【文档说明】protel-2-pcb绘制.pptx,共(237)页,10.595 MB,由精品优选上传
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Protel99se(二)2013-7第4节:PCB图设计§4.1:PCB设计简介PCB基础知识PCB设计流程PCB设计环境§4.1.1:PCB基础知识:PCB(印刷电路板)的制作材料主要是绝缘材料:一般采用Si
O2。板材的厚度越来越薄,韧性越来越好。覆铜/银薄层:可以通过刻蚀,形成电气导线。一般还会在导线表面再覆上一层薄的绝缘层。焊锡:附着在元器件引脚和焊盘的表面。§4.1.1:PCB基础知识:制作PCB的典型工艺流程(以双面板为例):双面覆铜板→钻基准孔→钻导通孔
→导通孔金属化→检验刷洗→网印电路图形、固化(贴感光干膜或湿膜、曝光、显影)→蚀刻铜→清洁刷洗→网印阻焊图形常用热固化绿油→清洗、干燥→网印标记字符图形、固化→外形加工→清洗、干燥→电气通断检测→喷锡或有机保焊膜→检验包装→成品出厂;自学、了解内容PCB结构:单面板:只有一面覆铜,只能在覆铜的
一面布线及放焊盘,元件插在没有覆铜的背面双面板:两面覆铜,中间为绝缘层。包含顶层(toplayer)和底层(bottomlayer)两个信号层,均可布线,一般顶层为元件层面,底层为焊接层面;因为其布线容易,成本低,为现在最常用的pcb板。多层板:是包含了多个工作层面的电路板。板层中间也有覆
铜层,可以布线。可以理解为在双面板的基础上增加了内部电源层、接地层、以及多个中间信号层。集成度越来越高,越来越广泛,但是成本较高。元件封装(PCB元件):实际元件焊接到电路板时所指示的外观尺寸和焊盘位置,它仅仅是个空间概念,不同元件可以共用一个封装,相同元
件可以有不同封装,用户根据选用的实际元件确定元件封装;分类:针脚式元件DIP\表面贴式元件SMT针脚式元件的焊盘导通孔贯穿整个电路板,所以在其焊盘属性对话框中,pcb的层属性必须为多层multi-layer表面贴式元件封装的焊盘只能在表面信号层即顶层或者底
层,在其焊盘的属性设置中,层属性只能为toplayer或者bottomlayer)焊盘:焊盘用于焊接实际元件的管脚,是电路板与元件之间联系的桥梁;(一般焊盘分为针脚式焊盘和表面贴式焊盘两种)焊盘是PCB设计中最重要的概念之一,初学者易忽视它的选择,
千篇一律的使用圆型焊盘。应该综合考虑元器件的形状、布置、振动、受热、受力等因素。焊盘形状和大小各有不同,需要针对不同需要使用,还可以自己编辑,譬如受力较大、电流较大的焊盘,可设计成泪滴状。此外焊盘孔的大小一般比元器件的引脚直径大0.2~0.4mm。一般
确保其他条件的基础上,焊盘尽量大以确保连接牢固过孔:即导通孔,用于连通各覆铜层之间的线路;(分为穿透式过孔、盲孔和隐藏孔)过孔从上面看有两个尺寸,即外圆直径和孔径。孔壁的材料构成和导线相同。原则:尽量少用过孔、依据载流量的大小确定确定尺寸大
小(一般电源层和底线层与其他层相联结使用的过孔就要大一些)过孔是多层板的重要组成部分,钻孔费用占板制作费用的30~40%。另当孔深大于直径6倍则不能保证镀铜的均匀性。铜膜导线:也称铜膜走线,简称导线,是覆铜板经过腐蚀加工后留在pcb上的走线,用
于连接各个焊盘。印刷电路板设计的很大一部分任务都是围绕如何布置导线来进行的。需要注意导线和飞线(预拉线)的区别一般尽量宽以承受所期望的电流,且间距要足够大,避免互相影响层的含义:protel里面的“层”是广义的。除了结构意义上的层结
构,还有工艺上的不同步骤也可以定义为一层,譬如丝印层。丝印层:也称为网印层、绢印层,在电路板表面网印上标记、字符、图形等(如元件标号、标称值,元件外廓形状、厂家标志),用于对电路板进行注释说明,方便装配元件以及整机调试、维修;原则:见缝插针,没有歧义,美观清楚
(注意字符是不是被元器件挡住,以及是不是把器件的标号放到离相邻元器件更近)助焊膜和阻焊膜:助焊膜:指在各个焊盘上喷锡或有机保焊剂,以帮助元件良好的焊接到焊盘上,提高焊接性能,也就是在绿色的pcb板子上比焊盘略大的浅色圆;能够保护金属表面,确保其可焊性。阻焊膜:铺在电路板表面的物质(绿色),
用于焊接工艺过程中防止焊盘以外的位置粘连焊锡;两者是一种互补关系其他概念网络和导线是有所不同的,网络上还包含焊点,因此在提到网络时不仅指导线,还有和导线连接的焊盘。中间层和内层是两个概念:中间层(一般也叫中间信号层)是指用于布线的中间信号板层,该层中布的是导线;内层
是指电源层或者地线层,该层一般不进行布线,由整片铜膜构成。布局布线所谓布局,即在电路板上布置焊盘(元件封装)位置;要考虑整体的美观均衡等,还要确保pcb电气、散热、信号流畅、抗干扰等各个性能的要求。所谓布线,即在电路板上布置过孔和铜膜导
线;整个设计过程,以布线的设计限定最高,技巧最细,工作量最大。自动布线成功率依赖于好的布局自学、了解内容PCB设计:PCB版图是将覆铜板变成可以装配元件的电路板的媒介。PCB设计工作就是进行PCB版图绘制,为PCB工艺厂家提供电路板尺寸、板层、布局布线版图等参数。设计阶段决定了一个产品
80%的制造成本,而且,许多质量特性也是在设计时就固定下来的。§4.1.2:PCB设计的典型流程:(从电路图设计到pcb电路板设计)用Sch设计电路图,定义元件封装,通过ERC用Sch的CreateNetlist生成网络连接表进入PCB编辑器,规划电路板,应先初步规划电路板
