第05章印刷电路板设计.ppt

第第 5章章 印制电路板的设计印制电路板的设计 5.1 印制电路板的设计步骤 5.2 创建 PCB图文件 5.3 装载元件库 5.4 设置电路板工作层面 5.5 规划电路板 5.6 装入网络表与元件 5.7 元 件 布 局 5.8 自 动 布 线 5.9 给电路板添加标注 5.10 三 维 视 图 5.11 PCB图的打印输出 5.12 PCB图的报表生成由 http://www.protel2004.com收集整理 5.1 印制电路板的设计步骤印制电路板的设计步骤 设计印制电路板的大致步骤可以用下 面的流程图图 5-1来表示。 由 http://www.protel2004.com收集整理 图 5-1 印制电路板的设计步骤 5.2 创建创建 PCB图文件图文件 新建一个 PCB图文件可以进入设计文 件夹 “【 Document】 ”，执行菜单命令 【 File】 /【 New】 或在工作区内单击鼠标右 键，选择 【 New】 选项，会弹出如图 5-2所 示的选择文件类型的对话框。 由 http://www.protel2004.com收集整理 双击该对话框中的 【 PCB Document 】 图标，即可创建一个新的印制板电路图 文件，默认的文件名为 “PCB1.PCB”。在 工作窗口中该文件的图标上单击、或在设 计浏览器中该文件的文件名上双击鼠标左 键，即可进入如图 5-3所示的印制电路板编 辑器。 由 http://www.protel2004.com收集整理 由 http://www.protel2004.com收集整理 5.3 装载元件库装载元件库 在浏览器的组合框中，选择库 【 Libraries 】 ，如图 5-4所示。 用鼠标左键单击 【 Add/Remove】 按 钮，将出现如图 5-5所示的关于引入库文件 的对话框。 由 http://www.protel2004.com收集整理 5.4 设置电路板工作层面设置电路板工作层面 ¿5.4.1 有关电路板的几个基本概念有关电路板的几个基本概念 铜膜线： 简称导线，是敷铜经腐蚀后形成 的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板 的设计都是围绕如何布置导线来完成的。 由 http://www.protel2004.com收集整理 飞线： 用来表示连接关系的线。它只表示焊盘 之间有连接关系，是一种形式上的连接，并不具 备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可 起引导作用，从而方便手工布线。飞线是在引入 网络表后生成的，而飞线所指的焊盘间一旦完成 实质性的电气连接，则飞线自动消失。当同一网 络中，部分电气连接断开导致网络不能完全连通 时，系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利 用飞线的这一特点，可以根据电路板中有无飞线 来大致判断电路板是否已完成布线。 由 http://www.protel2004.com收集整理 焊盘、过孔： 焊盘（ Pad）的作用是放置 、连接导线和元件引脚。过孔（ Via）的 主要作用是实现不同板层间的电气连接。 过孔主要有 3种。  穿透式过孔（ Through）：从顶层一直 打到底层的过孔。 由 http://www.protel2004.com收集整理  半盲孔（ Blind）：从顶层遇到某个中间 层的过孔，或者是从某个中间层通到底层 的过孔。  盲孔（ Buried）：只在中间层之间导通 ，而没有穿透到顶层或底层的过孔。 由 http://www.protel2004.com收集整理 单面板： 电路板一面敷铜，另一面没有敷 铜，敷铜的一面用来布线及焊接，另一面 放置元件。单面板成本低，但只适用于比 较简单的电路设计。 双面板： 电路板的两面都敷铜，所以两面 都可以布线和放置元件，顶面和底面之间 的电气连接是靠过孔实现的。由于两面都 可以布线，所以双面板适合设计比较复杂 的电路，应用也最为广泛。 由 http://www.protel2004.com收集整理 多层板： 不但可以在电路板的顶层和底层 布线，还可以在顶层和底层之间设置多个 可以布线的中间工作层面。用多层板可以 设计更加复杂的电路。 长度单位及换算： Protel 99 SE 的 PCB编 辑器支持英制（ mil）和公制（ mm）两种 长度计量单位。它们的换算关系是： 100mils=2.54mm（其中 1000mils=1Inches ）。 