电子设计7.ppt

1、第七章 印刷电路板设计,一、结构特点,7.1 概述,印刷电路板是指用来连接各种实际元件的一块板。,顶层和底层用于布置导线，中间层一般是由整片铜膜构成的电源或接地板层；层与层之间是绝缘层，用于隔离各个板层，使之不受干扰。,防焊层分为顶层防焊层(Top Solder Mask)和底层防焊层(Bottom So1der Mask)。防焊层要预留出焊点的位置，而将铜膜导线覆盖住。,对于一个质量比较好的成品电路板来说，还需要包括一些其他的板层，如防焊层、丝印层等。,丝印层分为顶层丝印层(Top Silkscreen Overlay)和底层丝印层(Bottom Silkscreen Overlay) 。用

2、于印一些说明文字。,二、设计流程,1绘制原理图、并生成网络表。,2进入印刷电路板设计系统，并设置其环境参数。,3设置电路板的有关参数，如电路板的大小、层数等。,4引入前面生成的网络表。,5布置各零件封装的位置。,6进行布线规则设置。包括：安全距离、导线形式等。,7进行自动布线。,8. 用打印机打印印刷电路图。,7.2 印刷电路板上的组件,一、零件封装,零件封装是指实际零件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。不同的零件可以共用同一个零件封装；同一种的零件也可以有不同的零件封装 。,零件封装在设计电路原理图的时候，零件属性对话框中的“Footprint”编辑框中指定。,零件封装分为两大类，即针脚

3、式零件封装和表面粘着式零件封装。,1.针脚式零件封装在焊接的时候需要先将零件针脚插入焊点导通孔中，然后再焊锡。其焊点的属性对话框中，“板层(Layer)”属性必须为“多板层(MultiLayer)”。,2.表面粘着式零件封装的焊点只限于表面板层。其焊点的属性对话框中，“板层(Layer)”属性必须为单一表面，如“顶层(Top Layer)”或“底层(Bottom Layer)”。,图7-2 针脚式零件封装 图7-3 表面粘着式零件封装,零件封装的编号一般是：零件类型+焊点距离(焊点数)+零件外型尺寸。常用的几种零件的常用的封装形式如7-1所示。,AXIAL0.4表示此零件封装为轴状的，两个焊点

4、间的距离为400mil；RB.2/.4表示电解电容类零件封装，引脚间距离为200mil，零件直径为400mil。,DIP8表示双排直插式的零件封装，两排各4个引脚。,二、铜膜导线(Trace),三、焊点(Pad),铜膜导线也称为铜膜走线，或简称走线，用于连接各个焊点、导孔，是印刷电路板中最重要的部分。,焊点的作用是放置焊锡、连接导线和零件引脚。,四、导孔(Via),导孔的作用是连接不同板层间的铜膜导线。,导孔分为3种，即从顶层贯穿到底层的穿透式导孔，从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层之间的隐藏导孔。,7.3 制作印刷电路板的准备工作,一、初次生成网络表,在绘制好原理图后，执行Desi

5、gn/Create Netlist命令即可*.net网络表文件。,7-4 铜膜导线的实例,图7-5 未封装的电路网络表,图7-6已封装的电路网络表,二、设置零件的封装形式,对于电路原理图中没有设置封装形式的元件，应双击该元件，对其属性进行修改，在Footprint栏中输入响应的封装形式，然后单击OK即可。,7-7 给电阻元件设置封装,7.5 印刷电路板编辑器的一些基本设置,一、设置格点大小,首先，执行File/New命令打开印刷电路板设计软件。在如图7-8中选择PCB Document即可。或在电路原理图中执行Design/Update PCB命令。,图7-8 新建印刷电路板文档,图7-7 印

6、刷电路板主页,执行Design/Options命令,图7-8 电路扳属性设置对话框,电路板属性对话框中有两个标签页，即“层(Layers)”标签页和“选项(Options)”标签页。,在“选项(Options)”标签页中，格点(Grids)区域用于设置有关格点的选项，用于显示鼠标移动的最小单位值，Component X、Component Y用于显示元件移动的最小距离单位值。,再点击“层(Layers)”标签页，切换到如图7-7所示的“层(Layers)”标签页。,图7-9 “层(Layers)”标签页,二、设置相对原点位置,首先用鼠标左键单击位于设计窗口下方的板层标签栏中的“禁止布线层(Ke

