《电子线路CAD实用教程》第7章PCB编辑环境.ppt

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1、电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社电子线路电子线路CADCAD实用教程实用教程应用型本科信息大类专业应用型本科信息大类专业应用型本科信息大类专业应用型本科信息大类专业“十二五十二五十二五十二五”规划教材规划教材规划教材规划教材教材配套课件26 十月 2022邓邓邓邓 奕奕奕奕 主编主编主编主编本 章 内 容l10.1 认识认识PCB编辑环境编辑环境l10.2 印制电路板概述印制电路板概述l10.3 设置环境参数设置环境参数l10.4 电路板的规划电路板的规划l10.5 PCB设计的基本规则设计的基本规则l10.6 典型实例典型实例第第7

2、 7章章 PCBPCB编辑环境编辑环境本 章 重 点lPCB编辑器编辑器l印制电路板的规划印制电路板的规划lPCB设计的基本原则设计的基本原则第第7 7章章 PCBPCB编辑环境编辑环境电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社引引 入入电电路路设设计计的的最最终终目目的的是是生生成成印印制制电电路路板板（PCB，Printed Circuit Board）文文件件。根根据据设设计计的的原原理理图图产产生生网网络络表表文文件件，在在PCB设设计计中中引引入入网网络络表表文文件件将将电电路路元元件件之之间间连连接接起起来来，从从而而开开始始印印制

3、制电电路路板板的的制制作作。本本章章将将结结合合实实例例，认认识识PCB及及其其编编辑辑环环境境，学学会如何设置环境参数和规划电路板等。会如何设置环境参数和规划电路板等。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 Protel 99SE中中的的PCB板板设设计计在在PCB板板编编辑辑器器中中设设计计制制作作，Protel 99SE的的PCB编编辑辑环环境境提提供供了了很很多多工具，功能强大，设计制作方便。工具，功能强大，设计制作方便。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实

4、用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 1、开启一个新项目、开启一个新项目 PCB的的设设计计制制作作是是建建立立在在已已经经设设计计好好的的电电路路原原理理图图基基础础上上进进行行得得，电电路路原原理理图图的的设设计计可可参参考考前前几几章章所所讲讲述述的的内内容容。对对电电路路原原理理图图中中的的每每个个元元件件进进行行封封装装后后，即即可可进进行行PCB的的设设计计与与制制作作。双双击击桌桌面面上上Protel 99 SE的的图图标标，或或者者执执行行【开开始始】/【所所有有程程序序】/【Protel 99SE】命命令令，进进入入到到

5、Protel 99 SE的的开开始始画画面面，选选择择【File】/【New】命命令令可可新新建建一一个个PCB文文件件，也也可可以以选选择择【File】/【Open】命命令令，打打开开一一个个已已经经建建好好的的设设计计数数据据库库，在在项项目目中中选选择择【File】/【New】命命令令同同样样可可以以新新建建一一个个PCB文文件件，即可进行即可进行Protel 99 SE的的PCB设计。设计。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 2、打开一个、打开一个PCB文件文件 打打开开一

6、一个个PCB文文件件与与打打开开原原理理图图文文件件的的方方法相似，主要通过以下三种方法打开：法相似，主要通过以下三种方法打开：通过菜单启动；通过菜单启动；通过快捷菜单启动；通过快捷菜单启动；打打开开已已经经设设计计好好的的电电路路原原理理图图，在在电电路路原原理理图图中启动。中启动。课堂演示课堂演示 电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 3、进入、进入PCB编辑环境编辑环境电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认

7、识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 3、进入、进入PCB编辑环境编辑环境（1）菜单栏）菜单栏 主主要要介介绍绍【Place放放置置】菜菜单单、【Design设设计计】菜菜单单、【Tool工工具具】菜菜单单、【Auto Route自自动动布布线】菜单。线】菜单。（2）工具栏）工具栏电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 3、进入、进入PCB编辑环境编辑环境（3）工作窗口）工作窗口 与与原原理理图图设设计计类类似似，工工作作区区表表示示电电路路板板设设计计的的主主要要工工作作界界面面，

8、在在其其中中进进行行元元器器件件放放置置、组组件件修改等工作。修改等工作。（4）状态栏）状态栏 状状态态栏栏显显示示当当前前鼠鼠标标指指针针所所在在的的纵纵坐坐标标和和横坐标横坐标。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.1 7.1 认识认识PCBPCB的编辑环境的编辑环境 4、PCB浏览器浏览器电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述1、印制电路板的分类、印制电路板的分类 根据印制电路板的结构分类根据印制电路板的结构分类 （1）单单层层板板：

