印刷电路板设计

印刷电路板设计1第1页，课件共39页，创作于2023年2月

PROTEL99SE简介

Protel99SE共分5个模块:

电路原理图（SCH)设计

PCB设计（包含信号完整性分析）自动布线器原理图混合信号仿真

PLD设计

其他：管理模块（文本、数表等）2第2页，课件共39页，创作于2023年2月电路原理图（SCH)设计四个要素元件连线结点网络标号3第3页，课件共39页，创作于2023年2月电路原理图设计（一）启动Protel99SE新建一个设计库文件（NewDesign)MyDesign.ddb新建一个原理图设计文件(NewFile)SchematicDecument*.SCH添加元件库(Add/Remove)设置图纸大小（Design/Options)4第4页，课件共39页，创作于2023年2月电路原理图设计（二）放置元件（三种方法）旋转和镜像翻转元件（空格、X、Y）移动元件（Move)放置导线(PlaceWire)放置节点(PlaceJunction)5第5页，课件共39页，创作于2023年2月电路原理图设计（三）编辑元件属性（Properties)1.LibRef在元件库中的元件名称2.Footprint元件在PCB库封装形式3.Designator元件流水序号4.PatrType元件名称(默认值)5.Part定义子元件序号6.Selection切换选取状态7.(略)6第6页，课件共39页，创作于2023年2月电路原理图设计（四）ERC电气规则检查(*.ERC)修改设计错误CreateNetlist创建网络表(*.NET)Save存盘7第7页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（一）

1、PCB

中文－印刷电路板 英文－PrintedCircuitBoard2、PCB板的质量由基材的选用、组成电路各要素的物理特性决定的。8第8页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（二）3、PCB的材料分类（刚性、挠性）

A、酚醛纸质层压板

B、环氧纸质层压板

C、聚酯玻璃毡层压板

D、环氧玻璃布层压板

E、聚酯薄膜

F、聚酰亚胺薄膜

G、氟化乙丙烯薄膜 9第9页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（三）4、PCB基板材料

A、FR－4B、聚酰亚氨

C、聚四氟乙烯

D、(G10)E、FR5(G11)

10第10页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（四）5、组成PCB的物理特性

A、导线Track（线宽、线距）

B、过孔ViaC、焊盘Pad（园、方、菱形）

D、槽

E、表面涂层及覆铜

11第11页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（五）6、PCB板按层数来分

A、单面板（单面走线、双面丝印）

SignalLayerPCBB、双面板（双面走线、双面丝印）

DoubleLayerPCBC、四层板（两层走线、电源、GND）

D、六层板（四层走线、电源、GND）

MultiLayerPCBE、雕刻板12第12页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（六）7、Protel99seLaycrs标签页选取DesignOptions菜单命令进行设置

16个信号层(SignalLayer)电气布线

4个内部层(InternalLayer)电源和接地线

4个机械层(MechanicalLayer)说明作用

2个钻孔导引层(DrillLayer)辅助钻孔

2个防焊层(SolderMaskLayer)防焊锡溢出

2个锡膏层(PasteMaskLayer)粘贴表贴零件

2个丝印层(SilkscreenLayer)印刷说明文字13第13页，课件共39页，创作于2023年2月PCB概述（续六）7、Protel99seLayers标签页选取DesignOptions菜单命令进行设置

(KeepoutLayer)禁止布线层

16个信号层(SignalLayer)电气布线层

Top(顶层)Bottom(底层)Mid1----Mid14(中间信号层）14第14页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式(一）

1、电阻AXIAL0.3300milAXIAL0.4400milAXIAL0.5500milAXIAL0.6600milAXIAL0.7700milAXIAL0.8800milAXIAL0.9900milAXIAL1.01000mil

15第15页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式（二）

2、电容RAD0.1100milRAD0.2200milRAD0.3300milRAD0.4400milRB.2/.4200mil400milRB.3/.6300mil600milRB.4/.8400mil800milRB.5/1.0500mil1000mil

16第16页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式（三）

3、晶体管DIODE0.4400milDIODE0.7700milTO92B50milTO126TO220100mil4、可变电阻

VR1VR2VR3VR4VR5

17第17页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式（四）

5、集成电路DIP4、6、8、14、16、18、20、22、24、28、32、40、48、52、64(100mil)ILEAD4、6、8、14、16、18、20、22、24、28SIP2、3、---9、10、12、16、20(100mil)CFP14、16、20、24、48、56(50mil)JEDECA28、44、52、68(50mil)LCC16、18、18ECA、18ECB、20、20ECD、24、28、32、44、52、68、84、100、124、156LCCC68、84(50mil)

