《电路板设计与制作》课件-项目七：贴片封装设计与制作双面板PCB图

电子产品分析与制作（PCB）

ElectronicProductAnalysisandProduction（PCB）PCB设计与制作课程组项目七：贴片封装设计与制作双面板PCB图

——工程文件建立与外部文件导入任务：

请用贴片器件制作CPU控制电路的双面板PCB图，电路板尺寸用导入CAD图纸方法。要求：（1）封装正确，过孔、线宽合理；（2）电气正确、安全保证，标注整齐；（3）板子大小合适、经济，布局合理、美观。设计任务对应的PCB板图思考：使用贴片的优势？设计任务任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的某个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能设计或选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。工程建立与文件导入7.1工程建立与命名导入外部原理图和库文件

导入外部原理图，需拷贝文件到工程目录下下，方便工程文件保管。如果选择其他路径，同样也可以导入，但文件容易被变更或丢失。导入外部原理图和库文件

添加库文件，将提供的库文件导入到软件。原理图库文件“MiscellaneousDevices99.SCHLIB”和PCB封装库文件“MCU_SMD”。新建PCB图新建PCB文件输入名称“MCU_SMD”并保存

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——原理图符号设计任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。原理图元器件符号设计7.2原理图元器件符号设计将第6章的原理图中IC1的STC89C51更改为单片机STC8H1K16原理图元器件符号设计打开库文件，如图按照顺序①→②→③→④

打开“MiscellaneousDevices99.SCHLIB”原理图库文件。原理图元器件符号设计新建原理图符号：点‘Tools’弹出的对话框里选择‘SymbolWizard’NumberofPins填写管脚数量‘32’,LayoutStyle选择‘Quadside’,DisplayName填写管脚名称，管脚类型按实际功能选择功能，再点击选择‘PlaceNewSymbol’新建元器件符号原理图元器件符号设计将新建的元件符号命名：STC8H1K16调整管脚间距：系统输入法应调整到英文输入法,键盘按‘G’调整Grid为50mil。

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——步骤3：贴片封装设计1任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。PCB贴片封装设计7.3在PCB图页面下打开PCB库文件自动生成单片机STC8H1K16的LQFP32封装的方法：

新建LQFP封装PCB贴片封装设计按照提供的芯片封装尺寸图在相应的位置填写尺寸PCB贴片封装设计相应位置填写管脚间距PCB贴片封装设计PCB贴片封装设计重新命名器件封装为‘LQFP32’同提供的资料相同PCB贴片封装设计原理图的STC8H1K16单片机进行调用并绑定新建的PCB封装‘LQFP32’

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——步骤4：贴片封装设计2任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。PCB贴片封装设计非标器件的贴片封装制作。话筒输入插座：有3个贴片焊盘和2个机械定位孔，这5个位置的尺寸决定器件能否安装准确。所以在画封装时必须保证这5个位置必须准确。新建封装并命名‘PJ-320D’PCB贴片封装设计放置图层‘TpLayer’贴片焊盘，焊盘会比图纸尺寸大0.1-0.5mm，确保管脚在生产过程中能足够吃上焊锡。输入焊盘的长宽：1.7*3.6mmPCB贴片封装设计用机械层（Mechanical1图层）或者直接用有孔焊盘来做机械孔，机械孔也要比尺寸图大个0.1-0.2mm，孔半径为0.7mmPCB贴片封装设计PCB贴片封装设计放坐标原点：用丝印层‘TopOverlay’画2条十字交叉线。点击‘Edit’选择‘setReference’，点击‘Location’（或自己用快捷键E+F+L）,用鼠标将原点十字放在黄线交叉点上。即封装的X-Y轴原点PCB贴片封装设计计算焊盘和机械孔的X,Y轴的数值并输入。注：

计算的数值按焊盘的中心点来计算。PCB贴片封装设计用软件自带的尺寸测量工具或者用快捷键（R+M）来检验封装尺寸是否准确PCB贴片封装设计最后需要保存和更新PCB封装

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——步骤5：原理图修改任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。原理图修改单片机STC8H1K16介绍原理图修改由于STC8H1K16内部已经集成上拉电阻、RC晶振及看门狗电路等。所以可以删除R25、A1、C7、C8以及看门狗电路。删除STC89C51并放置STC8H1K16，并按图纸进行修改连线原理图修改

‘CON7’改成‘PHONEJACK2’。用鼠标左键一直按住并将‘PHONEJACK2’‘X’或者‘Y’镜像元器件，完成连线。点击器件‘PHONEJACK2’添加PCB封装‘PJ-320D’。原理图修改1.