9、一一面面有有覆覆铜铜，另另一一面面没没有有覆覆铜。铜。（2）双双层层板板：两两面面都都有有覆覆铜铜，且且两两面面都都可可放置元器件。放置元器件。（3）多多层层板板：具具有有多多个个工工作作层层面面，不不仅仅包包含含顶顶层层和和底底层层，还还有有信信号号层层、内内部部电电源源层层、中中间间层层、和丝印层等。和丝印层等。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述1、印制电路板的分类、印制电路板的分类 根据印制电路板的材质分类根据印制电路板的材质分类 印印制制电电路路板板的的材材质质会会严严重重影影响响印印

10、制制电电路路板板的机械特性和电气特性。的机械特性和电气特性。（1）有有机机印印制制电电路路板板：材材质质一一般般为为环环氧氧树树指指、PPO树树脂脂和和氟氟系系树树脂脂等等，各各种种树树脂脂机机特特性性和和电电气特性也各不一样；气特性也各不一样；（2）无无机机印印制制电电路路板板：一一般般选选用用铝铝、钢钢和和陶陶瓷瓷等等为为基基材材，主主要要利利用用其其良良好好的的散散热热性性，常常用用于于高频电子线路设计中。高频电子线路设计中。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电

11、路板的组成 印印制制电电路路板板主主要要由由焊焊盘盘、过过孔孔、铜铜膜膜导导线线和工作层面以及元器件封装组成。和工作层面以及元器件封装组成。工作层面工作层面 焊盘焊盘 过孔过孔 铜膜导线铜膜导线 元器件封装元器件封装电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（1）工作层面）工作层面 印印制制电电路路板板的的工工作作层层面面可可分分为为七七大大类类：信信号号层层、内内部部电电源源/地地层层、机机械械加加工工层层、丝丝印印层层、保保护护层层、禁禁止止布布线线层层和和其

12、其他他层层。各各层层具具体体作作用用将将在在板板层层的设置中讲到。的设置中讲到。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（2）焊盘）焊盘 焊焊盘盘（Pad）是是将将元元器器件件与与印印制制电电路路板板中中的的铜铜膜膜导导线线进进行行电电气气连连接接的的元元素素，根根据据焊焊接接工工艺艺的的差差异，焊盘可分为：非过孔焊盘和过孔焊盘。异，焊盘可分为：非过孔焊盘和过孔焊盘。圆圆形形焊焊盘盘：在在印印制制电电路路板板中中应应用用最最广广泛泛的的是是圆圆形形焊焊盘盘，元元

13、器器件件的的组组装装与与焊焊接接一一般般采采用用圆圆形形焊焊盘盘，当当圆圆形形焊焊盘盘的的横横坐坐标标和和纵纵坐坐标标不不相相等等时时，为为椭圆形焊盘。椭圆形焊盘。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成 矩矩形形焊焊盘盘：矩矩形形焊焊盘盘主主要要用用来来标标志志元元器器件件的的第第一一引引脚脚，也也可可用用来来作作为为表表贴贴元元器器件件的的焊焊盘盘，当当设设置置焊焊盘盘为为非非过过孔孔焊焊盘盘时时，一一般般需需将将焊焊盘盘尺尺寸寸设设置略大于引脚尺寸，以保证

14、焊接的可靠性。置略大于引脚尺寸，以保证焊接的可靠性。八八角角形形焊焊盘盘：一一般般情情况况很很少少使使用用，在在布布线时有特殊要求时常采用八角形焊盘。线时有特殊要求时常采用八角形焊盘。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（3）过孔）过孔 对对于于多多层层板板，为为了了使使各各个个导导电电层层的的铜铜膜膜导导线线电电气气连连通通，必必须须在在各各个个导导电电层层有有适适当当的的电电气气连连接接，即即过过孔孔（Via），过过孔孔就就是是在在各各导导电电层层需需要