18第18页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式（续四）MO-00310、00314、00410、00414、00416MO-01840、01924、01928、02036、02040MO-02116、02124、02136、02220、02242MO-02336、02350(50mil)MPLCC84、100、132、164、196、44(20mil)PFP14182028(50mil)PGA52×9、64×10、68×10、58×11、PGA84×10、84×11、84×12、84×13PGA88×13、100×10、114×13、120×13PGA124×13、128×13、132×13、168.17PGA170×18、208×17(100mil)

19第19页，课件共39页，创作于2023年2月PCB元件封装形式（续四）PJLCC2844526884100124156(50mil)PLCC1818L20222828R3244526884PLCC100124(50mil)QFP4444-144-244-34852545656-260QFP6464-164-264-364-464-5707480QFP8894120128136144160196(25mil)

20第20页，课件共39页，创作于2023年2月

PCB设计流程

21第21页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（一）1、新建一个PCB设计文件（NewFile)PCBDecument*.PCB2、在禁止布线层（KeepoutLaycr）上，用Track线绘制印刷电路板边框。3、选取主菜单命令Design/Options，设置各活动层。4、通过板层切换标签，将Top(顶层)设置为当前活动层。5、选取主菜单命令Design/Netlist，调入网络表文件。(Execute)22第22页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（二）6、手动布局7、自动布局：选取主菜单命令Tools/AutoplaceClusterP1acer；组群方式布局。它是以布局面积最小为标准。同时可以将零件名称和序号隐藏。它还有一个加快布局速度的选项，即QuickComponentPlacement。StatisticalPlacer：统计方式布局，它是以使得飞线的长度最短为标准。23第23页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续二）

PCB布局的一般规则：

a、信号流畅，信号方向保持一致

b、核心元件为中心

c、在高频电路中，要考虑元器件的分布参数

d、特殊元器件的摆放位置；批量生产时，要考虑波峰焊及回流焊的锡流方向及加工工艺传送边。

24第24页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续二）

PCB布局的顺序：

a、固定元件

b、有条件限制的元件

c、关键元件

d、面积比较大元件

e、零散元件25第25页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续二）1、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。2、元件布局是否疏密有序，排列整齐。3、元件是否便于更换，插件是否方便。4、热敏元件与发热元件是否有距离。5、信号流程是否流畅且互连最短。6、插头、插座等机械设计是否矛盾。7、元件焊盘是否足够大。布局检查：26第26页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（三）8、手动布线9、自动布线：选取主菜单命令AutoRouteALL全部AllRoute10、DRC设计规则检查选取主菜单命令Tools下

DesignRuleCheck11、覆铜覆铜就是将电路板中空白的地方铺满铜膜，目的是提高电路板的抗干扰能力。选择主菜单项Place\PolygonPlane命令12、泪滴泪滴的主要作用是在钻孔时,避免在导线与焊点的接触点处出现应力集中而使接触处断裂。选择主菜单栏的菜单项Tools\TearDrop\Add命令。

27第27页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续三）

走线规律：1、走线方式尽量走短线，特别是小信号。12mil。2、走线形状同一层走线改变方向时，应走斜线。3、电源线与地线的设计

40－100mil，高频线用地线屏蔽。4、多层板走线方向相互垂直，层间耦合面积最小；禁止平行走线。5、焊盘设计的控制

28第28页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续三）

检查走线1、间距是否合理，是否满足生产要求。2、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）。3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开。4、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。

29第29页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计（续三）5、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。6、对一些不理想的线形进行修改。7、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。8、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。

检查走线30第30页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计技巧（一）1、为确保正确实现电路，遵循的设计准则：尽量采用地平面作为电流回路将模拟地平面和数字地平面分开如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。31第31页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计技巧（二）32第32页，课件共39页，创作于2023年2月PCB设计技巧（三）2、无地平面时的电流回路设计

1）、如果使用走线，应将其尽量加粗

2）、应避免地环路

3）、如果不能采用地平面，应采用星形连接策略

4）、数字电流不应流经模拟器件

5）、高速电流不应流经低速器件33第33页，课件共