的物理尺寸、元件的封装形式、元件的安装位置和采用几层电路板,并设置相应参数。载入网单文件和元件封装:网单文件是原理图与PCB之间的桥梁,只有载入网单文件以后,才能实现PCB的自动布线;布局元件:可以自动
布局、手动布局,也可以自动布局与手动布局搭配使用,布局合理后才能进行布线;布线:自动布线,如果元件布局合理,布线相关参数设置合适,自动布线的成功率几乎是100%;手工布线和自动布线可以配合使用,自动布线完成以后还可以进行手工调整不满意的地方;保存、输出P
CB文件:完成PCB设计后,进行DRC检查,保存版图文件,并可以由打印机或绘图仪等设备输出PCB版图,还可生成各种PCB报表文件,为工艺厂家生产PCB提供参考;PCB设计的其他流程:直接设计电路板1.进入PCB编辑器,定义板框,取用并布置元件2.用PCB的网络编辑各焊盘间的网络关系设置布线规则,自
动布线,手工调整,保存、打印。纯手工走线1.进入PCB编辑器,定义板框,取用并布置元件2.直接以Place/Track命令,一条一条手工走线§4.1.3PCB设计环境介绍首先创建项目文件(.ddb),在项目文件夹中建立pcb文档。双击建立的pcb文档,进入pcb编辑
界面常用菜单的介绍中心法放置圆弧边缘法放置圆弧边缘法放置任意角度圆弧放置圆放置矩形填充放置直线放置字符串放置焊盘放置过孔交互式布线放置元件放置坐标放置尺寸标识放置覆铜平面分割内层平面放置禁止布线区域放置元件屋常用工具在快捷工具栏里都有快捷键
自学、了解内容设计规则的设置将网单调入网单管理器更新电路图电路板层管理器分裂内层平面机械层管理层类管理器点对点网络管理器打开元件封装浏览器增加或删除元件封装库根据电路板建立元件封装库设置pcb画图环境自学、了解内容设计规则检查取消设计规则错误标记自动布局对象对齐、排列等操作清除布线生成密度分析图信
号完整性分析电路板中元件重新编号电路图和pcb之间交叉查找元件板层堆栈注释转换各对象性质补泪滴斜角处理给选取的对象加轮廓寻找、设置监测点清楚所有监测点设置画pcb图的参数自学、了解内容整个电路板自动布线对所选的网络自动布线对所选的连接自动布
线对所选的元件自动布线对所选的区域自动布线设置布线参数停止自动布线重新开始自动布线暂停自动布线继续自动布线自动布线自学、了解内容显示所选取的焊盘电路板信息报表设计文件的关系报表网络状态报表信号完整性报表测量距离测量任意两个对象间的距离
自学、了解内容设置环境参数:执行Tools/Preferences(或者右键快捷键)§4.1.4:PCB设计环境参数设置Options选项卡:Editingoptions选项区:在线DRC:布线过
程当中系统自动根据设计规则进行检查。对准中心:选中后,移动元器件时,光标自动移动到参考点。同时选取:选中后,在选取新的元器件时,系统不取消原来选取的组件。删除重复:系统自动删除重复的组件。确认全局编辑:进行整体修改时,是否出现提示对话框保护被锁对象:选中,锁定有效自
学、了解内容Autopanoptions屏幕自动移动选项区:类型:Adaptive:自适应模式;Disable:取消移动功能;Re-centere:当光标移到边缘时,将光标位置设置为新的编辑区的中心;Fixedsizejump:光标移动到边缘,系统以固定步长移动。其他等类型自学、了解内容
PolygonRepour覆铜去重灌铜选项区:Always:可以在已经覆铜的pcb中修改走线,覆铜会自动重覆Never:不采取任何推及布线方式Threshold:超过设置的阈值后,才被推挤自学、了解内容I
nteractiverouting交互式布线选项区;模式:忽略障碍、避开障碍、移开障碍保持间距穿过覆铜区:选中则布线采用推挤布线方式自动删除重复连线自学、了解内容Other选项区:旋转角度:按一次空格键,元件旋转的角度取消/重做的次数光标类型:小90度光标、大90度光标、小
45度光标自学、了解内容Display选项卡:Displayoptions显示选项区;用于设置屏幕显示。转换特殊字符串:是否将特殊字符串转换为所代表的文字全部加亮:被选中的对象以当前的颜色高亮显示,否则仅显示外形。用网络颜色加亮:对于选中的网络,使用网络
颜色高亮。重画阶层:重画电路板时,系统一层层的重画,当前层最后才重画。单层模式:只显示被编辑的层,不显示其他层。透明显示模式:所有的层为透明状,选中,所有的导线焊盘都为透明色Show选项区:是
否显示焊盘的网络名称是否显示焊盘序号是否显示过孔的网络名称是否显示测试点是否显示原点标记是否显示对象的状态信息Draftthresholds选项区;设置图形显示极限导线:大于设置值的导线以实际
轮廓显示,否则以简单直线显示字符串:像素大于设置值的字符,以文本显示,否则以框显示自学、了解内容Colors选项卡:PCB各个板层的颜色设置(一般为默认值)自学、了解内容Show/Hide选项卡设置各种图形的显示模式,每一项都有相同的
“最终”、“草图”、“隐藏”三种模式。自学、了解内容Defaults选项卡:设置各组件的系统默认设置,包括:圆弧、元器件封装、坐标、尺寸、金属填充、焊盘、覆铜、字符串、导线、过孔自学、了解内容SignalIntegrity选项卡:信号完整性设置;自学、了解内容PCB设
计图纸设置执行Design/Options,或点击右键/options/boardlayers可以设置编辑界面显示的层网格可视值两组值备注:板层的类型信号层(signallayers)用于放置元件和布线;top/botto
