最新印制电路板的设计 (2)ppt课件.ppt
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1、设计印制电路板的大致步骤可以用下设计印制电路板的大致步骤可以用下面的流程图图面的流程图图5-1来表示。来表示。 铜膜线:铜膜线:简称导线,是敷铜经腐蚀后形成简称导线,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。的设计都是围绕如何布置导线来完成的。飞线:飞线:用来表示连接关系的线。它只表示焊盘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
2、。飞线是时可起引导作用,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。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路板中有无飞线来大致判断电路板是否已完成布线。布线。焊盘、过孔:焊盘、过孔:焊盘(焊盘(Pad)的作用是放置
3、、)的作用是放置、连接导线和元件引脚。过孔(连接导线和元件引脚。过孔(Via)的主)的主要作用是实现不同板层间的电气连接。过要作用是实现不同板层间的电气连接。过孔主要有孔主要有3种。种。 穿透式过孔(穿透式过孔(Through):从顶层一直):从顶层一直打到底层的过孔。打到底层的过孔。 半盲孔(半盲孔(Blind):从顶层遇到某个中间):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层的过孔,或者是从某个中间层通到底层的过孔。的过孔。 盲孔(盲孔(Buried):只在中间层之间导通,):只在中间层之间导通,而没有穿透到顶层或底层的过孔。而没有穿透到顶层或底层的过孔。单面板:单面板:电路
4、板一面敷铜,另一面没有敷电路板一面敷铜,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,但只适用于比放置元件。单面板成本低,但只适用于比较简单的电路设计。较简单的电路设计。双面板:双面板:电路板的两面都敷铜,所以两面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。的电路,应用也最为广泛。多层板:多层板:不但可以在电路板
5、的顶层和底层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。设计更加复杂的电路。长度单位及换算:长度单位及换算:Protel 99 SE 的的PCB编编辑器支持英制(辑器支持英制(mil)和公制()和公制(mm)两种)两种长度计量单位。它们的换算关系是:长度计量单位。它们的换算关系是:100mils=2.54mm(其中(其中1000mils=1Inches)。)。执行菜单命令【执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实现这两种单位之间
6、的相互转换。也就能实现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键可以按快捷键Q进行转换。转换后工作区进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度信息的单位都会转坐标的单位和其他长度信息的单位都会转换为换为mm(或(或mil)。)。安全间距:安全间距:进行印刷电路板的设计时,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,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(这个距离称之为安全间距(Clearance)。)。Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层提供了若干不同类型的工作层面,包括信号
7、层(面,包括信号层(Signal layers)、内部)、内部电源电源/接地层(接地层(Internal plane layers)、机)、机械层(械层(Mechanical layers)、阻焊层)、阻焊层(Solder mask layers)、锡膏防护层)、锡膏防护层( P a s t e m a s k l a y e r s ) 、 丝 印 层) 、 丝 印 层(Silkscreen layers)、钻孔位置层()、钻孔位置层(Drill Layers)和其他工作层面()和其他工作层面(Others)。)。下面介绍各工作层面的功能。下面介绍各工作层面的功能。信号层主要是用来放置元件(
8、顶层和信号层主要是用来放置元件(顶层和底层)和导线的。底层)和导线的。 内部电源内部电源/接地层主要用来放置电源接地层主要用来放置电源线和地线。线和地线。 机械层一般用于放置有关制板和装配机械层一般用于放置有关制板和装配方法的信息。方法的信息。 阻焊层有阻焊层有2个个Top Solder Mask(顶层(顶层阻焊层)和阻焊层)和Bottom Solder(底层阻焊层),(底层阻焊层),用于在设计过程中匹配焊盘,并且是自动用于在设计过程中匹配焊盘,并且是自动产生的。产生的。 锡膏防护层的作用与阻焊层相似,锡膏防护层的作用与阻焊层相似,但在使用但在使用“hot re-flow”(热对流)技(热对流
9、)技术安装术安装SMD元件时,锡膏防护层用来元件时,锡膏防护层用来建立阻焊层的丝印。建立阻焊层的丝印。 丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放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。置元件的编号或其他文本信息。 钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息,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。该层是自动计算的。Protel 99 SE提供提供Drill guide和和Drill drawing两个钻孔层。两个钻孔层。禁止布线层用于定义放置元件和布线禁止布线层用于定义放置元件和布线区域的。区域的。 多层代表信号层,任何放置在多层上多层代表信号层,任何放置在多层上的元件会