由 http://www.protel2004.com收集整理 执行菜单命令 【 View】 /【 Toggle Units】 就能实现这两种单位之间的相互转换。也 可以按快捷键 Q进行转换。转换后工作区 坐标的单位和其他长度信息的单位都会转 换为 mm（或 mil）。 安全间距： 进行印刷电路板的设计时 ，为了避免导线、过孔、焊点及元件的相 互干扰，必须使它们之间留出一定的距离 ，这个距离称之为安全间距（ Clearance） 。 由 http://www.protel2004.com收集整理 ¿5.4.2 工作层面的类型工作层面的类型 Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层 面，包括信号层（ Signal layers）、内部 电源 /接地层（ Internal plane layers）、机 械层（ Mechanical layers）、阻焊层（ Solder mask layers）、锡膏防护层（ Paste mask layers）、丝印层（ Silkscreen layers ）、钻孔位置层（ Drill Layers）和其他工 作层面（ Others）。 由 http://www.protel2004.com收集整理 下面介绍各工作层面的功能。  1．信号层（．信号层（ Signal layers）） 信号层主要是用来放置元件（顶层和 底层）和导线的。  2．内部电源．内部电源 /接地层（接地层（ Internal plane layers）） 内部电源 /接地层主要用来放置电源 线和地线。 由 http://www.protel2004.com收集整理  3．机械层．机械层 （（ Mechanical layers ）） 机械层一般用于放置有关制板和装配 方法的信息。  4．阻焊层．阻焊层 （（ Solder mask layers ）） 阻焊层有 2个 Top Solder Mask（顶层 阻焊层）和 Bottom Solder（底层阻焊层） ，用于在设计过程中匹配焊盘，并且是自 动产生的。  5．锡膏防护层．锡膏防护层 （（ Paste mask layers）） 锡膏防护层的作用与阻焊层相似 ，但在使用 “hot re-flow”（热对流）技 术安装 SMD元件时，锡膏防护层用来 建立阻焊层的丝印。 由 http://www.protel2004.com收集整理  6．丝印层（．丝印层（ Silkscreen layers ）） 丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放 置元件的编号或其他文本信息。  7．钻孔层（．钻孔层（ Drill layer）） 钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息 ，该层是自动计算的。 Protel 99 SE提供 Drill guide和 Drill drawing两个钻孔层。  8．禁止布线层．禁止布线层 （（ Keep Out Layer ）） 禁止布线层用于定义放置元件和布线 区域的。  9．多层（．多层（ Multi layers）） 多层代表信号层，任何放置在多层上 的元件会自动添加到所在信号层上，所以 可以通过多层，将焊盘或穿透式过孔快速 地放置到所有的信号层上。  10．． DRC错误层错误层 （（ DRC Errors ）） 用于显示违反设计规则检查的信息。  11．连接层（．连接层（ Connection）） 该层用于显示元件、焊盘和过孔等对 象之间的电气连线。 由 http://www.protel2004.com收集整理 ¿5.4.3 设置工作层面设置工作层面 设置方法可以执行菜单命令 【 Design 】 /【 Option】 ，出现 【 Document Option 】 对话框，选择其中的 【 Layers】 标签即 可进入工作层面设置对话框，如图 5-7所示 。 由 http://www.protel2004.com收集整理 进入 【 Option】 选项卡，结果如 图 5-8所示。在该选项卡中可对 【 Grid 】 （栅格）、 【 Electrical Grid】 （电 气栅格）、 【 Measurement】 （计量单 位）等选项进行设定。 由 http://www.protel2004.com收集整理  1．设置信号层和内部电源．设置信号层和内部电源 /接地层接地层 执行菜单命令 【 Design】 /【 Layer Stack Manager】 ，在屏幕上弹出如图 5-9 所示的工作层面管理对话框。 由 http://www.protel2004.com收集整理