第7章印刷电路板设计技术

第7章印刷电路板设计技术7.1印制电路板设计流程启动PCB编辑器。电路板的设计任务全部在PCB编辑器中实现。规划电路板。例如电路板的物理尺寸，几层电路板〔单面板还是双面板〕，各元件采用何种封装方式及其安装位置等。这一步是确定电路板设计的框架。设置任务环境参数，加载元件库封装。装入网络表及元件封装。假设前面没有生成网络表，那么可以用手工的方法放置元件。封装就是元件的外形，对于每个装入的元件必需有相应的外形封装，才干保证电路板布线的顺利进展。元件的规划〔可分为手动和自动两种〕。将元件放置在电路板的适宜位置。布线〔可分为手动和自动两种〕。即完成元件之间的电路衔接。在布线之前，普通要设定好设计规那么。7.2启动PCB编辑器菜单File----New，翻开新建文件对话框。选取PCBDocument图标，单击“OK〞按钮，或双击该图标创建一个新的PCB文件，新建的PCB文件名默以为“PCB1〞，这个文件位于当前的设计库中，此时用户可重新命名。7.3电路板边境规划电路板的边境普通是指在制止布线层的电气边境。单击编辑区下方的KeepOutLayer标签，将制止布线层设置为当前任务层。菜单Place--Keepout--Track，或图标…建立如下图边境。此边境也是电路板的实践尺寸，以后的元件布置均在此边境内部。电路板边境规划交互式布线，在信号层内可实现焊盘的电气衔接，同时布线时还遵守设定好的布线规那么；在制止布线层可绘制电路板边境。即根据所处层不同，绘制出的内容具有不同的含义。连线，普通用于非电气层上〔用于电气层上时，不遵守布线规那么〕。根据所处层不同，绘制出的内容具有不同的含义。二者在放置时可按动Space键或Shift+Space键改动走线方向，其中后者改动的方式更多。二者的区别7.4装入元件封装及网络表在装入网络表及元件封装之前，应该先将所用到的元件封装库装入到PCB编辑器中，类似于画原理图时装入元件库。假设没有装入相应的元件封装库，装入网络表时会提示装入过程有误。步骤：1、设计管理器→“BrowsePCB〞。2、“Browse〞阅读栏→“Libraries〞3、“Add/Remove〔添加/删除〕〞按钮，将弹出添加/删除库文件的对话框。或执行“Design----Add\RemoveLibrary〞命令实现。装入元件封装及网络表在Protel99SE中提供了大量元件封装，这些元件封装都分门别类地存放在不同的元件封装库中。元件封装库的存放途径是C:\ProgramFiles\DesignExplorer99SE\Library\Pcb在Pcb文件夹下包含3个文件夹，其中：Connectors文件夹：主要存放各种衔接件的元件封装库；GenericFootprints文件夹：存放各种常用的元件封装库；IPCFootprints文件夹：存放各种表贴式元件封装库。元件封装库的扩展名是.ddb。装入元件封装及网络表选择库文件〔位于\DesignExplorer99SE\Library\PCB\GenericFootPrints〕。过程与画原理图时装入元件库的步骤一样。比较常用的元件封装库有Miscellaneous.ddb、Advpcb.ddb、GeneralIC.ddb。装入元件封装及网络表单击“Browse按钮，便可进入阅读封装库元件对话框。或菜单“Design----BrowseComponents〞。在对话框中可以查看元件封装的类别和外形等。Libraries：选择已装入的元件封装库。单击右边的下拉式按钮便会看到所添加的元件封装库，可选择阅读。“Edit〞对选中的元件进展编辑，“Place〞将选中的元件放置到电路板上。预览区放大减少装入元件封装及网络表网络表应该包括电路原理图中的一切元件，而且元件均指定了管脚封装。装入网络表的方法：菜单Design----LoadNets，系统会弹出装入网络表对话框。在“NetlistFile〞框中直接输入网络表文件名。或单击对话框中的“Browse…〞。单击“Browse…〞按钮时弹出的选择网络表文件选择对话框，网络表文件的扩展名为“ＮＥＴ〞。装入元件封装及网络表假设没有设定封装方式，或者封装方式不匹配，那么在装入网络表时，会在列表框中显示错误信息，这将不能正确装入该元件。这时最好前往电路原理图，修正该元件的属性或电路衔接，再重新生成网络表，然后切换到PCB文件中进展操作。按Execute装入网络表装入元件封装及网络表无论网络表有无错误，均可以强迫装入网络表〔即使有错误，也可以在PCB设计环境下修正〕。右图为装入正确的网络表后的PCB图，暗绿色显示的是飞线。7.5元件规划自动规划：必需先定义电路板的边境，否那么无法自动规划。菜单Tools----AutoPlacement----AutoPlacer…将弹出对话框。