和單面板一定要加。PCB 設(shè)計(jì)之步驟十二:放置覆銅區(qū)將設(shè)計(jì)規(guī)則里的安全間距暫時(shí)改為

17、 0.5-1mm 并清除錯(cuò)誤標(biāo)記,選 Place-Po lygon Plane 在各布線層放置地線網(wǎng)絡(luò)的覆銅 (盡量用八角形, 而不是用圓弧來(lái) 包裹焊盤。最終要轉(zhuǎn)成 DOS 格式文件的話,一定要選擇用八角形。下圖即為 一個(gè)在頂層放置覆銅的設(shè)置舉例:設(shè)置完成后,再按 OK 扭,畫出需覆銅區(qū)域的邊框,最后一條邊可不畫,直 接按鼠標(biāo)右鍵就可開始覆銅。 它缺省認(rèn)為你的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間始終用一條直線相 連,電路頻率較高時(shí)可選 Grid Size 比 Track Width 大,覆出網(wǎng)格線。相應(yīng)放置其余幾個(gè)布線層的覆銅,觀察某一層上較大面積沒(méi)有覆銅的地方, 在其它層有覆銅處放一個(gè)過(guò)孔, 雙擊覆銅區(qū)域內(nèi)任一點(diǎn)

18、并選擇一個(gè)覆銅后, 直接 點(diǎn) OK ,再點(diǎn) Yes 便可更新這個(gè)覆銅。幾個(gè)覆銅多次反復(fù)幾次直到每個(gè)覆銅層都 較滿為止。將設(shè)計(jì)規(guī)則里的安全間距改回原值。PCB 設(shè)計(jì)之步驟十三:最后再做一次 DRC選擇其中 Clearance Constraints Max/Min Width Constraints Short C ircuit Constraints 和 Un-Routed Nets Constraints 這幾項(xiàng),按 Run DRC 鈕,有錯(cuò)則改正。全部正確后存盤。PCB 設(shè)計(jì)之步驟十四:對(duì)于支持 PROTEL99SE 格式(PCB4.0加工的廠家可在觀 看文檔目錄情況下,將這個(gè)文件導(dǎo)出為一

19、個(gè) *.PCB 文件;對(duì)于支持 PROTEL99 格 式(PCB3.0加工的廠家,可將文件另存為 PCB 3.0 二進(jìn)制文件,做 DRC 。通過(guò) 后不存盤退出。 在觀看文檔目錄情況下, 將這個(gè)文件導(dǎo)出為一個(gè) *.PCB 文件。 由 于目前很大一部分廠家只能做 DOS 下的 PROTEL AUTOTRAX 畫的板子,所以以下 這幾步是產(chǎn)生一個(gè) DOS 版 PCB 文件必不可少的:1、將所有機(jī)械層內(nèi)容改到機(jī)械層 1,在觀看文檔目錄情況下,將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo) 出為 *.NET 文件,在打開本 PCB 文件觀看的情況下,將 PCB 導(dǎo)出為 PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的 *.PCB

20、 文件。2 、 用 PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打開 PCB 文件, 選擇文件菜單中的另 存為,并選擇 Autotrax 格式存成一個(gè) DOS 下可打開的文件。3、 用 DOS 下的 PROTEL AUTOTRAX 打開這個(gè)文件。 個(gè)別字符串可能要重新拖 放或調(diào)整大小。上下放的全部?jī)赡_貼片元件可能會(huì)產(chǎn)生焊盤 X-Y 大小互換的情 況, 一個(gè)一個(gè)調(diào)整它們。 大的四列貼片 IC 也會(huì)全部焊盤 X-Y 互換, 只能自動(dòng)調(diào) 整一半后,手工一個(gè)一個(gè)改,請(qǐng)隨時(shí)存盤,這個(gè)過(guò)程中很容易產(chǎn)生人為錯(cuò)誤。 P ROTEL DOS 版可是沒(méi)有 UNDO 功能的。 假如你先前布了覆銅并選擇了用圓弧來(lái)包 裹焊盤, 那么現(xiàn)在所有的網(wǎng)絡(luò)基本上都已相連了, 手工一個(gè)一個(gè)刪除和修改這些 圓弧是非常累的, 所以前面推薦大家一定要用八角形來(lái)包裹焊盤。 這些都完成后, 用前面導(dǎo)出的網(wǎng)絡(luò)表作 DRC Route 中的 Separation Setup , 各項(xiàng)值應(yīng)比 WINDO WS 版下