印制电路板布线.ppt

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1、第第5 5章章 手工设计手工设计PCBPCB 手工设计步骤手工设计步骤 5.1 5.1 规划印制板规划印制板5.2 5.2 装载元件库装载元件库5.3 5.3 放置元件放置元件5.4 5.4 元件手工布局元件手工布局5.5 5.5 放置焊盘、过孔放置焊盘、过孔5.6 5.6 手工布线手工布线5.7 5.7 印制板输出印制板输出本章小结本章小结2021/9/171 手工设计手工设计PCBPCB是用户直接在是用户直接在PCBPCB软件中根据原理图进行手工软件中根据原理图进行手工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程，手工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程，手工设计的一般步骤

2、如下。设计的一般步骤如下。u 规划印制电路板规划印制电路板u 放置元件、焊盘、过孔等图件放置元件、焊盘、过孔等图件u 元件布局元件布局u 手工布线手工布线u 电路调整电路调整u 输出输出PCBPCB 以下采用阻容耦合放大电路为例介绍手工布线方法，电路以下采用阻容耦合放大电路为例介绍手工布线方法，电路样图如图样图如图5-15-1所示。所示。手工设计步骤手工设计步骤 2021/9/172图5-1 阻容耦合放大器2021/9/173 在在PCBPCB设计中，首先要规划印制板，即定义印制板的设计中，首先要规划印制板，即定义印制板的机械轮廓机械轮廓和和电气轮廓电气轮廓。u 印制板的印制板的机械轮廓机械轮

3、廓是指电路板的物理外形和尺寸，需要根据公是指电路板的物理外形和尺寸，需要根据公司和制造商的要求进行相应的规划。司和制造商的要求进行相应的规划。u 印制板的印制板的电气轮廓电气轮廓是指电路板上放置元件和布线的范围，电气是指电路板上放置元件和布线的范围，电气轮廓一般定义在禁止布线层上，是一个封闭的区域。轮廓一般定义在禁止布线层上，是一个封闭的区域。通常在一般的电路设计中仅规划通常在一般的电路设计中仅规划PCBPCB的的电气轮廓电气轮廓，本例中采用公，本例中采用公制规划，制规划，5.1 5.1 规划印制板规划印制板 2021/9/174具体步骤：具体步骤：u 设置单位制为公制设置单位制为公制(Met

4、ric)(Metric)u 将当前工作层设置为将当前工作层设置为Keep Out Keep Out LayerLayeru 从从工工作作区区的的左左下下角角开开始始，定定下下第一条边线第一条边线u 采采用用同同样样方方法法继继续续画画线线，绘绘制制一一个个尺尺寸寸为为50mm50mm50mm50mm的的闭闭合合边边框框，以以此此边边框框作作为为电电路路板板的的尺尺寸寸，放放置置元件和布线都要在此边框内部进行。元件和布线都要在此边框内部进行。2021/9/1755.2 5.2 装载元件库装载元件库 在在进进行行PCBPCB设设计计时时，必必须须先先设设置置好好元元件件所所在在的的元元件件库库，然

5、然后后才才能能从相应元件库中放置元件。从相应元件库中放置元件。1.1.设置元件库设置元件库 在在设设计计管管理理器器中中选选中中Browse Browse PCBPCB选选项项，在在BrowseBrowse下下拉拉列列表表框框中中选选择择LibrariesLibraries，将将其其设设置置为为元元件件库库浏浏览览器器。在在添添加加/删删除除库库对对话话框框中找到所需的库文件，并装入元件浏览器中。中找到所需的库文件，并装入元件浏览器中。印印制制板板库库文文件件位位于于Design Design Explorer99SELibraryPcbExplorer99SELibraryPcb目目录录下下