贴片电阻：Ø

尺寸/功率:0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1WØ

数值：102

103

10021003

4R7

R22前两位表示有效数字，第三位表示有多少个零，单位是Ω，102＝10*10²=1000Ω＝1KΩ。前三位表示有效数字，第四位表示有多少个零，单位是Ω，1002＝10*10³=10000Ω＝10KΩ。Ø

精度：102－5％精度阻值表示法

1003-1%电容：a.

电容主要特性参数：标称容量、耐压、误差、温度b.

电容容量常用单位有微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pFc.

单位换算：luF=10^3nF=10^6pF(电容的基本单位用法拉(F)表示105=1μF=1000nF=1000000pF104=0.1μF=100nF=100000pF103=0.01μF=10nF=10000pF102=0.001μF=1nF=1000PFd.电容耐压值：电解电容耐压范为(6.3V-450V)直流(DC）瓷片电容耐压范为(25-1000V)直流(DC)e.

J(5%)K(10%)M(20%)电容在电路中的作用：滤波、储能、去耦，隔直，交流耦合，震荡；常用贴片瓷片电容封装：0402060308051206常见钽电容的封装

A型：3.2*1.6*1.6（mm）3216型，1206型B型：3.5*2.8*1.9(mm),3528型，1210型C型：6.0*3.2*2.5（(mm)6032型，1808型D型：7.3*4.3*2.8（mm）7343型，1812型原理图修改将其他器件换成材料清单里的封装。可以一个一个换，也可以使用多项编辑功能方法一起换。原理图修改多项编辑功能，更换同属性的器件的方法原理图修改原理图修改原理图修改

利用封装清单‘FootprintManager...’，在材料清单中单击需要变更的器件进行添加变更原理图修改原理图修改自动添加器件位号快捷键（T+A）原理图修改

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——PCB规则设置和板边设计任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。PCB规则设置

画贴片PCB图的规则设置大体同第六章内容相差不大，需要注意的是输入法一定要改为英文输入法，这样才能使用快捷键。按快捷键‘Q’将单位改为‘mm’。快捷键（D+R）打开PCB相关的规则设置。PCB线宽设置，一般将最大线宽改成3mm就够了，其他都默认。这样在画板时候的线宽的调整范围0.254-3mm之间。注：设置线宽最小值时应当考虑生产厂家能否做的出来，一般最小选择默认即可。PCB规则设置PCB规则设置

设置过孔的大小范围孔大小范围：0.3-1.5mm，

焊盘大小范围：0.5-3mm，默认：0.7/0.5mm。

最小孔径的设置应当考虑生产厂家能否做的出来。一般最小孔径为0.3mm。PCB规则设置

选择高级敷铜模式，插件的通孔焊盘选择‘十’字交叉45°的方式，利于焊接上锡。‘SMDPadConnection’和‘ViaConnection’贴片和过孔焊盘的连接方式，为直接连接。板框设计

板框设计的图层：‘Mechanical1’机械层或‘Keep-OutLayer’禁止布线层这2个层都是可以画板边，PCB生产厂家也是认同这2个层。担心出错2个层一起画上都是可以的。

比较简单或者尺寸可以自己定义，选择好图层画出板边。但实际产品设计过程中，先有产品外观再是电路设计，如显示位置，按键位置，板边形状，螺丝定位孔，散热口等。即机械工程师提供CAD尺寸图纸，电子工程师按CAD图纸转换为PCB板形图纸。这样达到电子和机械的完美配合板框设计导入CAD图纸：CPU控制电路方盒.dxf导入后设置：1.选择‘mm’单位保持同CAD图纸尺寸单位相同；2.全选图层右键将图层改为‘Keep-OutLayer’；3.CAD图纸必须是1:1的尺寸图板框设计板框设计检验尺寸是否同CAD提供的尺寸一样。快捷键（R+M）板框设计删除无关线条，留下相关有用的PCB板边，定位孔，按键位置，连接器，显示等。全选边框快捷键（S+A），修改线条宽度为0.2mm。再按快捷键(D+S+D)即选中的对象（闭合的板型）边定义为电路板形状。注：关于按键连接器显示等位置信息的图层选用丝印层。板框设计添加常用工具栏‘Wiring’和‘Utilities’板框设计放置PCB边框原点：一般在PCB边框的左下角放置原点。记得保存。