7、ep Out Layer)”标签，将“禁止布线层(Keep Out Layer)”层面切换成为当前层面。,图7-10 选择禁止布线层,执行View/Toolbars/Placement Tools命令放置工具栏。,三、绘制电路板边框,7-11 Placement Tools工具栏,点击图标，将鼠标移动到合适的位置，单击鼠标左键就完成了对相对原点的设置。,执行Place/Keepout/Track命令用鼠标绘制电路板的边框。,图7-12 绘制好的封闭正方形边框,四、引入零件封装库文件,执行Design/Add/Remove Library命令引入零件封装库文件,如图7-10所示。,图7-13 执

8、行Design/Add/Remove Library命令,所需要的库文件在安装目录Design Explorer 99Library PcbGeneric FootPrints下，文件名为AdvPcb.ddb。,图7-14 已经加入AdvPcb.ddb,7.6 引入网络表与组件的布局,一、引入网络表,首先将设计窗口下方的板层标签栏中的“项层(Top)” 层面切换成为当前层面。执行Design/Load Nets命令，将弹出下图所示的对话框。,点击“浏览(Browse)”，以浏览在本设计数据库中的所有网络表文件，如图7-16所示。,图7-16浏览网络表文件,图7-17 引入网络表,如果要引入网络

9、表没有问题，在下面的状态(Status)栏中会显示“所有的宏已经生效(All macros validated)”。单击“运行(Execute)”以确定引入网络表。,图7-18 引入网络表以后的电路板,二、组件的布局,执行Tools/Auto Placement/Auto Placer命令对电子元件进行自动布局。,图7-19 自动布局参数对话框,只需要使用默认设置就可以了。用鼠标左键单击0K键以确定让系统进行自动布局。,图7-20 自动布局结果,图7-21 手动调整后的零件布局,7.7 自动布线,执行Auto Route/All命令，弹出图7-22所示的对话框。,图7-22 自动布线设置,单击

10、“Rout All”命令，即可自动布线。,图7-23 自动布线结果,7.8 打印设置与打印,1. 在PCB设计界面下，执行命令File/New。,一、PCB打印编辑界面的进入,图7-24 生成PCB打印文件,2. 双击PCB Printer，PCB打印编辑界面。,二、打印命令及设置,1. File菜单介绍,图7-26 File采单界面,1. Setup Printer 打印设置命令。,图7-27 Setup Printer对话框,(1) Print Scale 设置总体打印比例，系统默认的是1.0。,(2) X Correction X方向矫正，用来设置X方向的缩放比例，系统默认的是1.0。,

11、(3) Y Correction 用于Y方向矫正，其作用同(2)。,2. Edit采单,图7-28 Edit对话框,3. View菜单,图7-29 View对话框,图7-30View汉化框,4. Tools采单,图7-31 Tools对话框,（1）Create Final，生成一个分层打印文件。,（2）Create Composite，生成一个多层重叠打印文件。,（3）Create Power-Plane Set, 生成电源层打印文件。,（4）Create Mask Set, 生成防焊层打印文件。,（5）Create Drill Drawings，生成钻孔图层打印文件。,（6）Create A

12、ssembly Drawings，生成元件装配层打印文件。,（7）Create Composite Drill Guide，生成复合钻孔导引层打印文件。,7.9 设置文档选项对话框,执行Design/Options命令，出现如图7-32所示的文档选项对话框。,图7-32 文档选项对话框,一、“板层选项(Layers)”标签页,1信号板层区域(Signal Layers),信号层主要是由电气布线的敷铜板层组成。它包括顶层(Top)、底层(Bottom)和中间层。,2内部板层区域(Internal Plane),内部板层主要是用于布置电源和接地线。,3机械板层区域(Mechanical),机械板层

13、主要是作为说明使用。,4防焊板层和锡膏板层区域(Masks),防焊板层包括顶层防焊层(Top Solder)和底层防焊层(Bottom Solder)两层。,锡膏板层主要用于产生表面安装所需要的专用的锡膏层。锡膏板层包括顶层锡膏层(Top Past)和底层锡膏层(Bottom Post)两层。,5覆盖板层区域(Silkscreen),覆盖板层主要用于绘制零件外形轮廓以及标识零件序号等。覆盖扳层包括顶层覆盖层(Top Overlay)和底层覆盖层(Bottom Overlay)两层。,6其他设置区域(Other),(1) 禁止布线层(Keepout)：选中为显示禁止布线层。,(2) 复合层(Mu

