第十四讲印刷电路板设计

1、第十四讲印刷电路板设计第14讲 印刷电路板设计 该页设置主要用于PCB设计中的各类操作模式进行设置。【编辑选项】用于各种编辑功能进行选择、设置、包括若干复选框【屏幕自动移动选项】用于设定工作内屏幕显示画面的移动方式【交互式布线】用于设定布线中的走线方式，如是否忽略障碍，是否采用智能的导线中止方式等。【覆铜区重灌铜】设定覆铜过程中对同一网络的覆盖方式广东职业技术学院用于对PCB工作区的显示模式进行设置，打开或关闭表示栏目中的信息显示，该业内的参数将作用与整个系统范围内，所有进行编辑操作的PCB文件都将收到影响。【显示选项】用于设置系统的显示模式广东职业技术学院用于控制PCB工作区内的各种类型图元

2、的显示或隐藏状态及显示模式等。广东职业技术学院用于PCB设计中用到的各个对象的默认值。广东职业技术学院用于设定PCB设计的3D效果图参数，包括高亮色的色彩选择、打印质量设置、PCB3D模式所用到的库设置等。广东职业技术学院层次式电路图的概念广东职业技术学院 Protel 2004 共可进行74个板层设计，包含32 层 Signal(信号走线层)；16层Mechanical(机构层)；16层Internal Plane(内层电源层)；2层Solder Mask(防焊层)；2层Paste Mask(锡膏层)；2层Silkscreen(丝印层)； 2层钻孔层(钻孔引导和钻孔冲压)；1层Keep Ou

3、t (禁止层)；1层Multi-Layer (横跨所有的信号板层) 。 Protel 2004交互式布线模式：Ignore Obstacles(忽略障碍模式)；Avoid Obstacles(避开障碍模式)；Push-and-Shove(推挤障碍模式)。 广东职业技术学院 进入PCB编辑器 1.菜单栏 编辑不同类型的文件就有不同的编辑器，不同的编辑器也有不同的菜单栏，不过，不同编辑器下的菜单栏大同小异，操作方式也类似。 例如提供编辑命令的Edit菜单。在Edit菜单内的某些命令右边是黑色的三角形，表示还可以展开，例如Select命令 。广东职业技术学院 进入PCB编辑器 2.主工具条 随着不同

4、的编辑器，编辑区上面出现不同的主工具条，其中大部分是一般常用的工具按钮，例如切换项目管理器、切换操作面板、打开文件等，如图所示。广东职业技术学院 进入PCB编辑器 3.放置工具条 所有的工具条都可以变成小对话框的形式，如图所示。 具体的操作方法是将鼠标指针移动到工具条的最左方，然后单击，并将其拖到屏幕中央就可以了。其实，可以把它拖到窗口的上边、下边、左边或是右边。广东职业技术学院 进入PCB编辑器 4.工作区 整个PCB编辑器中，工作区有卷动工作区的垂直滚动条及水平滚动条，与电路图编辑区一样。 在工作区下方还有板层卷标，只要以鼠标指针指向所要使用的板层，单击，则该板层变成工作板层，如图所示。

5、广东职业技术学院 5.坐标栏 在窗口下方，状态栏上面显示的是鼠标指针目前位置的坐标，PCB是以左下角为绝对原点(0，0)，如图所示。广东职业技术学院 下面先打开一个例子，看看具体的管理器。打开上图中的Navigator面板的话，可以看到下拉列表框中包括有Nets(网络)、Components(元件)等，如图所示。 在浏览器的下面还有一个小屏幕，这个小屏幕是编辑区的缩影，只是必须在1024768的分辨率下，才能看清，如图所示。 广东职业技术学院 PCB板概述 首先看PCB板的结构。印刷PCB板就是绝缘的板子，要把电路做成铜膜走线，放在其上，一片铜膜贴在一片玻璃纤维上，是单面板；如果上下各有一层铜

6、膜就是双面板；至于多层板就是像夹心饼干一样。 元件反应在PCB板上就是焊盘。或者说，以PCB板的角度看，元件就是一堆焊盘的集合。 连接在各个焊盘之间的，就是铜膜走线(Track)。通常铜膜走线是两个焊盘(Pad)间的导线，而大部分的焊盘就是元件引脚。当铜膜走线每转过一个角度，成为一段(Segment)；如果无法顺利连接两个焊盘时就要通过过孔(Via)，连接到另外一个布线层，换到另外一个布线层来走线。 广东职业技术学院 设置环境参数 开始正式布线之前，先要将工作窗口的环境参数进行设置，比如，图纸的尺寸、栅格的大小、栅格的显示方式、背景的颜色、光标的捕捉区域大小和公制/英制的转换等。一般情况下，对

