protel 课件六

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第6章印刷电路板设计基础,6.1印刷电路板基础,6.2印刷电路板设计的基本流程,6.3PCB设计编辑器,6.4设置电路板工作层（了解）,6.5 PCB电路参数设置（了解）,1,6.1印刷电路板基础,印制电路板（PCB，Printed Circuit Board），是电子产品中最重要的部件之一。电路原理图完成以后，还必须再根据原理图设计出对应的印制电路板图，最后才能由制板厂家根据用户所设计的印制电路板图制作出印制电路板产品。,2,6.1.1印制电路板的结构,1.单面板,3,4,PCB文件,5,总结：,仅一面上有导线、焊盘等导电图件的称为单面板。,元器件一般插在没有导电图件的一面，以方便焊接。,单面板的制造工艺简单，价格便宜，但布线比较困难，只适用于比较简单的电路设计。,6,2. 双面板,元件面（TopLayer）,焊接面（BottomLayer）,7,PCB文件,8,总结：,这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的桥梁叫做,导孔（via）,。,因为两面都可以布线，所以大大降低布线的难度，是一种广泛采用的印刷电路板。,9,3. 多层板,10,总结：,由三层或三层以上的导电图件层与其间的绝缘材料层相隔离，压层后集合而形成的印刷电路板，其各层间的导电图件按要求互联。,大部分的主板都是4到8层的结构。,11,6.1.2 有关电路板的几个基本概念,一、元件的封装（Footprint）,元件的封装由元件的投影,轮廓,、管脚对应的,焊盘,组成。,a AXIAL0.4（电阻类） b DIODE0.4（二极管类） c RAD0.4（无极性电容类） d FUSE（保险管）,e XATAL1（晶振类） f VR5（电位器类） g SIP8（单列直插类）,+,12,h RB.2/.4（极性电容类） i DB9/M（D型连接器） j TO-92B（小功率三极管）,k LCC16（贴片元件类） l DIP16（双列直插类） m TO-220（三极管类）,13,1.元件封装的分类,针脚式元件封装和表面粘贴式元件封装。,注意：,针脚式元件封装：元件的焊盘通孔贯通整个电路板 。,如电阻、电容、三极管、部分集成电路的封装。,表面粘贴式元件封装：焊接时元件与其焊盘在同一层。,14,2.元件封装的编号,元件封装的编号规则一般为元件类型+焊盘距离（或焊盘数）+元件外形尺寸。,如,AXIAL0.4,表示该元件封装为轴状，两个管脚焊盘的间距为0.4英寸。,RB.2/.4,表示极性电容类元件封装，两个管脚焊盘的间距为0.2英寸（200mil），元件直径为0.4英寸(400mil) 。,DIP16,表示双列直插式元件的封装，两列共16个引脚。,15,二、焊盘（Pad）与过孔（Via）,焊盘（Pad）的作用是用来放置焊锡、连接导线和焊接元件的管脚。,过孔（Via）:实现不同导电层之间的电气连接,圆形焊盘 方形焊盘 八角形焊盘 表面粘贴式焊盘,泪滴状焊盘,顶层铜箔,底层铜箔,中间沉铜,16,三、铜膜导线（Track）,四、安全间距（Clearance）,避免导线、过孔、焊盘及元件间的距离过近而造成相互干扰，在他们之间留出一定的间距，称为,安全间距。,17,6.2印刷电路板设计的基本流程,印刷电路板的设计的一般步骤如下：,1.绘制电路原理图,主要任务是绘制电路原理图，确保无错误后，生成,网络表,，用于PCB设计时的自动布局和自动布线。,2.规划电路板,完成确定电路板的,物理边界、电气边界,、电路板的,层数,、各种元件的,封装形式,和,布局要求,等任务。,3.设置参数,主要是设置软件中电路板的工作层的参数、PCB编辑器的工作参数、自动布局和布线参数等。,4. 装入元件的封装形式及网络表,将原理图中的电气连接关系和元件的封装形式，装入PCB编辑器。,18,5.元件的布局,在元件自动布局的基础上，进行手工调整，是元件的布局达到要求。,6.自动布线,系统根据网络表中的连接关系和设置的布线规则进行自动布线。只要元件的布局合理，布线参数设置得当，Protel 99 SE的自动布线的布通率几乎是100%。,7.调整,自动布线成功后，用户可对不太合理的地方进行调整。如调整导线的走向、导线的粗细、标注字符和添加输入/输出焊盘、螺丝孔等。,8.保存文件及输出,19,6.3PCB设计编辑器,6.3.1,PCB编辑器的启动,1.,启动PCB编辑器,（1）通过打开已存在的设计数据库,文件启动,单击,双击,20,（2）通过新建一个设计数据库文件进入,新建一个设计数据库文件，并打开,在Documents文件夹,下建立新文件,选择PCB Document图标,21,PCB编辑器界面,22,6.3.2 PCB编辑器的画面管理,1.画面显示与刷新,（1）画面的放大,用鼠标左键单击主工具栏的 按钮。,或执行菜单命令View|Zoom in。,或使用快捷键Page Up键。,（2）画面的缩小,用鼠标左键单击主工具栏的 按钮。,或执行菜单命令View|Zoom out。,或使用快捷键Page Down键。,（3）画面刷新 View|Refresh或使用快捷键END键,23,2.窗口管理,执行菜单命令 View|Toolbars，下一级菜单命令如下图,：,24,6.4设置电路板工作层,6.4.1,工作层的类型,在PCB编辑器中，执行菜单命令Design|Option，系统将弹出,Document Options对话框：,25,在这个对话框中，系统列出了电路板中的各工作层。