6、，常常用用的的印印制制板板库库文文件件是是Generic Generic FootprintFootprint文文件件夹夹中中的的Advpcb.ddbAdvpcb.ddb，本例中的元件均在该库中。本例中的元件均在该库中。2021/9/176 2.2.浏览元件图形浏览元件图形 打开了某个库文件后，元件库浏览器的打开了某个库文件后，元件库浏览器的LibraryLibrary栏内将出现其库中的元件栏内将出现其库中的元件库名，在库名，在ComponentComponent栏中显示此元件库中所有元件的封装名称。选中某个封装，栏中显示此元件库中所有元件的封装名称。选中某个封装，下方的监视器中将出现此元件封

7、装图。下方的监视器中将出现此元件封装图。若若觉觉得得监视监视器太小，可器太小，可单击单击元件元件库浏览库浏览器右下角的器右下角的BrowseBrowse按按钮钮，屏幕，屏幕弹弹出元件出元件浏览浏览窗口，窗口，进进行元件行元件浏览浏览，从中可以，从中可以获获得元件的封装得元件的封装图图，。，。2021/9/1775.3 5.3 放置元件放置元件 1.1.从元件库中直接放置从元件库中直接放置 从从元元件件浏浏览览器器中中选选中中元元件件后后，放放置置该该元元件件，由由元元件件属属性性对对话话框框，可可以以修修改改元件属性。元件属性。若若按按下下GlobalGlobal按按钮钮，可可以以进进行行全全

8、局局修修改改，方方法法与与SCH99SESCH99SE中中的的全全局局修修改改相同。相同。2021/9/178 2.2.通过菜单或相应按钮放置元件通过菜单或相应按钮放置元件 执执行菜行菜单单PlaceComponentPlaceComponent或或单击单击放置工具放置工具栏栏上按上按钮钮 ，参数设置完毕，参数设置完毕，放置元件。放置元件。放置元件后，系统提示继续放置，元件标号自动加放置元件后，系统提示继续放置，元件标号自动加1 1（如（如R2R2），此时可以继），此时可以继续放置元件。续放置元件。在禁止布线框中，根据原理图执行菜单在禁止布线框中，根据原理图执行菜单PlaceComponent

9、PlaceComponent，依次放置电阻，依次放置电阻AXIAL0.4AXIAL0.4，电解电容，电解电容RB.2/.4RB.2/.4和三极管和三极管TO-5TO-5。2021/9/1795.4 5.4 元件手工布局元件手工布局 元元件件放放置置完完毕毕，应应当当从从机机械械结结构构、散散热热、电电磁磁干干扰扰及及布布线线的的方方便便性性等等方方面面综综合合考考虑虑元元件件布布局局，在在布布局局时时除除了了要要考考虑虑元元件件的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号的位置。的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号的位置。1.1.手工移动元件手工移动元件u 用鼠标拖动用鼠标拖动u 使用使用Move

10、Move菜单下的命令移动元件菜单下的命令移动元件u 移动元件时拖动连线的设置移动元件时拖动连线的设置u 在在PCBPCB中快速定位元件中快速定位元件2021/9/1710 2.2.旋转元件方向旋转元件方向u选中元件，同时按选中元件，同时按键水平翻转键水平翻转u按按键垂直翻转键垂直翻转u按空格键进行旋转按空格键进行旋转 3.3.元件标注的调整元件标注的调整 元件标注文字一般要求排列要整齐，文字方向要一致，不能元件标注文字一般要求排列要整齐，文字方向要一致，不能将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。元件标将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上。元件标注的调整与元件的操作相似；

11、修改标注内容可直接双击该标注文注的调整与元件的操作相似；修改标注内容可直接双击该标注文字，在弹出的对话框中进行修改。字，在弹出的对话框中进行修改。2021/9/1711 4.3D 4.3D预览预览 执行执行ViewBoard in 3DViewBoard in 3D，或单击，或单击 按钮，对按钮，对PCBPCB进行进行3D3D预预览，产生览，产生3D3D预览文件，在图形左边的设计管理器的预览文件，在图形左边的设计管理器的DisplayDisplay区中，区中，拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转拖动视图小窗口的坐标轴可以任意旋转3D3D视图。视图。2021/9/17125.5 5.5 放置焊盘、