mlayer:顶层/底层覆铜布线层,亦可放置元件和布线;mid-layer:中间信号层,用于布置信号线,在多层板中用来切换电路走线。内部电源/接地层(internalplanes):主要用于放置电源线和接地线,最多可有16层。单独设置的内部层可以最大限度的减
小电源和地之间的连线长度,也能对电路中的中高频信号有良好的屏蔽作用。机械层(mechanicallayers):最多16层,用于放置于电路板机械特性有关的定位孔和说明等,通常只需要一个。备注:板层的类型屏蔽层(masks):包含阻焊层和助焊层,阻焊
层用于在导线周围设置保护区,保护电路上不希望镀锡的地方被镀上锡(绿色);助焊层即锡膏层,用于光绘和丝印屏蔽工艺,提供与有表面贴器件的印刷板之间的焊接粘贴,无表面贴器件则不需要使用该层(灰色)。Toppast
e/bottompaste:顶层/底层助焊层;topsolder/bottomsolder顶层/底层阻焊层丝印层(silkscreen):用于印刷板的上下表面印制标志、图案、说明性文字等,两层:topoverlayer/bott
omoverlayer备注:板层的类型keepout:禁止布线层,用于设置电气边界,此边界外不允许布线,自动布局和布线都需要先设定;multilayer:多层,如果不显示该层,则焊盘、过孔等无法显示
;drillguide:钻孔引导层,绘制钻孔孔径和位置;drilldrawing:钻孔图层Options选项卡:设置电路板板层电路板板层管理:通过Design/layerStackManager命令
,或者右键/options/layerStackManager进入层堆栈管理器,设置电路板板层,可增加或者删除,操作后可以在Design/Options出现的对话框中看到新增的层。追加信号层追加内电层删除所选层向上移动所选层向下移动所选层所选层属性
设定(名称、厚度、网络名称等)命令栏自学、了解内容双击可以设定介电性能:材料/厚度/介电常数自学、了解内容显示窗口设置PCB设计工作环境:PCB设计管理器:Nets网络Components元件Libraries封装库NetClasses网络类Compone
ntClasses元件类Violations违反设计规则的错误Rules设计规则工具栏调用View/Toolbars命令调用各个快捷工具放置栏手工规划电路板建立pcb文件,双击新建立的文件,启动pcb编辑器。人工定义印刷电路板尺寸,有时在绘制pcb过程中或者
绘制完成后,也可以根据需要,重新规划电路板。§4.2:PCB板大小、类型等规划首先定义电路板的尺寸:在keepoutlayer(禁止布线层)上,用直线或者圆弧绘制一个封闭的区域,就是电路板的板框。电路板框比电路板的
实际物理尺寸略小一些。多边形内部即为印刷电路板的实际布线区域。点击编辑区下方的keepoutlayer标签栏,即把禁止布线层设置为当前层。Place/keepout/track或者arc,也可以使用工具栏上的工具进行绘制(默认为紫色线)。绘制过程中,点击tab键,或者
绘制完毕后,双击绘好的线条,对其进行设置。如线宽、角度、当前层等。要想知道电路板大小是否合适,可以查看电路板的具体大小。执行命令Report/boardinformation,既可以弹出pcb信息对话框,可以查看实际尺寸。
其次需要定义电路板的层数通过Design/layerStackManager命令,或者右键/options/layerStackManager进入层堆栈管理器,按照需要设置信号层、内源层等电路板板层。设置命令栏使用电路板生成向导生成电路板在建立的数据库文件夹中,通过File/New
命令或鼠标右键浮动菜单New命令,在NewDocument对话框切换到Wizards向导选项卡,选择PCB文件格式,随向导生成一块新的电路板。PCB向导对话框选择单位制和模板度量单位:英制、公制1mil=0.0254mm有
多种工业标准板型供选用,或者自定义电路板边框外形设定板框和板层参数:设置尺寸以及形状边界层放置尺寸于哪一层导线宽度尺寸线宽度机制布线区与板子边沿的距离标题栏和刻度;图标字符串;角切除;尺寸线;内部切除板框大小设置(双击数字可以编辑)板框
边沿缺口设置(双击数字可以编辑)板上开口设置(双击数字可以编辑)设计信息设置板层数量设置层数类型:过孔电镀双层板过孔不电镀双层板4层板6层板8层板另外,多层板需要在下面的选项中指定电源/地线内层的
层数。过孔类型设置(只有穿孔式过孔;盲孔与隐藏式过孔)封装类型设置(表面贴装元件、插针式元件)1、选择表面贴元件,则下面需要对布局板层进行设置(是否在两面都布元件)2、选择插针式元件,则需要设置相邻焊盘间可以通过的
铜膜导线的数目,单铜膜线、双铜膜线、3铜膜线走线和过孔的参数设置铜膜走线的最小宽度过孔外最小直径过孔钻孔最小尺寸相邻走线间的最小距离是否设为模板向导生成版图结束生成的PCB板电路板规划好以后,需要加载所需的元件封装库(后一节介绍),然后加载元件封装和网络表。§4.3:
元件封装库操作加载/卸载元件封装库;查找、调用、设置元件封装等pcb组件;元件封装库编辑;§4.3.1加载/卸载器件库(元件封装库)装载元件封装库:在PCB文档管理器中Browse下拉菜单中选择Libraries,通过A