,1,Signal layer(信号层),信号层主要用于布置电路板上的导线。,Protel 99 SE,提供了,32,个信号层，包括,Top layer,（顶层）、,Bottom layer,（底层）和,30,个,MidLayer,（中间层）,。,Top layer（顶层）,Bottom layer（底层）,26,MidLayer1（中间层1）,MidLayer14（中间层14）,27,多层板,28,2 Internal plane layer（内部电源/接地层）,Protel 99 SE提供了,16个内部电源层/接地层,。该类型的层仅用于多层板，主要用于布置电源线和接地线。我们称双层板、四层板、六层板，一般指信号层和内部电源/接地层的数目。,3,Mechanical layer（机械层）,Protel 99 SE提供了,16个机械层,，它一般用于设置电路板的外形尺寸、数据标记、对齐标记、装配说明以及其它的机械信息。这些信息因设计公司或PCB制造厂家的要求而有所不同。执行菜单命令Design|Mechanical Layer能为电路板设置更多的机械层。另外，机械层可以附加在其它层上一起输出显示。,29,Mechanical1（机械层1）,Mechanical4（机械层4）,30,4 Solder mask layer（阻焊层,）,在焊盘以外的各部位涂覆一层涂料，如防焊漆，用于阻止这些部位上锡。阻焊层用于在设计过程中匹配焊盘，是自动产生的。Protel 99 SE提供了Top Solder（顶层）和Bottom Solder（底层）两个阻焊层。,5 Paste mask layer（锡膏防护层,）,它和阻焊层的作用相似，不同的是在机器焊接时对应的表面粘贴式元件的焊盘。Protel 99 SE提供了Top Paste（顶层）和Bottom Paste（底层）两个锡膏防护层。,6,Keep out layer（禁止布线层）,用于定义在电路板上能够有效放置元件和布线的区域。在该层绘制一个封闭区域作为布线有效区，在该区域外是不能自动布局和布线的。,31,7 Silkscreen layer（丝印层）,丝印层主要用于放置印制信息，如元件的轮廓和标注、各种注释字符等。Protel 99 SE提供了,Top Overlay,和Bottom Overlay两个丝印层。一般，各种标注字符都在顶层丝印层，底层丝印层可关闭。,Top Overlay（顶层丝印层）,Bottom Overlay（底层丝印层）,32,8 Multi layer（多层）,电路板上焊盘和穿透式过孔要穿透整个电路板，与不同的导电图形层建立电气连接关系，因此系统专门设置了一个抽象的层，多层。一般，焊盘与过孔都要设置在多层上，如果关闭此层，焊盘与过孔就无法显示出来。,Multi layer（多层）,33,9 Drill layer（钻孔层）,钻孔层提供电路板制造过程中的钻孔信息（如焊盘、过孔就需要钻孔）。Protel 99 SE提供了Drill gride（钻孔指示图）和Drill drawing（钻孔图）两个钻孔层。,6.4.2,工作层的设置,Protel 99 SE允许用户自行定义信号层、内部电源层/接地层和机械层的显示数目。,1.设置,Signal layer和Internal plane layer,执行菜单命令,Design|Layer Stack Manager，,系统弹出Layer Stack Manager（工作层堆栈管理器）对话框。,34,（1）添加层的操作,选取TopLayer，用鼠标单击对话框右上角的Add Layer（添加层）按钮，就可在顶层之下添加一个信号层的中间层（MidLayer），如此重复操作可添加30个中间层。单击Add Plane按钮，可添加一个内部电源/接地层，如此重复操作可添加16个内部电源/接地层。,35,（2）删除层的操作,先选取要删除的中间层或内部电源/接地层，单击Delete按钮，在确认之后，可删除该工作层。,（3）层的移动操作,先选取要移动的层，单击Move Up（向上移动）或Move Down（向下移动）按钮，可改变各工作层间的上下关系。,（4）层的编辑操作,先选取要编辑的层，单击,Properties（属性）按钮，弹,出Edit Layer（工作层编辑）,对话框，可设置该层的Name,（名称）和 Copper thickness,（覆铜厚度）。,36,2.设置Mechanical layer,执行菜单命令,Desigen|,Mechanical Layer，,系统弹出Setup Mechanical Layers (机械层设置)对话框，其中已经列出16个机械层。单击某复选框，可打开相应的机械层，并可设置层的名称、是否可见、是否在单层显示时放到各层等参数。,37,6.4.3 工作层的打开与关闭,1.工作层的打开与关闭,Design|Options,相应工作层前的复选,框被选中（,），则表,明该层被打开，否则该,层处于关闭状态。,38,2.栅格和计量单位设置,单击,Document Options,对话框中的,Options,选项卡，打开如图所示的对话框。,39,（,1,）捕获（锁定）栅格的设置,使用Snap X和 Snap Y两个下拉框进行光标移动距离的设定。,（2）元件栅格的设置,用于设置元件移动的间距。使用Component X和 Component Y两个下拉框 。,（3）电气栅格范围,电气栅格主要是为了支持PCB的布线功能而设置的特殊栅格。