12、过孔放置焊盘、过孔 1.1.放置焊盘放置焊盘 焊焊盘盘有有穿穿透透式式的的，也也有有仅仅放放置置在在某某一一层层面面上上的的贴贴片片式式（主主要要用用于于表表面面封封装装元元件件），外外形形有有圆圆形形、正正方方形形和和正正八八边边形形等等。执执行行PlacePadPlacePad或或单单击击放放置置工工具具栏栏上上按按钮钮 ，进入放置焊盘状态。，进入放置焊盘状态。属性对话框中，属性对话框中，PropertiesProperties选项卡主选项卡主要设置要设置焊盘形状焊盘形状（ShapeShape）、）、大小大小（SizeSize）、）、所在层所在层（LayerLayer）、）、编号编号（De

13、signatorDesignator）、）、孔径孔径（Hole SizeHole Size）等，）等，AdvancedAdvanced选项卡主要设置选项卡主要设置焊盘所在的网络焊盘所在的网络、焊盘的电气类型焊盘的电气类型及及焊盘的钻孔壁是否要镀焊盘的钻孔壁是否要镀铜。铜。2021/9/1713 2.2.放置过孔放置过孔 过孔用于连接不同层上的印制导过孔用于连接不同层上的印制导线，执行菜单线，执行菜单PlaceViaPlaceVia或用单击放或用单击放置工具栏上按钮置工具栏上按钮 ，进入放置过孔，进入放置过孔状态，放下一个过孔后仍处于放置过状态，放下一个过孔后仍处于放置过孔状态，可继续放置过孔。

14、孔状态，可继续放置过孔。属性对话框中包括两个选项卡，属性对话框中包括两个选项卡，其中其中PropertiesProperties选项卡设置过孔直径、选项卡设置过孔直径、过孔钻孔直径、过孔所导通的层、过过孔钻孔直径、过孔所导通的层、过孔所在的网络等。孔所在的网络等。本例中由于是单面板设计，无须使用过孔。本例中由于是单面板设计，无须使用过孔。2021/9/17145.6 5.6 手工布线手工布线 布线就是用实际的印制导线连接元件。布线就是用实际的印制导线连接元件。布线方法有布线方法有手工布线手工布线和和自动布线自动布线两种。两种。5.6.1 5.6.1 手工布线手工布线 在布线时，应遵守信号线之间

15、一般不布在布线时，应遵守信号线之间一般不布直角（特别是高频状态下），电源线、地线直角（特别是高频状态下），电源线、地线要加粗等原则，合理地进行手工布线。要加粗等原则，合理地进行手工布线。1.1.为手工布线设置栅格为手工布线设置栅格 在进行手工布线时，如果栅格的设置不在进行手工布线时，如果栅格的设置不合理，布线可能出现锐角，或者印制导线无合理，布线可能出现锐角，或者印制导线无法连接到焊盘上，因此必须合理地设置捕获法连接到焊盘上，因此必须合理地设置捕获栅格尺寸。栅格尺寸。2021/9/1715 2.2.放置印制导线放置印制导线 导线可放置在任何工作层上，当放在信号层上时，具有电气特性，称为导线可放

16、置在任何工作层上，当放在信号层上时，具有电气特性，称为印印制导线制导线；当放置在其它层时，代表无电气特性的；当放置在其它层时，代表无电气特性的绘图标志线绘图标志线。单击小键盘上的单击小键盘上的键，将工作层切换到键，将工作层切换到Bottom LayerBottom Layer。执行菜单。执行菜单PlaceLinePlaceLine或单击放置工具栏上按钮或单击放置工具栏上按钮 ，进入放置印制导线状态。，进入放置印制导线状态。在放置印制导线过程中，同时按下在放置印制导线过程中，同时按下Shift+Shift+空格键，可以切换印制导线转空格键，可以切换印制导线转折方式，共有六种，分别是折方式，共有六