dd/Remove命令按钮加载/卸载元件封装库;元件封装库位置:DesignExplorer99SE\Library\PCB文件夹中含有Connectors、GenericFootprints、IPCFootprins三个文件夹。加载、卸载器件库对话框如图所示:我们常用的库有
GenericFootprints文件夹中的Advpcb、GeneralIC和Miscellaneous、Transistors等几个封装库。下拉菜单中选择libraries已经加载的所有lib文件的列表框添加/删除lib文件所选lib中的所有元件封装列表点击后进入元件封装库编辑界面对所选的元件封
装进行编辑放置元件封装显示元件封装的封装图形放大镜:点击以后在图形显示区显示放大镜所放大的范围当前工作的板层,并可编辑颜色§4.3.2放置pcb基本组件放置元件封装放置导线放置焊盘放置过孔放置字符串放置坐标放置尺寸标注放置相对原点放置圆弧等
1:放置元件封装Place/component或者使用工具栏封装:需要明确的知道所用元件的封装方式标识符:填写相应的元件号如C4注释:可以用来输入此封装对应的元件的标值型号等如0.1u当封装名称不确定时,可以使用此过滤功能辅助放置以后双击或者放置过程中使用tab键
,弹出属性对话框元件封装的属性设置元件封装代表的元件号代表的元件的型号或者规格封装名称元件封装所在层元件封装的旋转角度相对坐标值相对坐标值选中以后封装图形组合不可分割位置被锁定,不能移动被选取元件标示号字符高度字符宽度
字符所在的层(丝印层)字符旋转的角度字符所在的位置字体选择元件标号和封装的相对位置选中,则隐藏选中,镜像显示设置同designator2:放置导线Line:直线命令,只能在某一层面布线,且不同表面绘线颜色不同\意义不同:在toplayer画线表明在表面信
号层画导线在keepoutlayer画线即在绘制电路板边界在topoverlayer画线即在丝印层添加注释等interactiverouting(一般用此布线):交互式布线命令,可以实现不同层之间的交互布线:在走线过程中若要改变走
线的工作层,只需要按一下小键盘上的*键,即可以切换各个工作层,按+-可以顺序或逆序切换;或者画图过程中按tab键对绘线层进行设置也可实现工作层切换。走线中切换工作层,会自动放置过孔,过孔的默认尺寸在d
esign/rules的命令下的routing选项卡中的routingviastyle设定按空格可以改变拐角走向按shift+空格可以改变拐角的模式(任意角度、平滑圆弧走线、45°走线、45°圆弧走线、90°走线、90°圆弧走线)
按退格键,可以不必退出画线模式而取消上一段线段。(自己练习一下)放置状态下单击Tab键,打开属性设置对话框单击鼠标左键确定导线起点或拐点交互式走线可实现各个焊盘间的网络连接,在自动布线过程后,对布线修补时,要采用交互式布线,否则DRC报错双击所画线,设置线的属性宽度、所在层、所在
网络、坐标设置本线为禁止对象,选中后,此导线具有电气边界的特型,即同一板层的其他对象不能跨越锁定选取对已经放置的铜膜线的操作特殊操作:(Edit\Move命令)Move/Re-Route:可随意在单击
处新增铜膜线的端点Move/BreakTrack:可将铜膜线拆为相连的两段铜膜线Move/DragTrackend:可拖动铜膜线的端点3:放置焊盘Pcb板上除了元件封装上的焊盘外,由于机械结构、安装、电器连接等要求,还需在pcb上放置一些不属于任何元件的独立的焊盘。双击封装结构的元
件封装的焊盘,或者单独放置的焊盘都能弹出焊盘的属性设置对话框。属性设置选中表示使用特殊焊盘(形状、尺寸等由padstack选项卡设置)焊盘尺寸、形状(圆形、方形、八角形)焊盘序号、通孔大小、所在层(如果是通孔则选择
multillayer)、焊盘的角度、方位、测试点所在层(顶层或者底层)分别设置焊盘在顶层、中间层、底层的大小和形状选中此项则可以进行下一栏的设置焊盘所在的网络电气属性:即焊盘在电气网络连接的网络起点source、网络的中间点load、网络终点t
erminator选中则通孔孔壁要求电镀4:放置过孔过孔的外部直径过孔的孔径过孔的上层层面过孔的下层层面位置所在网络锁定5:放置字符串自学、了解内容输入字符串(英文)填入说明文字或者选择特殊字符串。所谓特殊字符串是一种打印或者输出报表时才根据PCB图信息显示出具有特定含义的内容:如:arc-cou
nt圆弧总数。注意:preference/display/convertspecialstring被选择6:放置坐标一般放置在机械板层自学、了解内容7:放置尺寸标注尺寸标注不只是为了方便电路板的制作,更多的是利用这个功能提高设计的工作效率。譬
如判断元件摆放离板子的边缘的距离是不是合适等等。在标注垂直或者水平尺寸时,如果尺寸标注的起点和终点不在一条直线上就会产生误差,需要通过编辑其属性框里面的坐标值8、放置圆弧:执行Place/Arc命令边缘模式
Arc(Edge);圆心模式Arc(Center);任意角度Arc(AnyAngle);执行Place/FullCircle命令放置圆形设置圆弧、圆形的属性自学、了解内容9、放置填充执行Place/Fill命令设置填充属性填充可以用于增强电路板的抗干扰性(一般设置为大面积电源或者接
地)或者仅有图形意义自学、了解内容10、放置(多边形)铺铜执行Place/PolygonPlane命令用于增强电路板的抗干扰性,一般设置为大面积电源或者接地更为常用!自学、了解内容11、放置切分多边形执行Place/SplitPlane命令用于切分