14、lti Layer)：选中为显示复合层。,(3) 钻孔导引层(Drill guide)：选中为显示钻孔导引层。,(4) 钻孔图层(Drill drawing)：选中为显示钻孔图层。,7系统(System),(1) DRC错误(DRC Errors)：选中表示显示自动布线检查错误信息。,(2) 飞线(Connection)：选中表示显示飞线。,(3) 焊点通孔(Pad Holes)：选中表示显示焊点通孔。,(4) 导孔通孔(Via Holes)：选中表示显示导孔通孔。,(5) 第一格点(Visible Grid1)：选中表示显示第一组格点。,(6) 第二格点(Visible Grid2)：选中表

15、示显示第二组格点。,8其他按键,（1）“全开(All On)”表示将所有的板层都设置为显示，而不论上面有没有东西。,（2）“全关(All Off)”表示将所有的板层都设置为不显示，而不论有没有用。,（3）“用了才开(Used On)”表示将用到的层打开，没有用到的层关闭。,二、“选项(Options)标签页,图7-33 电路扳属性设置对话框,1格点(Grids)区域,(1) Snap X 表示X方向上光标可移动的最小距离。,(2) Snap Y 表示Y方向上光标可移动的最小距离。,(3) Component X表示图上零件在X方向上可移动的最小距离。,(4) Component Y表示图上零件

16、在Y方向上可移动的最小距离。,2电子节点捕捉(Electrical Grid)区域,如果选中此功能，则在画导线的时候，如果在搜索半径内有电气节点，就会在该节点上显示一个大圆点。,（1）Range设置电气节点搜索半径。,（2）Visible Kind 设置网格线形的种类，包括Dots（点线形）和Lines（直线形）两种。,(3) Measurement Unit设置度量单位单位，包括Metric（毫米mm）和Imperial（毫英寸mil）两种单位。,7.10 设置系统参数对话框,系统参数(Preferences)对话框是用于设置系统有关的参数，例如板层颜色、光标的形状、PCB设置等。,执行To

17、ols/ Preferences命令，出现如图7-34所示的系统参数设置对话框。,图7-34 系统参数设置对话框。,一、“选项(Options)”标签页,1编辑(Editing options)区域,（1）Online DRC自动布线在线检测。,（2）Snap To Center移动到参考点：选中表示在移动零件封装或者字符串时，光标会自动移动到零件封装或字符串的平移参考点上。,（3）Extend Selection 延长选择：选中表示在选取印刷电路图上的零件的时候，不取消原来的选择。,（4）Remove Duplicates 删除重复零件：选中表示系统将自动删除重复的零件，以保证电路图上没有零

18、件序号完全相同的零件。,（5）Confirm Global Edit 确定整体修改：选中表示在进行整体修改操作以前，系统将提示是否确认，否则将不进行操作，以防错误修改的发生。,（6）Protect Locked Object 保护锁定的目标。,2Auotpan Options自动边移区域选择,包括：不自动移边(Disable) 、重新定义中心移边(Re-Center) 、固定速度移边(Fixed Size Jump) 、Shift键加速(Shift Accelerate) 、Shift键减速(Shift Decelerate) 、弹道方式(Ballistic) 、Adaptive 自适应调方式

19、7种移动方式，通常选用Adaptive。,图7-35 设置自动移边方式,3. Polygon Repour 敷铜重浇注设置。,4其它,（1）Rotation Step 设置零件旋转的间隔。系统默认值为90度。,（2）Undo/Redo 恢复/重做次数设置，系统默认值为50次。,（3）Cursor Types 设置光标的形状，有：90度大光标(Large 90)、90度小光标(Small 90)和45度小光标(Small 45)三种。,5交互式布线选择(Interactive Routing),（1）Ignore Obstacle 忽略障碍：选中此选项表示在系统布线遇到障碍时，系统会忽略遇到的障

20、碍，直接布线过去。,（2）Avoid Obstacle 避免障碍。,（3）Push Obstacle 清除障碍,（4）Automatically Remove 自动回路删除：选中此设置会自动删除多余的导线。,6Component Drag拖动组件。它包括：None 没有，如选中此命令，拖动(drag)”与“移动(Move)”命令没有区别；Connected Tracks连接导线，如果选择，则使用“拖动(drag)”命令移动零件时，与零件相联系的线将跟随移动。,二、显示(Display)区域,图-7-36 显示区域选择,1转换特殊字串(Convert Special String) 。,2用网络颜色来作为选中的颜色(Use Net Color For Highlight) 。,3重新画电路图(Redraw Layers)：选中此项，在重画电路时，系统将一层一层地重画。最后才会画当前的板层。,4单层板模式(Single Layer Mode)：选中此项，将只显示当前编辑的板层，而不显示其他的板层。,5透明板层(Tran