17、种，分别是4545度转折度转折、弧线转折弧线转折、9090度转折度转折、圆弧角转折圆弧角转折、任任意角度转折意角度转折和和1/41/4圆弧转折圆弧转折。2021/9/1716 3.3.设置手工布线的线宽设置手工布线的线宽 在在手手工工放放置置印印制制导导线线时时，系系统统默默认认的的线线宽宽是是10mil10mil，如如果果要要修修改改铜铜膜膜的宽度，可以在线宽设置对话框定义线宽和连线的工作层。的宽度，可以在线宽设置对话框定义线宽和连线的工作层。手手工工布布线线后后的的电电路路如如图图所所示示，其其中中印印制制导导线线的的线线宽宽设设置置为为1.5mm1.5mm，焊焊盘的直径为盘的直径为2mm

18、2mm。2021/9/1717 4.4.不同板层上的布线不同板层上的布线 多多层层板板中中，在在不不同同板板层层上上的的布布线线应应采采用用垂垂直直布布线线法法，即即一一层层采采用用水水平平布布线线，则则相相邻邻的的另另一一层层应应采采用用垂垂直直布布线线。在在绘绘制制电电路路板板时时，不不同同层层之之间间铜铜膜膜线线的的连连接依靠接依靠过过孔孔(金属化孔金属化孔)实现实现。具体步骤如下：具体步骤如下：在图示的在图示的A A点单击按钮点单击按钮 ，放置一个过孔。，放置一个过孔。连接元件焊盘连接元件焊盘4 4和过孔和过孔A A。将工作层切换到底层（将工作层切换到底层（Bottom LayerBo

19、ttom Layer），在），在A A点和自由焊盘点和自由焊盘O O之间放置之间放置一段印制导线，完成线路连接。一段印制导线，完成线路连接。2021/9/1718 5.5.编辑印制导线属性编辑印制导线属性 印制导线属性对话框中：印制导线属性对话框中：uWidthWidth：设置印制导线的线宽：设置印制导线的线宽uLayerLayer：设置印制导线所在层：设置印制导线所在层uNetNet：选择印制导线所属的网络：选择印制导线所属的网络uLockedLocked：设置铜膜是否锁定。：设置铜膜是否锁定。2021/9/1719 6.6.放置填充块放置填充块 在在印印制制板板设设计计中中，为为提提高高系

20、系统统的的抗抗干干扰扰性性，通通常常需需要要设设置置大大面面积积的的电电源源/地地线线区区域域，这这可可以以用用填填充充区区来来实实现现。填填充充方方式式有有矩矩形形和和多多边边形形两两种种，它它们们都都可以设置连接到指定的网络上。可以设置连接到指定的网络上。填填充充块块可可以以放放置置于于任任何何层层上上，若若放放置置在在信信号号层层上上，它它代代表表一一块块铜铜箔箔，具具有有电电气气特特性性，经经常常在在地地线线中中使使用用；若若放放置置在在非非信信号号层层上上，代代表表不不具具有有电电气气特特性的标志块。执行性的标志块。执行PlaceFillPlaceFill或单击放置工具栏上按钮或单击

21、放置工具栏上按钮 ，放置矩形块。，放置矩形块。2021/9/1720 7.7.放置多边形铺铜放置多边形铺铜 多边形铺铜对话框中各项参数含义如下。多边形铺铜对话框中各项参数含义如下。u Connect To NetConnect To Net：设置铺铜连接的网络，通常与地线连接。设置铺铜连接的网络，通常与地线连接。u Pour Over SamePour Over Same：设置当遇到相同网络的焊盘或印制导线时，直接覆盖过：设置当遇到相同网络的焊盘或印制导线时，直接覆盖过去。去。u Remove Dead CopperRemove Dead Copper：将删除死铜。所谓死铜，是指与任何网络不相