内部电源板层或接地板层执行此命令前必须已设置了内部电源板层或接地板层,注意设置属性对话框自学、了解内容12、补滴泪执行Tools/Teardrop命令进行补滴泪就是将铜膜线和焊盘或者过孔的连接点加宽,保证连接的可靠
性贴片或单面板的焊盘和过孔一定要补滴泪:圆弧、直线自学、了解内容组件的选取和移动、旋转通过Edit/Select命令族对组件进行选取操作;直接按住鼠标左键托出虚线框或者通过Shift+单击鼠标左键进行选取操作;取消选取状态,可以通过Edit/Deselect
命令实现,也可以通过Shift+鼠标左键组合操作实现,或者主工具栏的快捷按钮;切换选取状态使用命令ToggleSelection自学、了解内容组件的复制、剪切和粘贴、删除执行Edit菜单下相关命令进行
复制、剪切和粘贴、删除操作;使用快捷键Ctrl+C、Ctrl+X、Ctrl+V、Ctrl+Delete进行复制、剪切和粘贴、删除操作;执行以上命令前一定要选取要操作的组件;自学、了解内容PCB布局工具:(选取要布局的器件)Tools/interactiveplacem
ent命令族在元件屋中排列设置元件封装编号、注释的位置(见下页)调整对象的水平距离调整对象的垂直距离在选择的区域内排列在印刷版外侧排列移动对象到栅格需注意:调整后,元件可能会和原铜线断开,以飞线相连自学、了解内容ComponentTextPosition设置自学、了解内容§4
.3.3创建、修改元件封装库Protel99se自带很多元件封装库文件,但是随着时间的推移,新的封装形式也越来越多,因此需要自己建立封装库,设计新的元件封装。新建PCB库文件(点击pcblibrarydocument图标)双击
新建立的lib文件,进入元件封装编辑环境主菜单以及主工具栏元件封装管理器元件封装编辑工作区绘图工具栏元件封装库编辑环境设置Preference参数设置;(和pcb编辑界面的参数设置相似)LibraryOptions参数设置;最
好也选中以显示小网格创建新的元件封装:创建元件封装时,要根据实际尺寸确定元件封装的各个部分,特别是焊点的位置一定要精确。创建新的元件封装有以下几种方式:1.可以利用绘图工具栏直接在设计窗口绘制2.也可以从现有封装库中
选择一个相似的封装,复制到设计窗口,在进行修改3.或者利用向导创建元件封装手工绘制新封装的步骤如下通过Tools/NewComponent命令调用创建新元件向导,单击Cancel按钮,元件封装管理器中添加一个新的元件封装;修改名称使用Ct
rl+End快捷键使光标回到相对原点;所谓的原点即元件放置或者移动时鼠标的位置,所以绘制一定要在原点附近。在原点放置第一个焊盘,如显示过小,通过pageup放大视图框根据焊盘的实际大小(焊盘直径和孔径大小)、形状(圆形、方形、八角形)、类型(表面贴式焊盘或者插孔式焊盘)编辑焊盘属性
记得编辑焊盘的序号放置尺寸标记,根据实际中用游标卡尺或直尺测量的两个管脚的距离,把尺寸标记调整到相应大小,譬如此例中两个管脚距离400mil,这把尺寸标记的起点放到焊盘1的中心即原点处,调整其终点,使大小显示为400mil在准确的位置放置另外一个焊盘2,
并编辑属性注意:pcb库中的焊盘的编号必须与器件手册中管脚的编号保持一致去除尺寸标识注:如果不用尺寸标识辅助,也可在焊盘的属性中对其位置坐标进行设置将工作层切换到Topoverlay层使用绘图工具栏中的画线工具,绘制
元件封装外形(标识作用,无电气意义)保存做好的元件封装在PCB编辑环境加载刚建的元件封装库,并调用新建的元件封装;设置此封装代表的元件的序号、注释可以看到此封装方式为1(即刚刚做的封装的名称)从已有封装创建新的封装的步骤如下自学、了解内容从其他零件库中找到相似的元件封装并点击e
dit,进入已有封装库的编辑界面譬如以axial-0.5为基础做改动,则需要先找到此封装,再点击edit键自学、了解内容进入已有封装库的编辑界面已有封装库名称要修改的封装被选中自学、了解内容鼠标画框,框住所
有的图形,使其处于选取状态自学、了解内容用工具栏中的命令或者Ctrl+C,则出现十字,选中要复制的已经选取的图形自学、了解内容退出此封装库编辑界面进入自己建立的封装库的编辑界面新建立一个封装2在工作界面,按Ctrl+V,或者使用工具栏中的粘贴命令,
把要复制的图形放到相应位置(1焊盘放到原点处)自学、了解内容自学、了解内容在已有复制的图形基础上继续编辑(如焊盘的增减、图形的变化等),保存自学、了解内容点击update键,则回到pcb编辑界面,可以看到封装库中添加了新的原件封装自学、了解内容在pcb编辑界面,可看到库中有新绘
制的元件封装自学、了解内容用向导创建元件封装通过Tools/NewComponent命令调用创建新元件向导;选择封装类型和单位制设置焊盘尺寸,可以对尺寸的数字进行编辑设置焊盘间距离设置封装外形线宽设置焊盘
数量(元件管脚数量)设置元件封装名称完成封装向导生成的元件封装如果需要编辑新的封装:1:改变元件外形,先切换到topoverlay层,再绘制图形2:还可再次编辑焊盘例子先建立一个新的元件封装light1(焊盘距离280mil;外、内直径
分别为60、30mil)Dip-4AXIAL-0.4RAD-0.1§4.4:PCB布局、布线加载网络表文件设计规则的设置PCB布局;PCB布线§4.4.1加载网络表文件网表文件是描述电路元件以及其连接情况等信息的列表文件。是电路图与PCB之间的桥梁,是PCB自动布线的基础。