7、于环境参数的设计可以依次完成，之后不必再做修改。环境参数设置的好坏将会直接影响到用户的工作效果。广东职业技术学院 图纸的设定 图纸的设定包括图纸的尺寸、图纸位置、栅格尺寸、栅格的显示方式和度量单位等设置。 在PCB编辑器中，选择Design | Board Options命令，即可进入图纸环境参数设置对话框，如图所示。 广东职业技术学院 板层的类型 Protel 2004提供了若干个不同类型的工作层面，包括信号层、内部电源层/接地层、机械层等。PCB编辑器通过层堆栈管理器来添加或删除板层。选择Design | Layer Stack Manager(图层堆栈管理器)命令，则系统弹出图层堆栈管理

8、器。如图所示。广东职业技术学院 板层的设置 (1)打开板层设置对话框 选择Design | Board Layers(板层)命令。系统弹出板层设置对话框。 (2) 设置工作层面的个数 (3) 设置工作层面的颜色广东职业技术学院 规划PCB板 所谓规划PCB板就是根据电路的规模以及用户的需求，确定所要制作PCB板的物理外形的尺寸和电气边界。 在规划PCB板之前，首先建立一个工程，再建立原理图文件，并绘制共射极放大电路的原理图；然后再建立相应的PCB文件。广东职业技术学院 规划PCB板 (1)执行规划PCB板命令 选择Design | Board Shape | Redefine Board Sh

9、ape(重定义板型)命令。此时，鼠标指针变成十字形，工作窗口变成绿色，系统进入如图所示的PCB板外形编辑窗口。 广东职业技术学院 规划PCB板 (2)设定物理边界 设定当前的工作层面为Mechanical 1。单击工作窗口下面的标签即可将当前的工作层面切换到Mechanical 1层面，如图所示。 按钮或选择Place | Track(导线)命令，确定了边界 。 广东职业技术学院 规划PCB板 (3)设定电气边界电气边界是在禁止布线层(Keep-Out Layer)上面完成的，它的作用是将所有的焊盘、过孔和线条限定在适当的范围之内。 (4)设定螺丝孔根据PCB板的安装要求，需要使用螺丝孔来固定

10、。 广东职业技术学院 规划PCB板 通常情况下，需要设计PCB板的大小、外形、设置习惯的环境参数等。一般，PCB板的布线程序，可以分为以下几个步骤，如图所示。 认识PCB 编辑器1、新建一个PCB文件（A）打开前面所画的原理,新建一个工程文件LAYER使当前项目为LAYER，保证新建的PCB文件自动添加此项目中建一个PCB文件广东职业技术学院、利用向导产生文件点击Files/ Board Wizard选择画图单位选择选择电路板的单位有英制和公制两种，英制的单位z（inch），公制单位为毫米（mm），它们的换算关系是1 inch=1000 mil25.4mm。可以选择Custom自己定义模版或选

11、择标准模板分别为矩形.圆形.自定性义修改尺寸大小广东职业技术学院电路板主要参数如下： 轮廓形状：共有矩形、圆形和自定义3种形状，通常选用矩形。 电路板尺寸：电路板长度和宽度。这里设置长为2000mil，宽为1500mil。 放置尺寸线于此层：共有16个机械层可选择，这里采用默认的Mechanical Layer1。 边界导线宽度：电气边界线的宽度，这里采用默认值10mil。 尺寸线宽度：采用默认值10mil。 禁止布线区和板子边沿的距离：电气边界和物理边界的距离，默认值为50mil。此外还有标题栏和刻度、图标字符串、尺寸线、角切除和内部切除等复选项可供选择。若选中某一复选框，则打开该项功能。按

12、设置后单击【下一步】按钮，进入“选择电路板层”对话框，。该对话框用于设置电路板中信号层和内电层的数目，这里设置为双面板，不打开内电层。示设置后单击【下一步】按钮，进入“选择过孔风格”对话框，所示。这里有两种类型的过孔可选择：只显示通孔（Thruhole Vias）和只显示盲孔或埋过孔（Blind and Buried Vias）。在这里三端稳压电源为例，选择“只显示通孔”单选按钮。单击【下一步】按钮，进入“选择元件和布线逻辑”对话框，所示。元件类型有表面贴装元件（Surface-mount components，简称表贴元件）和通孔元件（Through-hole components，即直插式

13、元件）。输入信号层设置为2,最小为2电源层设置为0选择布线时一般有过孔，选择通孔选择带插脚的元件选择直接通过孔固定元件焊盘间导线的数量设置为2分别表示设置：导线的最小宽度，过孔、安全距离完成利用PCB提供的模版创建文件广东职业技术学院系统新建的PCB文件广东职业技术学院新建的文件具有符合国际标准的PCI接口。保存为PCB2PCB电路板就是一块绝缘的板子，把电路做成铜箔在上面走线，一般可以分为单层板、双层板、多层板。绝缘的板子一般为玻璃纤维，一片铜箔贴在一片玻璃纤维上就是单层板，如果上下各有一层铜箔这就是双层板，至于多层板就像夹心饼干一样，一层铜箔加一层玻璃纤维，这样在电路板内部也可以走线。可以