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——器件导入和布局任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。器件导入和布局参考6.2.4章节内容导入封装。也可以快捷键（D+I）导入。器件导入和布局软件窗口分割成上下或者水平，方便对照原理图抓取封装。

器件布局按：功能部分、信号走向、中心器件以及已经规定好的器件位置进行布局。器件导入和布局

快速查找器件封装快捷键（M+C）在空白处单击鼠标左键，可以快速抓取想要的器件，也可以使鼠标直接跳转至器件位置处。看自己实际需要来设定。器件导入和布局选择需要调整的多个器件进行对齐调整

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——步骤8：布线和过孔任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。布线和过孔

双面板画线原则先走顶层线再走底层线，先近后远，上下层十字交叉。线条粗细按实际电流来计算宽度，并且电流余量为1.5-2倍。常用的PCB铜箔厚度为35um。信号线宽度0.2-0.5之间足够使用，电源线一般在空间允许的情况下适当放宽线条0.7-2.5mm。布线和过孔

提高布线的效率，根据自己常用的线宽进行提前设置线宽表单，在布线时可以直接调用需要的线宽。

在布线的时候快捷键（Shift+w）线宽表单里选择需要的线宽布线和过孔

多个信号线可以进行多焊盘一起走线。按住‘Shift’选择需要同时走线的焊盘，再点刚选中焊盘的其中一个，就可以多线条一起布线。布线和过孔布线快捷键（Ctrl+w）开始布线，布线时按住Ctrl键，鼠标点击需要布线的焊盘，线条会自动连接最近相同网络的进行布线。布线过程中按快捷键（Shift+R）来切换走线模式。顶层和底层的快速切换快捷键‘*’，重复切换。

删除某条不需要的导线时，用快捷键‘U+U+N’点击将整条网络联系删除。布线和过孔快捷键（P+V）快速放置过孔。严禁过孔放在贴片焊盘上，除需要扩流和散热的贴片焊盘。放置测试点（testpoint）：开发调试和生成测试的电气点

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——步骤9：敷铜与文件输出任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔敷铜是PCB设计中的关键步骤，涉及到电路的连接和导电层的制作。原理图符号设计原理图符号设计是设计原理图的基础，需要根据电路功能选择合适的符号。原理图修改原理图修改是根据设计要求和实际需要对原理图进行的调整和优化。器件导入与布局器件导入与布局是将原理图中的元件导入PCB并进行初步布局的过程。问题处理与文件输出问题处理与文件输出是PCB设计的最后阶段，需要解决设计中出现的问题并输出最终文件。

敷铜前对焊盘加泪滴快捷键（T+E）效果让焊盘与线的过渡更好看一定程度也加强焊盘的稳定性和减少高频辐射。敷铜敷铜敷铜规则设置：插件焊盘用十字交叉方式，防止在过波峰焊时散热太快引起虚焊。贴片焊盘一般用全连接方式敷铜。敷铜

对地线GND网络进行敷铜。

对一些需要扩流的网络或者增加美观度的都可以敷铜。

敷完铜后，怼PCB进行必要的标注说明。一般用丝印层标注。例如：名称，版本号，日期、材质要求、环保要求、安全标识，功能标识、接口标识等。敷铜文件输出

输出文件包括：原理图，PCB图，生产Gerber文件，生产元器件BOM文件，以及其他技术性要求

用PCB图或Gerber文件PCB厂家都可以生产。一般发PCB图即可。PCB组件生产时，需要用到BOM文件即器件清单。一般在PCB图里导出器件BOM文件。生产或采购可以按照此BOM文件采购器件和生产电路板组件。文件输出文件输出

输出材料清单后，对主要的器件进行说明描述

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——常见问题与解决方法任务实施流程工程建立工程建立是整个PCB设计流程的起点，需要创建新工程并导入必要的外部文件。PCB封装设计PCB封装设计涉及到为原理图中的每个元件创建或选择合适的物理封装。PCB规则设置PCB规则设置与板边定义了PCB设计的约束条件，包括布线规则和板边形状。布线过孔敷铜布线过孔