举例说明网表文件的内容。打开程序自带示例,双击4PortUARTandLineDrivers.sch,进入原理图编辑界面注意:原理图设计完后,原理图上所有的元件的属性中都必须注明封装方式,不得有遗漏为了保证不遗漏,可以生成电子表格元件列表来检查网表文件的生成:在电路图编辑器中,调用D
esign/CreateNetlist命令生成网表文件。[U1元件序号Sol-28元件封装2764元件的注释](WR网络名称U2-27元件u2的引脚U1-27元件u1的引脚)元件说明网络说明在.net文件中,有两种说明文字:一种为中括号[]中的对元件的说明;一种为圆括号()中的对网络的具
体说明建立pcb文件并确定好电路板具体参数以后(板层、大小、形状、布线禁止范围等各参数均已经设置好,具体步骤参考前面电路板生成部分),即可加载网络表和元件封装。加载网表文件的方式有两种:1:在原理图编辑环境向PCB加载网络表2:在PCB环境加载网络表以一个很简单的小例子说明一下网表文件的加
载:两个电容组成的电路Tools/ERC进行ERC检查Reports/billofmaterial生成元件列表Design/CreateNetlist生成网表文件通过向导或者自己手动绘制一个1000mil*1000mil的pcb双面板1、在原理图编辑环
境向PCB加载网络表电路图编辑器中提供同步器(Synchronizer),将网表文件直接调入PCB编辑器。调入前,需已创建PCB文件,并添加相应的元件封装库。在电路图编辑器中选择Design/UpdatePC
B命令。出现对话框,选择待绘制的pcb文件(如只有一个pcb文件,则不需选择)选择目标文件后,进入对话框(如图)。选择目标文件后,进入对话框(如右图)。将电路图编号附加到网络性网络名上细分到子电路将焊盘的net属性添加到所连的导线和过孔等的net属性中设置网络标号与端口的应用范围
(3种范围)1:网络标号与端口在层次电路图全局有效2:端口在层次电路图全局有效3:图纸符号和端口相连选择目标文件后,进入对话框(如图)。查看网表转换成宏命令的情况,尤其发现错误后及时改正发现错误及时到原理图中改正没有错误则继续则电路图中的元件以元件封装的形式显示在pcb图中,元件排列
在边界线外,且以飞线连接。(飞线:只表示了元件之间的连接情况,没有实际的电气意义)2:在PCB环境加载网络表首先pcb编辑界面调用Design/LoadNet命令,加载网表文件对话框如图所示。若报错,需回到电路图根据错误信息进行修改,消除所有的错误。执行Execute以后,将元件封装和网
络放置到电路板上,一般会放置到电路板边框外。点击此按钮寻找要加载的.net文件若网络表有错误则必须先改正所有错误Sch所生成网络表的常见错误。1.引线重叠,增加了节点。2.元件引脚间缺少引线。3.元件的序号(Designator)重复(Duplicate)。4.元件的封装(
Footprint)与PCB所打开库的封装不一致。5.电源的网络号不正确。(如:接地端没有改为GND;用电源符号作输出端)6.元件引脚与封装引脚的编号不一致。7.自建元件的引脚方向不正确。8.有
些元件封装在PCB库里没有时,网络表也会显示错误;用户可以修改已有的元件封装或自己创建来获得需要的封装。§4.4.2:设置设计规则无论哪种电路要制成pcb,必然会提出一些相关的具体的技术要求,例如:根据电路的工作电流要求板子上的某些网络导线宽度不得小于某个值;更具电路的工作电压,
要求板子上不同网络间、电源、地之间必须保持不同的间距。Pcb设计必须满足这些要求,否则制作出来的pcb就是废品,不能使用。这些电路对于pcb的要求,即成为pcb设计规则。自学、了解内容执行Design/Rules命令设置设计规则,出现下图所示的对话框设计规则分为6类
:布线规则、制造规则、高速PCB设计规则、元件封装放置规则、信号完整性规则、其他规则。自学、了解内容操作界面的介绍选择要设置的规则项,以间距设置为例有关间距规则的说明区单击可以添加、删除一条的间距方面的规则查阅某条规则的属性规则
列表,前面选中表明此规则有效所有规则设置好后,进行检查自学、了解内容常用的几条设计规则的设置Routing布线选项卡布线类别:最小安全间距;拐角方式;布线层面;布线优先;网络拓扑;过孔尺寸;走线宽度与表贴焊盘宽度的最大比例;设置表贴焊
盘到走线拐弯处的最小距离;设置表贴焊盘中心到电源板层的过孔或焊盘中心的最长布线长度;走线宽度自学、了解内容最小间距设置选中则此规则有效本规则默认名称设置最小间距值(需输入单位)使用范围:同一\不同\任意网络A\B为最小间距两侧的对象范围,即限定本规则的使用范围,从下拉菜单中选择对象类别自
学、了解内容拐角方式设置:设置导线的拐角模式从下拉列表里选择规则应用的范围:如整个板子\某一层\某个区域等本规则默认名称拐角方式:直角\45度\圆弧设置拐角的大小自学、了解内容布线层面设置:设置各信号层上导线的走向限定范围
本规则默认名称在不同层面上选择各种走线方向,一般采用默认值:顶层水平走线\底层垂直走线自学、了解内容过孔尺寸设置应用范围过孔的最小直径\最大直径\当前使用的直径设置过孔的最小孔径\最大孔径\当前使用的孔径自学、了解内容走线宽度设置最小线宽\最
大线宽\当前使用的线宽的值得设定自学、了解内容Manufacturing制作选项卡制作规则类别:走线夹角;孔的尺寸;层对;铜环最小宽度;表贴焊盘延伸量;敷铜连接方式;内电层安全距离;内电层电源焊盘的连接方式;阻焊层焊盘延伸量;连接测试点;测试点用法自学、了解内容走线的夹角一般不能小于9