15、要连连通通的的导导线线的的交交汇汇处处钻钻的的一一个个公公共共孔孔。工工艺艺上上在在过过孔孔的的孔孔壁壁圆圆柱柱面面上上用用化化学学沉沉积积的的方方法法镀镀上上一一层层金金属属，用用以以连连通通中中间间各各层层需需要要连连通通的的铜铜箔箔，而而过过孔孔的的上上下下两两面面做做成成普普通通的的焊焊盘盘形形状状，可可直直接接与与上上下下两两面面的的线线路路相相通通，也可以不连。过孔分为以下三种：也可以不连。过孔分为以下三种：电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（

16、3）过孔）过孔 穿透过孔：连接所有导电层的过孔；穿透过孔：连接所有导电层的过孔；盲盲孔孔：连连接接顶顶层层和和内内部部导导电电层层或或连连接接底底层和内部导电层的过孔；层和内部导电层的过孔；埋孔：连接内部导电层的过孔。埋孔：连接内部导电层的过孔。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（3）过孔）过孔 过过孔孔涉涉及及的的参参数数主主要要是是孔孔径径尺尺寸寸与与外外径径尺尺寸寸，孔孔径径尺尺寸寸指指过过孔孔的的内内径径大大小小，与与印印制制电电路路板板的的板板厚

17、厚和和密密度度有有关关，孔孔径径尺尺寸寸比比插插针针式式元元器器件件的的孔孔径径尺尺寸寸小小，过过孔孔外外径径尺尺寸寸指指过过孔孔的的最最小小镀镀层层宽宽度度的的两两倍加上孔径尺寸。倍加上孔径尺寸。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（3）过孔）过孔 一般设计电路时对过孔的处理有以下原则：一般设计电路时对过孔的处理有以下原则：尽尽量量少少用用过过孔孔，一一旦旦选选用用了了过过孔孔，需需处处理理好过孔与周围实体的间隙；好过孔与周围实体的间隙；需需要要的的载载流

18、流量量越越大大，所所需需过过孔孔尺尺寸寸越越大大，如电源层和地层与其它层所用过孔就要大一些。如电源层和地层与其它层所用过孔就要大一些。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（4）铜膜导线）铜膜导线 铜铜膜膜导导线线是是在在印印制制电电路路板板上上用用来来连连接接电电路路板板上上各各焊焊盘盘、过过孔孔的的连连线线，它它是是电电路路设设计计中中的的主主要要组组成成部部分分之之一一。印印制制电电路路板板的的基基板板是是由由绝绝缘缘隔隔热热，不不易易弯弯曲曲的的材材质

19、质制制成成，在在基基板板上上覆覆铜铜后后，覆覆铜铜层层按按设设计计时时的的布布线线经经过过蚀蚀刻刻处处理理而而留留下下来来的的网网状状细细小小的的线线路就是印制的铜膜导线。路就是印制的铜膜导线。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印制电路板的组成（5）元器件封装）元器件封装 元元器器件件封封装装（Footprint）是是指指在在印印制制电电路路板板上上代代替替实实际际元元器器件件的的图图形形符符号号，元元器器件件封封装装包包括括元元器器件件的的外外形形和和引引脚脚信信息息，

20、例例如如元元器器件件的的引引脚脚分分布布、直直径径及及距距离离等等。在在Protel 99 SE中中，元元器器件件封封装装的的外外形形一一般般为为黄黄色色，而而对对于于不不同同类类型型的的元元器器件件焊焊盘盘颜颜色色各各不不相相同同，由由于于元元器器件件封封装装是是包包含含元元器器件件外外形形以以及及引引脚脚信信息息的的图图形形符符号号，帮帮具具有有相相同同外外形形和和引引脚脚的的不不同元器件可使用相同的封装。同元器件可使用相同的封装。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.2 7.2 印制电路板概述印制电路板概述2、印制电路板的组成、印

21、制电路板的组成（5）元器件封装）元器件封装 元元器器件件封封装装按按照照元元器器件件引引脚脚的的不不同同可可分分为为两大类：两大类：直插式元器件封装直插式元器件封装 表面粘贴式元器件封装表面粘贴式元器件封装电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.3 7.3 设置环境参数设置环境参数 PCB电电路路板板设设计计过过程程中中环环境境参参数数的的设设置置包包括括电电路板图纸的设定、板层的类型和板层的设置。路板图纸的设定、板层的类型和板层的设置。图纸的设定图纸的设定 板层的类型板层的类型 板层的设置板层的设置电子线路CAD实用教程华中科技大学出版