22、连的：将删除死铜。所谓死铜，是指与任何网络不相连的铜膜。铜膜。u Grid SizeGrid Size：设置多边形的栅格点间距，决定铺铜密度。设置多边形的栅格点间距，决定铺铜密度。u Track WidthTrack Width：设置线宽，当线宽小于栅格间距时，铺铜将为格子状，否则设置线宽，当线宽小于栅格间距时，铺铜将为格子状，否则为整片铺铜。为整片铺铜。u LayerLayer：设置铺铜所在层。设置铺铜所在层。u 90-Degree Hatch90-Degree Hatch：采用采用9090印制导线铺铜。印制导线铺铜。2021/9/1721u 45-Degree Hatch45-Degree

23、 Hatch：4545印制导线铺铜印制导线铺铜u Vertical HatchVertical Hatch：垂直的印制导线铺铜：垂直的印制导线铺铜u Horizontal HatchHorizontal Hatch：水平的印制导线铺铜：水平的印制导线铺铜u No HatchNo Hatch：中空方式铺铜：中空方式铺铜u Surround Pads WithSurround Pads With：设置铺铜包围焊盘的形式设置铺铜包围焊盘的形式 u Minimum Primitives SizeMinimum Primitives Size：设置印制导线的最短限制设置印制导线的最短限制2021/9/1

24、722 8.8.删除印制导线删除印制导线 在布线过程中，如果发现某段印制导线放置错误，可以用在布线过程中，如果发现某段印制导线放置错误，可以用鼠标单击该印制导线，然后按下键盘上的鼠标单击该印制导线，然后按下键盘上的键删除印制键删除印制导线。导线。如果想连续删除多个图件，可以执行菜单如果想连续删除多个图件，可以执行菜单EditDelete，屏幕出现十字光标，将光标移动到要删除的图件上，单击鼠标屏幕出现十字光标，将光标移动到要删除的图件上，单击鼠标左键删除当前图件，单击右键退出删除状态。左键删除当前图件，单击右键退出删除状态。2021/9/17235.6.2 5.6.2 布线中的其它常用操作布线中

25、的其它常用操作 1.1.放置尺寸标注放置尺寸标注 在在PCBPCB设设计计时时，出出于于方方便便制制板板过过程程的的考考虑虑，通通常常要要标标注注某某些些尺尺寸寸的的大大小小，一一般般尺尺寸寸标标注注放放置置在在丝丝网网层层上上，不不具具备电气特性。备电气特性。执执行行菜菜单单PlaceDimensionPlaceDimension或或单单击击放放置置工工具具栏栏上上按按钮钮 ，进进入入放放置置尺尺寸寸标标注注状状态态，尺尺寸寸标标示示两两点点之之间间距距离离由程序自动计算得出。由程序自动计算得出。2021/9/1724 2.2.放置字符串放置字符串 字字符符串串一一般般作作为为电电路路的的文

26、文字字说说明明，最最长长为为255255个字符，高度个字符，高度0.010.0110000mils10000mils。执执行行菜菜单单PlaceStringPlaceString或或单单击击放放置置工工具具栏栏上上按按钮钮 ，进进入入放放置置字字符符串串状状态态，对对话话框框中各项主要参数含义：中各项主要参数含义：uTextText：设置字符串的内容；设置字符串的内容；uHeightHeight：设置字符串的高度；设置字符串的高度；uWidthWidth：设置字符串笔画的粗细；设置字符串笔画的粗细；uFontFont：设置字符串的字体；设置字符串的字体；uMirrorMirror：设置字符串是

27、否镜像翻转。设置字符串是否镜像翻转。放放置置在在信信号号层层上上的的字字符符串串在在制制板板时时也也以以铜铜箔箔出出现现，故故放放置置时时应应注注意意不不能能与与同同层层上上的的印印制制导导线线相相连连，而而在在丝丝网网层层上上的的字字符符串串只只是是一一种种说说明明文文字字，以以丝丝网网状状态出现。态出现。2021/9/17255.7.1 5.7.1 打印预览打印预览 执执行行菜菜单单FilePrinter/PreviewFilePrinter/Preview，屏屏幕幕产产生生一一个个预预览览文文件件，在在设设计计管管理器中的理器中的PCBPCB打印浏览器中显示该预览打印浏览器中显示该预览P