当任何导电对象（如导线、过孔、元件等）没有定位在捕获栅格上时，就该启动电气栅格功能。只要将某个导电对象移到另外一个导电对象的电气栅格范围内，就会自动连接在一起。选中Electrical Grid复选框表示启动电气栅格的功能。Range（范围）用于设置电气栅格的间距。,（4）可视栅格（Visible Kind）的类型,Protel 99 SE,提供,Dots,（点状）和,Lines,（线状）,两种显示类型。,40,（5）计量单位的设置,Protel 99 SE提供,Metric（公制）和Imperial (英制),两种计量单位，系统默认为英制。,英制的默认单位为mil（毫英寸）；,公制的默认单位为mm（毫米）；,1mil=0.0254mm 。,41,6.5 PCB电路参数设置,执行菜单命令Tools/Preferences,此参数设置极重要,包括特殊功能、工作层面颜色、显示/隐藏、默认参数、信号完整性等,分为六大类，下面一一介绍,42,Preferences对话框,43,Options选项卡 ：Editing Options,Online DRC：在线DRC检查,Snap To Center：若用光标移动元件，则光标自动移至元件的参考点处；若用光标移动字符串，则光标自动移至字符串的左下角,Extend Selection：执行菜单命令Edit|Select|Inside Area(Outside Area)或Edit|Deselect|Inside Area(Outside Area)时，若连续两次执行了选择区域的命令，则前一次的选择区域操作仍有效。在该选项未选中状态下，则前一次的选择操作为无效,Preferences对话框,44,Options选项卡 ：Editing Options,Remove Duplicate,：自动删除重复的元件,Confirm Global Edit：在编辑元件性质时，将出现整体编辑对话框,Protect Locked Object：保护锁定的对象,Preferences对话框,45,Options选项卡 ：Autopan Options,Style：移动方式，共有7种,Speed：移动速率,Mils/Se：移动速度单位，mils/秒,Pixels/Se：移动速度单位，pixels/秒,Preferences对话框,46,Options选项卡 ： Polygon Repour,Repour：设置是否让多边形填充绕过焊盘。包括Never（覆盖）、Threshold（按阈值绕过）、Alwanys（总是绕过）3种方式,Threshold：绕过阈值,Preferences对话框,47,Options选项卡 ：Interactive routing,Mode：交互式布线时的布线模式。包括Ignore Obstacle（忽略障碍）。Avoid Obstacle（避开障碍）和Push Obstacle（推进障碍）3种模式,Plow Through Poly：导线穿过多边形填充，也即多边形填充绕过导线,Automatically Remove Loops：自动删除回路,。,Preferences对话框,48,Options选项卡 ：Component drag,拖动元件时有两种模式,None：在拖动元件时只拖动元件本身,Connected Tracks：在拖动元件时，连接在该元件上的导线也随之移动,Preferences对话框,49,Options选项卡：Others,Rotation Step：设置元件的旋转角度，默认值为90度,Undo/Redo：设置Undo/Redo（撤消/重复）命令可执行的次数,Cursor Type：设置光标形状。有Large 90（大十字）、Small 90（小十字）、Small 45（小叉形）3种可选的光标形状,Preferences对话框,50,显示状态的设置,Display选项卡,51,Display选项卡：Display options,Convert Special String：显示特殊功能的字符串,Highlight in Full：全部高亮度显示,Use Net Color For Highlight：高亮度显示时使用所设置的网络颜色,Redraw Layer：重画层面,Single Layer Mode：只显示当前编辑的层（打印）,Transparent Layer：所有层设置为透明,display选项卡,52,Display选项卡：Show,Pad Nets：焊盘网络,Pad Numbers：焊盘序号,Via Nets：过孔网络,Test Points：测试点,Origin Marker：原点,Status Info：状态信息,display选项卡,53,Display选项卡：Draft thresholds,Tracks：走线宽度阈值，默认值为2mil,Strings：字符串长度阈值，默认值为11pixels,display选项卡,54,Display选项卡：Layer Drawing Order,单击Promote或Demote按钮，可提升或降低工作层面的绘制顺序,55,工作层面的颜色设置,Colors选项卡,56,工作层面的颜色设置,要设置某一工作层面的颜色，可单击该工作层面右边的颜色块 ，出现右图，设置即可,57,几何对象的隐藏/显示设置,Protel 提供了Final（精细）、Draft（草图）和Hidden（隐藏）3种显示模式,58,元件参数默认值的设置,点击要设置的元件，然后点击Edit Values,59,信号完整性的设置,60,