0度走线夹角自学、了解内容孔尺寸设置两种设置方法:Absolute:输入具体值Precent:输入焊盘和孔的百分比自学、了解内容HighSpeed高速设计选项卡主要设置对高频电路进行pcb设计时的一些要求.电路工作频率低于25兆赫兹,
可以不考虑本项的设置自学、了解内容Placement元件放置选项卡自学、了解内容元件间隔设置:主要用于自动布局时封装间的最小间距选择间隔两侧元件的使用范围最小元件间的间隔从下拉菜单中选择间隔检查模式:3种,解释见下面的文字区自学、了解内容元件放置的位置:用于自动布局时
元件放置的方位自动布局时可忽略的网络:忽略某些网络可以减少走线的难度,提高自动布局的质量和速度自学、了解内容元件摆放范围:主要用于自动布局时元件摆放范围选择使用范围过滤在下拉列表中选择划定区域摆放元件内容的类别可以设定区域选择元件摆放层面选择元件摆放在划定区域内还是区域外自学、了解内容Sign
alintegrity信号完整分析选项卡这项设置主要用于高速电路的pcb设计,共有13项:脉冲下沿的传输延时\脉冲上沿的传输延时\阻抗限制\信号下沿过冲值\信号上沿过冲值\信号基值\激励信号\高电平时的最低电压\下沿延时\上沿延时\电源网络电压\下降沿下冲最大允许
值\上升沿下冲最大允许值自学、了解内容Other选项卡自学、了解内容§4.4.3:PCB布局把元件封装合理的排布在电路板上的过程称为元件布局。装入网表文件和元器件封装后,只是将元器件封装调入了pcb编辑界面,要
把元器件封装放入pcb工作区,就需要对元器件封装进行布局。有两种布局方法:自动布局、手动布局自动布局首先定义相应的规则,系统会按照规则自动的将元件在pcb上布局。执行Tools/AutoPlacement/AutoPlace命令进行元件自动布局;弹出对话框,设置模式PCB编辑器
提供了两种布局方式:分组布局:将元器件基于它们连通属性分为不同的元器件组,并且将这些元器件按照一定的几何位置布局,这种方式适合元器件数量比较少(小于100)的pcb制作。统计式布局:使用一种统计算法来放置元件,以便使连接长度最优化,使元器件间用最短的导线来连接。一般元件数量较多时使用。分
组布局统计式布局点击OK,可看到元件在电路板上移动,生成预拉线(飞线)在执行元件自动布局前,应该确保在keep-outlayer(禁止布线层)已经定义了一个电气边界,否则不能自动布局。若布局过程中想要停止,执行Tools/AutoPlacement/StopAutoPlacer
一般自动布局的结果不会令人很满意,元件与元件、元件与元件标符会有重叠的现象,所以常要手动调整。另外,对于不太复杂的印刷电路板,完全可以人工而不是自动布局,利用旋转、移动、排列等操作,使元件合理的排布在电路板上。手动布局:Protel99se在调入元件封装
以后已经将所有的元件封装在禁布线区外平铺,而且所有的元件之间都有预拉线连接,因此手工布局也不是很快困难。PCB布局工具:(选取要布局的器件)Tools/interactiveplacement命令族设置元件封装编号、注释的位置(见下页)调整对象的水平距离
调整对象的垂直距离在元件屋中排列在选择的区域内排列在印刷版外侧排列移动对象到栅格人工布局的步骤如下:1:在pcb设计窗口的禁布线区绘制电气边界。读入网表文件,编辑器将所有的封装放到pcb设计区。2:取消飞线(view/connections/hidea
ll)和隐藏元件标号及注释(双击封装,设置属性,在designator和comment选项卡hide选中),使画面简洁。(选作)3:从机械结构考虑,把外部插件、显示器件等拖放到指定位置,并锁定。接着放置中心元件(CPU、FPGA等),拖放前选择view/connections/sh
owcomponetnets,拖动和旋转中心元件,使飞线显示最顺畅,走线最方便。4:拖放其他元件。显示飞线,将元件拖到合理的位置,释放位置应以飞线最短、交叉最少为原则。可配合使用空格键、X键、Y键进行旋转。§4.4.4:PCB布线布线即用导线将各个元件封装按照原理图所绘联系起来。
布线也分为自动布线、手工布线两种自动布线用户一般先对电路板布线提出某些要求,然后按照这些规则来设置布线设计规则。布线规则设置的是否合理将影响电路板布线的质量。此外,首先设置一些布线相关的默认操作。布线相关的参数的设置Des
ign\Rules,对最小安全间距;拐角方式;布线层面、布线优先、走线宽度等进行设置。自学、了解内容其次对自动布线参数进行设置。执行AutoRoute/Setup打开自动布线规则设置对话框;Memory:自动布线器采用存储器方式布线
。针对存储类元件专门设计的工具。Fanoutusedsmdpins:自动布线时对表面贴元件的焊盘走线要先引出一小段才允许使用过孔在其他层面走线。Pattern:会按照设计规则中的拓扑结构布线。Shaperouter-pushandshove:布
线遇到故障,如过孔没、焊盘、已经布线等,系统会挤退或绕行Shaperouter-ripup:布线时遇到不合理布线,则依据设计规则重新布线自学、了解内容Cleanduringrouting:布线过程中同时进行清理操作
,尽量把线拉直,清除多余的过孔。Cleanafterrouting:布线完后再清理走线和过孔Evenlyspacetracks:选中则焊盘间如遇走线只能走一条,且放焊盘间隔中间Addtestpoints:放置测试点自学、了解内容选中,则在自动布线前