28、CBPCB文件中的工作层名称。文件中的工作层名称。5.7 5.7 印制板输出印制板输出 图5-25 打印预览PCB打印浏览器PCB预览窗口输出工作面2021/9/17265.7.2 5.7.2 打印设置打印设置 进进 入入 打打 印印 预预 览览 后后，执执 行行 菜菜 单单FileSetup PrinterFileSetup Printer进行打印设置。进行打印设置。u PrinterPrinter：选择打印机；：选择打印机；u PCB PCB FilenameFilename：显显示示要要打打印印的的文文件件名；名；u OrientationOrientation：设设置置打打印印方方向向

29、，包包括纵向和横向；括纵向和横向；u Print Print WhatWhat：选选择择打打印印的的对对象象，包包括标准打印、全板打印和打印显示区；括标准打印、全板打印和打印显示区；u MarginsMargins：设置页边距；：设置页边距；u Print Scale:Print Scale:设置打印比例。设置打印比例。图5-26 打印设置2021/9/17275.7.3 5.7.3 打印输出打印输出 1.1.打印输出层面设置打印输出层面设置 图5-27 设置打印层面选择选择Insert PrintoutInsert Printout，弹弹出出输输出文件出文件设设置置对话对话框框u Print

30、out NamePrintout Name：用于：用于设设置置输输出文件名；出文件名；u ComponentsComponents：用于：用于设设置置输输出的元件面；出的元件面；u LayersLayers：用于：用于设设置置输输出的工作出的工作层层面。面。2021/9/1728 在在输输出出层层面面设设置中可以添加打印置中可以添加打印输输出的出的层层面和各种面和各种图图件的打印效果。件的打印效果。选中工作层，选中工作层，单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择单击鼠标右键，在弹出的对话框中选择Insert Print LayerInsert Print Layer，可直接进入添加输出，可直接进入添

31、加输出层面设置对话框，进行输出层面设置。层面设置对话框，进行输出层面设置。选中工作层，可以删除当前输出层面、选中工作层，可以删除当前输出层面、修改当前输出层面的设置。修改当前输出层面的设置。2.2.打印输出打印输出 打印输出的方式有打印输出的方式有4 4种：种：u 执行执行FilePrint AllFilePrint All打印所有图形；打印所有图形；u 执行执行FilePrint JobFilePrint Job打印操作对象打印操作对象 ；u 执行执行FilePrint PageFilePrint Page打印指定的页面；打印指定的页面；u 执行执行FilePrint CurrentFile

32、Print Current打印当前页。打印当前页。输出电路板图可以采用输出电路板图可以采用GerberGerber文件、绘图仪或一般打印机。文件、绘图仪或一般打印机。2021/9/1729本章小结本章小结 印制板手工设计一般要经过规划印制电路板，放置元件、焊盘、过孔等印制板手工设计一般要经过规划印制电路板，放置元件、焊盘、过孔等图件，元件布局，手工布线，电路调整，输出图件，元件布局，手工布线，电路调整，输出PCBPCB等几个过程。等几个过程。规划印制板时，要定义印制板的机械轮廓和电气轮廓，普通的电路设计规划印制板时，要定义印制板的机械轮廓和电气轮廓，普通的电路设计中仅规划电气轮廓。中仅规划电气轮廓。印制板手工布局或布线完毕，可以使用印制板手工布局或布线完毕，可以使用3D3D功能观察布局、布线的效果。功能观察布局、布线的效果。在在PCBPCB布线中，可以采用填充区加宽电源和地线，采用接地的铺铜进行布线中，可以采用填充区加宽电源和地线，采用接地的铺铜进行屏蔽。屏蔽。不同板层上的布线可以通过过孔进行转换。不同板层上的布线可以通过过孔进行转换。设计完的印制板可以通过打印机或绘图仪输出设计完的印制板可以通过打印机或绘图仪输出PCBPCB图。图。2021/9/1730