22、社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.3 7.3 设置环境参数设置环境参数 图纸的设定图纸的设定电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.3 7.3 设置环境参数设置环境参数板层的类型板层的类型在在设设计计印印制制电电路路板板时时，首首先先要要了了解解电电路路板板的的类类型型和和工工作作层层面面。Protel提提供供了了多多个个工工作作层层面面供供用用户户选选择择：16个个内内层层电电源源/接接线线层层，16个个机机械械层层。在在层层管管理理器器中中用用户户可可以以看看到到电电路路板板板板层层的的结结构构和和立立体体效效

23、果果。选选择择【Design】/【Layer Stack Manager】命命令令，可以打开板层管理器。可以打开板层管理器。电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.3 7.3 设置环境参数设置环境参数板层的设置板层的设置选选择择【Design设设计计】/【Option选选项项】命命令令，或或者者在在右右键键菜菜单单选选择择【Design】/【Board Layer】命命令令，将将出出现现【Document Options】对对话话框框，在在此此对话框中可以对电路板工作层进行设置。对话框中可以对电路板工作层进行设置。电子线路CAD实用教程华

24、中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.3 7.3 设置环境参数设置环境参数板层的设置板层的设置电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.4 7.4 电路板的规划电路板的规划 在在进进行行电电路路板板设设计计之之前前，必必须须首首先先明明确确电电路路板板的的形形状状，并并预预估估其其大大小小，然然后后再再设设定定电电路路板板的的边边界界和和放放置置安安装装孔孔。电电路路板板的的边边界界包包括括物物理理边边界界和和电电气气边边界界。物物理理边边界界是是定定义义在在机机械械层层之之上上的的，而而电电气气边边界界则

25、则是是定定义义在在禁禁止止布布线线层层上上的的。通通常常情情况况下下，制制板板商商认认为为物物理理边边界界与与电电气气边边界界是是重重合合的的，因因此此在在定定义义电电路路板板的的边边界界时时，可可以以只只定定义义电电路路板板的的电电气气边边界界。规规划划电电路路板板的的方方法法有有两两种种：一一种种是是手手动动规规划划电电路路板板，另另一一种种是是使使用用向向导导规规划划电电路路板板。Protel 99SE有有许许多多的的模模板板，这这些些模模板板都都有有具具有有各各自自的的标标题栏、参考布线规则、物理尺寸和标准边缘连接器等。题栏、参考布线规则、物理尺寸和标准边缘连接器等。电子线路CAD实用

26、教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社7.5 PCB7.5 PCB设计的基本原则设计的基本原则 电气连接正确电气连接正确符合电路设计者意图符合电路设计者意图符合电路板的安装要求符合电路板的安装要求元器件布局合理元器件布局合理电路板布线合理电路板布线合理便于安装和调试便于安装和调试电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社【实例实例7-17-1】利用向导规划电路板利用向导规划电路板（P132P132）在在PCB编编辑辑环环境境中中有有印印制制电电路路板板向向导导，利利用用向向导导可可以以对对电电路路板板的的各各

27、种种参参数数进进行行设设置置，可可以以设设计计满满足要求的各种多层电路板。足要求的各种多层电路板。课堂演示课堂演示 电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社【实例实例7-27-2】人工规划电路板人工规划电路板（P135P135）在在PCB编编辑辑环环境境中中，可可以以人人工工规规划划电电路路板板的的尺尺寸寸和和大大小小，也也就就是是定定义义电电路路板板的的电电气气边边界界线线，同同时时对对电电路路板板的的各各种种参参数数进进行行设设置置，可可以以设设计计满满足足要要求求的的各各种种多多层层电电路路板板。在在PCB板板编编辑辑中中有有多多层层的

28、的操操作作，本本实实例例利利用用鼠鼠标标来来规规划电路板的电气边界。划电路板的电气边界。课堂演示课堂演示 电子线路CAD实用教程华中科技大学出版社电子线路CAD实用教程邓 奕 主编华中科技大学出版社【实例实例7-37-3】加载元件封装库加载元件封装库（P137P137）PCB设设计计好好后后即即可可对对编编辑辑环环境境进进行行元元件件库库的的选选择择。在在PCB编编辑辑环环境境中中有有些些默默认认的的元元件件封封装装库库，也也可可以以在在PCB软软件件自自带带的的库库文文件件中中进进行行选选择择所所需需的的封封装装元元件件库库，本本实实例例是是从从PCB浏浏览览器器中中添添加加或或者者移移除除元件封装库的操作。元件封装库的操作。课堂演示课堂演示