ClusterPlacer〔成组规划方式〕：根据元件的连通性分组，然后按照几何关系在规划区域内放置元件组。普通适宜于元件数量较少〔少于100〕的PCB制造。两种自动规划方式元件规划StatisticalPlacer：根据统计算法来放置元件，使元件间用最短的导线衔接。普通适宜元件数目较多〔大于100〕的PCB制造。GroupComponents：将关系亲密的元件合并为一组，规划时作为一个整体。RotateComponents：规划时可以将元件旋转。元件规划自动规划终了后，思索到散热、抗电磁干扰、强弱电分开等要素，普通要进展手动调整。单击并拖动某元件可调整其位置。此时支持Space键调整方向，Tab键修正属性。按住Shift键，单击多个元件，即可使这些元件处于选取形状，被选取的元件呈现高亮度。单击并拖动可调整多个元件的位置。按住鼠标左键并坚持，挪动鼠标，拉出一个框，当这个框包围了所要选取的元件时，松开鼠标左键即可选取框内的元件。只需整体在框内的元件才会被选取。元件规划—对齐元件ComponentPlacement〔元件布置〕工具栏或菜单Tools----InteractivePlacement。只需对选中的元件操作才有效元件规划—对齐元件Align菜单：弹出对齐元件对话框，该对话框列出了多种对齐的方式。该命令也可以在工具栏上选择图标。左边“Horizontal〞区域是程度对齐的各种方式，右边“Vertical〞区域是垂直对齐的各种方式。7.6设置布线规那么布线：普通说来，用户先对电路板布线提出某些要求，然后按照这些要求来预置布线设计规那么。设置完布线规那么后，系统将根据这些规那么进展自动布线。最后可以手动调整。设置自动布线设计规那么：菜单Design----Rules。设置布线规那么ClearanceConstraint〔走线间距约束〕：用于设置走线与其他对象之间的最小平安间隔。单击，添加新的规那么双击该项，直接修正该规那么设置布线规那么Rulescope用于指定本规那么适用的范围，例如整个电路板、某一层、某个网络等。RuleAttributes设置最小间距的数值和网络的类型关系。最小间距的数值网络的类型关系设置布线规那么RoutingCorners设置布线拐角的款式,操作与前面所述类似：双击选项或单击Add按钮。拐角款式：45度、90度、圆弧拐角的详细值设置布线规那么RoutingLayers设置自动布线过程中哪些信号层可以运用。以程度线为主以垂直线为主双面板设置布线规那么RoutingLayers设置自动布线过程中哪些信号层可以运用。不指定哪一个为主单面板该层不布线设置布线规那么RoutingPriority用来设置布线的优先权，即布线的先后顺序。范围：0-100，0最低，100最高，优先权高的网络先布线可以选择不同的网络设置布线规那么WidthasaaConstraint导线宽度：用来设置导线的最大和最小宽度走线的最小、最大和优选宽度值7.7自动布线布线规那么设置终了，可启动自动布线。AutoRoute菜单…All整个电路板布线，系统按照布线规那么完成一切的布线任务，无需人工干涉。Net指定网络布线，执行该命令后，光标变成十字外形，挪动光标到需求布线的网络，并单击鼠标左键，那么与该网络连线相衔接的一切网络线均被布线。之后可以继续选择其他的网络自动布线。右击鼠标取消布线形状。自动布线Connection指定两衔接点布线，由用户指定某条连线，系统仅对该连线进展自动布线，也就是对两衔接点之间进展布线。挪动光标到需求布线的衔接线，并单击鼠标即可。该衔接线布完后，可继续选择其他的衔接线。右击鼠标取消布线形状。Component指定元件，系统仅对与该元件相连的网络进展布线。操作过程类似。自动布线Area由用户划定区域，系统的自动布线范围仅限于该划定区域内的元件。执行该命令执行后，光标变成十字外形，挪动光标到需求布线的元件左上角，并单击鼠标左键，然后拖动鼠标使得出现的矩形框包含需求布线的元件，之后单击鼠标左键，以构造一个布线区域，系统便开场自动对该区域的一切元件及其衔接的网络进展布线。在自动布线的过程中，也可以...终止自动布线重新布线暂停自动布线暂停自动布线后重新开场自动布线自动布线AutoRoute----All，系统会弹出自动布线设置对话框，普通按照其默许设置即可。LockAllPre-routes选中时，自动布线器会锁定一切曾经布过的线，仅对没有布过的线布线；未选中时，自动布线器会取消一切曾经布过的线，并对整个电路重新布线。布线栅格大小启动自动布线自动布线布线前布线后暗绿色为飞线红色和蓝色为布好的线7.8手工调整自动布线有不尽如人意的地方：例如散热器下方走线，IC芯片引脚间走线，电源线过细，需求添加新的内容等。