10、自动添加到所在信号层上,所以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。地放置到所有的信号层上。 用于显示违反设计规则检查的信息。用于显示违反设计规则检查的信息。该层用于显示元件、焊盘和过孔等对该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线。象之间的电气连线。设置方法可以执行菜单命令【设置方法可以执行菜单命令【Design】/【Option】,出现【】,出现【Document Option】对话框,选择其中的【对话框,选择其中的【Layers】标签即可】标签即可进入工作层面设置对话框,如图进入工作层面设置
11、对话框,如图5-7所示。所示。 进入【进入【Option】选项卡,结果如】选项卡,结果如图图5-8所示。在该选项卡中可对【所示。在该选项卡中可对【Grid】(栅格)、【(栅格)、【Electrical Grid】(电气】(电气栅格)、【栅格)、【Measurement】(计量单位)】(计量单位)等选项进行设定。等选项进行设定。 执行菜单命令【执行菜单命令【Design】/【Layer Stack Manager】,在屏幕上弹出如图】,在屏幕上弹出如图5-9所示的工作层面管理对话框。所示的工作层面管理对话框。 执行菜单命令【执行菜单命令【Design】/【Mechanical Layers】,弹
12、出如图】,弹出如图5-11所示的机械层设所示的机械层设置对话框,单击【置对话框,单击【Mechanical】复选框,】复选框,可打开机械层,并可设置机械层名称等参可打开机械层,并可设置机械层名称等参数。数。设置完信号层、内部电源设置完信号层、内部电源/接地层和接地层和机械层后,设置工作层面对话框变为如图机械层后,设置工作层面对话框变为如图5-12所示。所示。 所谓规划电路板,就是根据电路的规所谓规划电路板,就是根据电路的规模以及公司或制造商的要求,具体确定所模以及公司或制造商的要求,具体确定所需制作电路板的物理外形尺寸和电气边界。需制作电路板的物理外形尺寸和电气边界。电路板规划的原则是在满足公
13、司或制造商电路板规划的原则是在满足公司或制造商的要求的前提下,尽量美观且便于后面的的要求的前提下,尽量美观且便于后面的布线工作。布线工作。首先设定当前的工作层面为【首先设定当前的工作层面为【Keep Out Layer】。单击下方的】。单击下方的【KeepOutLayer】标签即可将当前的工】标签即可将当前的工作层面切换到作层面切换到Keep Out Layer层面,如图层面,如图5-13所示。在该层面上确定电路板的电气所示。在该层面上确定电路板的电气边界位置。边界位置。 规划好电路板后,接着就是要装入网规划好电路板后,接着就是要装入网络表和元件。网络表和元件是同时装入的。络表和元件。网络表和
14、元件是同时装入的。网络表与元件的装入过程,实际上就是将网络表与元件的装入过程,实际上就是将原理图设计的数据装入印制电路板的设计原理图设计的数据装入印制电路板的设计系统系统PCB的过程。的过程。 一、利用设计同步器装入网络表和元件的一、利用设计同步器装入网络表和元件的具体操作步骤如下。具体操作步骤如下。在原理图编辑器中执行菜单命令在原理图编辑器中执行菜单命令【Design】/【Update PCB】,出现如图】,出现如图5-17所示的对话框。所示的对话框。二、利用原理图生成的网络表文件装入网二、利用原理图生成的网络表文件装入网络表和元件。络表和元件。生成网络表的方法,可以在原理图的设计生成网络表
15、的方法,可以在原理图的设计的工作环境下,执行菜单命令【的工作环境下,执行菜单命令【Design】/【Create Netlist】,可以看到随后会出】,可以看到随后会出现网络表文件现网络表文件“*.net”。在利用网络表文件装入网络表和元件在利用网络表文件装入网络表和元件时,可以在时,可以在PCB编辑器中执行菜单命令编辑器中执行菜单命令【Design】/【Load Nets】,出现如图】,出现如图5-22所示的装入网络表的对话框。所示的装入网络表的对话框。 Protel 99 SE提供了强大的元件自动提供了强大的元件自动布局的功能,可以通过程序算法自动将元布局的功能,可以通过程序算法自动将元件
16、分开,放置在规划好的电路板电气范围件分开,放置在规划好的电路板电气范围内。元件自动布局的实现方法可以执行菜内。元件自动布局的实现方法可以执行菜单命令【单命令【Tppls】/【Auto Placement】/【Auto Placer】,出现如图】,出现如图5-27所示的所示的对话框。对话框。 对话框中选项的定义如下。对话框中选项的定义如下。【Cluser Placer】:】:成组布局方式。成组布局方式。【Statistical Placer】:】:统计布局方式。统计布局方式。【Quick Component Placement】:】:快速元件布局。快速元件布局。 【Group Component
17、s】:该选项的功能】:该选项的功能是将当前网络中连接密切的元件归为一组。是将当前网络中连接密切的元件归为一组。排列时该组的元件将作为整体考虑,默认排列时该组的元件将作为整体考虑,默认状态为选中。状态为选中。 【Rotate Component】:该选项的功能】:该选项的功能是根据当前网络连接与排列的需要使元件是根据当前网络连接与排列的需要使元件或元件组旋转方向。若未选中该选项则元或元件组旋转方向。若未选中该选项则元件将按原始位置放置。默认状态为选中。件将按原始位置放置。默认状态为选中。 【Power Nets】:电源网络名称。这里】:电源网络名称。这里将网络设定为将网络设定为“VCC”。 【G
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