所预布的线不管其属性是否锁定,都将受到保护不改变。设置自动布线的栅格距。不设置则系统自动按照元件排列情况选择合适的值。所有参数设置合适后,即可以按routeall进行布线,布线完成,会出现信息对话框,列出布线百分比、走线数量、未完成的数量等。自学、了解内容布线完毕检查如果发现
有些线不合理,则可撤消布线:使用Tools/Un-Route命令自学、了解内容手动布线:可以全部都用手动布线完成也可以对自动布线完的结果进行手动调整达到合理的布线要求。手动布线的基本步骤:(1)设置
导线的一些默认参数(2)切换到顶层或底层(3)Place\line命令或用PlacementTools工具栏中的按钮。同一层导线的绘制:单击鼠标左键确定导线的起点,移到终点的位置单击左键两次确定终点,即画完一段导线,可以继续执行画线命令画下一段导线,也可以点鼠标右键两
次结束画线命令不同层导线的绘制如果用Place\line命令,则切换工作层。顶层红色,底层蓝色。画完顶层导线后,切换到底层继续画底层导线,在换层的位置放置过孔。interactiverouting(一般用此布线):交互式布线命令,可以实现不同层之间的交互布线在走线过程中
若要改变走线的工作层,只需要按一下小键盘上的*键,即可以切换各个工作层,按+-可以顺序或逆序切换移动已经布好的导线(1)移动整条导线:Edit/Move/Drag左键单击要移动的导线,移动到合适的位置,单击左键或按回车键将导线放置;右键或Esc键结束移动命令(2)移动导线端点:Edit/Mov
e/DragTrackEnd可以将导线的端点拖拉到合适的位置释放(3)截断导线再移动:Edit/Move/BreakTrack把鼠标移动到要截断的导线上,选择合适的位置截断删除导线:键盘法:单击导线,De
lete删除多条导线:按Shift键不放,依次单击要删除的导线,Ctrl+Delete逐条删除,右键退出Edit/Delete§4.5:后续操作DRC设计规则检查生成PCB报表PCB图的打印§4.5.1:设计规则
检查执行Tools/DesignRuleCheck命令进行设计规则检查Tool/ResetErrorMarkers清除错误标记DRC报表解读生成的DRC报表检查规则的类别违反规则的对象数具体违反最小间距规则的对象的坐标等信息§4.5.2
:生成PCB报表:引脚报表;电路板信息报表;设计层次报表;网络状态报表;电路特性报表;等自学、了解内容电路板信息报表执行Reports/boardinformation命令调用电路板信息自学、了解内容网络状态报表执行Reports/Netliststa
tus命令调用网络状态表自学、了解内容设计层次报表执行Reports/DesignHierarchy命令调用设计层次报表自学、了解内容电路特性报表执行Reports/Signalintergrity命令调用电路特性报表自学、了解内容§4.5.3:PCB图的打印:选择进入
打印管理窗口自学、了解内容生成PPC打印文件打印机设置自学、了解内容打印机设置自学、了解内容定义打印输出模式自学、了解内容打印输出文件的编辑打印自学、了解内容全自动设计PCB板:绘制电路原理图,ERC检查后生
成网单文件;通过电路板生成向导生成电路板文件;加载元件封装库;通过设计同步功能加载原理图设计内容(在原理图编辑环境执行Design/UpdatePCB命令);自动布局:执行Tools/AutoPlacement/AutoPlacer命令进行
元件自动布局;自动布线:执行AutoRoute/Setup设置自动布线的规则;然后执行AutoRoute/All进行整个电路板自动布线;进行设计规则检查(DRC检查);对设计好的PCB板图保存、打印输出;全手工设计PCB板:---较慢新建电路板文件,加载元件封装库;绘制
电路板板框,设置电路板板层;放置元件封装、焊盘、过孔等对象;编辑放置的各个对象的属性;布线:绘制铜膜走线,并设置走线属性;放置文字说明、尺寸线等;修改、调整电路板板框;进行设计规则检查(DRC检查);对设计好
的PCB板图保存、打印输出;半自动半手工设计PCB板:绘制电路原理图,进行ERC检查,生成网单文件;使用电路板生成向导生成电路板;加载元件封装库;修改网单文件,用Design/LoadNets命令加载网单;自动和手工配合布局元件;调整布
线、板层参数,即调整设计规则;设置自动布线规则,通过AutoRoute/Net命令对一些重要走线先进行布线,配合以手工调整;锁定已布走线,通过AutoRoute菜单进行剩余的布线;进行设计规则检查(DRC检查);对设计好的PCB板图保存、打印输出;例子:电阻R3\R4(470欧姆)A
xial-0.4电容C9(0.1uf)RAD-0.14040U12DIP-16晶体振荡器Xtal(加载sim库)Xtal-174LS04U9A~CDIP-14SWDIP-8SW1DIP-16电路板2000mil*1500milERC检查Design/Creat
netlist生成网表文件进入PCB编辑器,加载元件封装库。利用向导创建电路板(2000mil*1500mil)调入网表文件设计规则的设置执行Tools/AutoPlacement/AutoPlacer命令进行元件自动布局;手动调整执行AutoRoute/Setup
设置自动布线的规则;然后执行AutoRoute/All进行整个电路板自动布线;DRC检查生成各个报表