14、设计很复杂的电路。广东职业技术学院【文件】【创建新PCB文件】【设计】-【层堆栈管理器】广东职业技术学院可以看到默认的电路板是一个双层板，TOP layer为顶层板，bottom layer底层。顶层和底层都可以放置元件，都可以进行导线的连接，顶层和底层是通过过孔来连接的广东职业技术学院单击界面右下角的菜单，系统提供 了几种默认的电路板，我们选择了单层板广东职业技术学院这时电路板两面的名称发生了变化广东职业技术学院上面一层为Component Side是指放置元器件的工作层面，下面一层为Solder Side是指焊接走线的层面因此它适合一些简单的电路设计，对于比较复杂的设计，一般都需要多层板看

15、经常使用的四层板，它包括两个信号层（顶层和底层）在中间增加了一个电源层和接地层市面上很多电脑的主板和内存都是使用这样的四层板，更高端的电脑使用六层板，它主要是在四层板的基础上增加两个信号层。六层板在电路板的两面都可以放置元器件。电路板的两面和中间层1、2都可以进行信号线的连接而且电路板内还有一个专门的电源层和接地层，这样可以设计相当复杂的电路。从电路板设计的角度来说，板的层次越多，布线的路径也就越多，因此布线越容易，但是成本越高广东职业技术学院板卡上有插针式元器件比如按键开关、插座等，电路板必须得钻孔，另一类的元器件为表面贴式元器件，这类元器件不需要进行钻孔，所以一般可以看见这些器件在表面管脚

16、比较密。因此，现在比较新的设计或产品，见的比较多是贴片式的PCB制版。元器件反映在电路板上就是焊盘，因此从电路板的角度来看，元器件就是一堆焊盘的集合。所以焊盘也分为插针式焊盘，表面贴式焊盘， 插针式焊盘必须穿孔。有时候有些焊盘无法用导线相连的时候，就需要用到 过孔，有时见到导线延伸到一个过孔就消失了，因此可以判断这导线通过过孔切换到另一个层面。在电路板上大家可以看到一层绿色的漆，这一层是阻焊层它能够排开焊锡的物质，因此焊锡只能够留在没有涂阻焊剂的焊盘上。而其他的地方不会沾锡，可以防止焊锡溢出引起短路等。电路板的表面有一些文字或图案，比如元器件的标号，它是由油墨印上去的，不会导电。这一层是丝印层

17、。有了丝印层的提示可以更加方便和快速的完成电路板的设计。广东职业技术学院1【设计】【PCB层次颜色】2在工作区单击鼠标右键，选择【选择项】-【PCB层次颜色】3快捷键L广东职业技术学院广东职业技术学院信号层，一般用红色表示顶层，蓝色表示底层。，可放置元件及布线连接。两个中间层可进行布线的操作当然每个层的颜色也可以修改，用鼠标单击颜色。不过一般初学不要修改它。 当选择某一层时，后面对号钩上，代表这一个层就可以在PCB编辑中操作。电源层，一般是内部电源层，内部电源和内部地。机械层主要用来放置电路板边框和标注电路板的尺寸，通常在一个设计里只需要一个机械层就可以啦。屏蔽层（掩盖层）共有四个，分为顶部的

18、锡膏保护层和底部的锡膏保护层、顶部阻焊层和底部的阻焊层。阻焊层主要用于在焊盘和过孔周围设置保护区，锡膏保护层提供了锡膏，以便焊接表面贴的封装元件。这个层一般都不需要特殊的设置。广东职业技术学院丝印层分为顶层底层的丝印层，该层主要用于绘制元器件的外形，字符串的标注等图像说明和文字说明。其他层，比较重要的是keep-out layer，禁止布线层，该层可以定义有效放置层，定义一些区域可以放置元件和布线，而另外一些区域是禁止放置元件和布线。系统颜色中关注比较多的是DRC Error Markers定义的是设定DRC检查到的错误提示颜色，如绿色。广东职业技术学院DXP有提供两套默认的板层和系统层颜色设定方案，系统默认的是类颜色设定。广东职业技术学院设定PCB边界设置PCB层和颜色后，可以进一步定义PCB的边界。PCB边界是一个封闭的多边形，包括PCB物理边界和电气边界两个方面。PCB物理边界界定了PCB的形状，电气边界则界定了元件放置和布线的区域范围。一般地，电气边界要比物理边界要小。广东职业技术学院设置PCB的物理边界【设计】-【PCB形状】1【重定义PCB形状】2【