撤销已布的线，使相应的线回到飞线形状：Tools----Un-Route，里面的选项与前面所述类似。单击某段已布好的线，并按动Del键也可撤销。手工调整----添加电源线的宽度Tools----Un-Route----Net，选择VCC和GND网络，撤销已布的线。DesignsRules-----WidthConstraint走线宽度，再选择Add。在RuleScope中选择Net。分别选择VCC和GND网络分别修正走线的最小、最大和优选宽度值手工调整----添加电源线的宽度手工调整----添加电源线的输入端添加电源线的输入端可方便后续接线。单击C1电容的引脚1，放大，上面会显示其编号和所属网络的称号。地电源一切网络列表的称号该网络内一切元件的引脚Miniviewer：该网络的一切引线手工调整----添加电源线的输入端放置焊盘。双击焊盘修正其属性。选择Advanced选项卡，修正其中的Net项，分别改为VCC和GND。多了网络名和飞线手工调整----添加电源线的输入端交互式布线。分别选择信号层的底层和顶层，表示要在底层和顶层分别画线。利用交互式布线工具在不同的层上完成连线。图示点并未衔接起来，由于线是在不同的层。添加过孔，完成连线。7.9导线所在层的修正放置交互式导线时，在需求改动层时，按下小键盘的*、+或-键，那么导线会自动在TopLayer和BottomLayer之间切换，同时自动在切换处生成一个过孔。放置交互式导线时，在需求改动层时，按下小键盘的*、+或-键，那么导线会自动在TopLayer和BottomLayer之间切换，同时自动在切换处生成一个过孔。交互式布线和连线在这里的操作不一样：交互式布线如前所述。连线：小键盘的*表示在TopLayer和BottomLayer之间切换，且不会在切换处生成过孔。+或-键表示在一切显示的层间切换。导线放置终了后，假设需求修正其所在的层，可以双击该导线，经过Layer选项修正其所在的层。7.10直接在PCB文件中添加元件有时制造完PCB文件后发现漏掉了某些东西，此时可直接在PCB文件中修正。选择libraries中的Miscellaneous.lib，双击其中的RAD0.2，放置该元件。再双击该元件的边框，修正其属性。电容添加完成。直接在PCB文件中添加元件按照前面的方法修正电容的两个引脚所在的网络分别为VCC和GND。直接在PCB文件中添加元件菜单Design----NetlistManager。对网络表进展修正。分别单击AllNets---VCC。单击Edit进展VCC网络的修正。VCC网络内的全部引脚直接在PCB文件中添加元件选中IC1-40〔8031的电源引脚〕，单击按钮…之后IC1-40便进入网络VCC，这一步也可以单击IC1的第40个引脚，直接修正其所在的网络。网络表修正完成。网络名直接在PCB文件中添加元件菜单AutoRoute----Net自动布线或手动补上新加的几条线。7.11补泪滴设置〔Teardrops〕泪滴是指点线与焊盘或过孔的衔接处逐渐加大构成泪滴状，使其衔接更为结实，防止在钻孔的时候应力集中而使接触处断裂。菜单Tools----Teardrops，调出放置泪滴对话框。一切的焊盘补泪滴一切的过孔补泪滴添加泪滴/去除已有泪滴泪滴外形：圆弧或直线过渡7.12敷铜处置敷铜是指为了提高抗干扰性而设置的大面积电源或地。可经过放置矩形填充或多边形填充实现。以多边形为例，单击放置图标或执行菜单Place----PolygonPlane，弹出设置多边形填充属性对话框。敷铜所在的网络，这里修正为GND敷铜能否覆盖一样网络的导线能否去除死铜敷铜处置敷铜时网格的间距敷铜时网格的外形敷铜所在的层敷铜包围焊盘时的方式：八角、圆形敷铜时网格线的宽度7.13间隔丈量丈量两点的间隔：菜单Reports----MeasureDistance/MeasurePrimitives。单位是mil或mm。单位切换：View----ToggleUnits或按动Q键。MeasureDistance丈量两点间的间隔，这里的两个点是电容的两个焊盘。MeasurePrimitives丈量两对象间的间隔，这里的两个对象是两条线。假设设计工程中有多个PCB文件，系统会弹出该对话框，要求选择要转换的内容放在哪一个PCB文件内。或单击这里，创建一个新的PCB文件7.14利用同步器加载原理图利用同步器加载原理图可直接从原理图将网络表载入到PCB文件，而无需生成网络表文件。在原理图编辑环境中，菜单Design----UpdatePCB。原理图向PCB图转换的过程可按照默许的选项转换即可。按动该按钮，即可完成原理图向PCB图的转换。7.15设计规那么检查〔DRC〕设计规那么检查〔DRC〕有两种方