电路板电路cad

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1、电路板电路电路板电路 CADCAD多层板顶层 Top Layer（信号层） 顶层 Top Layer（信号层）底层 Bottom Layer（信号层） 底层 （信号层）中间层 MidLayer 1（信号层） 中间层 （信号层）中间层 MidLayer 14（信号层） 中间层 MidLayer 14（信号层）Mechanical 1（机械层） 1（机械层）Mechanical 4（机械层） （机械层）顶层丝印层 TopOverlay 顶层丝印层底层丝印层 BottomOverlay 底层丝印层9.3.2 工作层的设置 SE 允许用户自行定义信号层 内部电源层/ 允许用户自行定义信号层、 Prot

2、el 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。 和机械层的显示数目。 1.设置 设置 Signal layer 和 1.设置 Signal layer 和Internal plane layer 执行菜单命令 Design|Layer Manager，系统弹出 Layer 执行菜单命令 Design|Layer Stack Manager，系统弹出 Layer Manager（工作层堆栈管理器）对话框。 Stack Manager（工作层堆栈管理器）对话框。工作层面的类型：系统层面系统层面包括以下几种： ? DRC Errors：DRC 错误层。 ? Con

3、nection：连接层。 ? Pad Holes：焊盘层。 ? Via Holes：过孔层。 ? Visible Grid：可视栅格层。铜膜导线简称导线，用于连接 各个焊盘的电气连接 意义的连接线路。 ? 飞线：即预拉线，用 来指引布线的一种连 线，表示各个焊盘之 间的连接关系，没有 电气连接意义。焊点、导孔焊点的作用是放置焊锡、连接导线和元件 引脚 ? 导孔的作用是连接不同板层间的导线 导孔分三种穿透式导孔：从顶层贯通到底层 盲孔：从底层或顶层到内层 隐藏导孔：内层间圆形焊盘方形焊盘八角形焊盘表面粘贴式焊盘 泪滴状焊盘过孔（ ） 实现不同导电层之间的电气连接 过孔（Via）:实现不同导电层之

4、间的电气连接 顶层铜箔底层铜箔中间沉铜焊盘及过孔使用原则焊盘（Pad）：1.形状上长短不一时，要考虑连线宽度与焊盘特定 边长的大小差异不能过大； 2.需要在元件引脚之间走线时，选用长短不对称的 焊盘往往事倍功半； 3.焊盘孔比引脚大 0.20.4mm。过孔（Via）：1.尽量少用过孔； 2.所需载流量大，过孔尺寸也要大。安全间距Clearance:为了避免导线、导孔、焊点及元 件的相互干扰，必须在它们之间留出一定 的间距，这个间距就称之为安全间距 ? 安全间距的设置在自动布线或者布线后检 查时是很重要的敷铜用于抗干扰要求比较高的电路板，可以有 效实现电路板的信号屏蔽作用，提高抗电 磁干扰能力。

5、元件的封装（ 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、元件标号和标注字符等组成。 ? 1.元件封装的分类 元件封装的分类 针脚式元件封装和表面粘贴式元件封装。 针脚式元件封装： 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： 表面粘贴式元件封装：焊接时元件与其焊 盘在同一层。AXIAL0.4（电阻类） DIODE0.4（二极管类） RAD0.4（无极性电容类） a AXIAL0.4（电阻类） b DIODE0.4（二极管类） c RAD0.4（无极性电容类）FUSE（保险管） d F

6、USE（保险管）XATAL1（晶振类） e XATAL1（晶振类）VR5（电位器类） f VR5（电位器类）SIP8（单列直插类） g SIP8（单列直插类）RB.2/.4（极性电容类） h RB.2/.4（极性电容类）DB9/M（ 型连接器） i DB9/M（D 型连接器）TO-92B（小功率三极管） j TO-92B（小功率三极管）LCC16（贴片元件类） k LCC16（贴片元件类）DIP16（双列直插类） l DIP16（双列直插类）TO-220（三极管类） m TO-220（三极管类）2.元件封装的编号 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

7、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。PCB 设计流程 PCB 设计流程 印刷电路板的设计的一般步骤如下：印刷电路板的设计的一般步骤如下： 1.绘制电路原理图 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，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。 PCB 设计时的自

8、动布局和自动布线。 设计时的自动布局和自动布线 2.规划电路板 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、 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。 种元件的封装形式和布局要求等任务。 3.设置参数 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 主要是设置软件中电路板的工作层的参数、 编辑器的工作 参数、自动布局和布线参数等。 参数、自动布局和布线参数等。 4. 装入网络表及元件的封装形式 将原理图中的电气连接关系和元件的封装形式，装入 PCB PCB 编辑 将原理图中的电气连接关系和元件的封装形式，

9、装入 PCB 编辑 器。5.元件的布局 5.元件的布局 在元件自动布局的基础上，进行手工调整， 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。 要求。 6.自动布线 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。 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 的自动布线的 只要元件的布局合理，布线参数设置得当，Protel 的自动布线的 布通率几乎是 100% 100%。 布通率几乎是 100%。 7.调整 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。 自动布线成功后，用户可对

10、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、 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。 丝孔等。 8.保存文件及输出 8.保存文件及输出印制电路板设计的基本原则PCB 设计的好坏，元件的布局及导线的布设对印 制电路板的抗干扰能力影响很大，要使电子电路 获得最佳性能，应从以下方面考虑： 布局 布线 焊盘大小 印制电路板电路的抗干扰措施 去耦电容配置 各元件之间的接线布局1.要考虑 PCB 尺寸的大小：PCB 尺寸过大 时，印制线路长，阻抗增加，抗噪声能力 下降，成本也增加：过小，则散热不好， 且邻近线条易受干扰。 ? 2.确定特

11、殊元件的位置。 ? 3.根据电路的功能单元，对电路的全部元件 进行布局。确定特殊元件位置时要遵守的原则尽可能缩短高频元件之间的连线，设法减少它们 的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元 件不能距离太近，输入和输出元件应尽量远离。 ? 某些元件或导线之间可能有较高的电位差，应加 大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。带 强电的元件应尽量布置在调试时手不易触及的地 方。 ? 重量超过 15g 的元件，应当用支架加以固定，然 后焊接。那些又大又重、发热量多的元件，不宜 装在印制电路板上，而应装在整机的机箱底板上， 且应考虑散热问题。热敏元件应远离发热元件。确定特殊元件位置时要遵守的原则对于电位

12、器、可调电感线圈、可变电容器、 微动开关等可调元件的布局，应考虑整机 的结构要求。若是机内调节，应放在印制 电路板上方便于调节的地方：若是机外调 节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的 位置相适应。 ? 应留出印制电路板的定位孔和固定支架所 占用的位置。布局要符合的原则按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置， 使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致 的方向。 ? 以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行 布局元件应均匀、整齐、紧凑地排列在 PCB 上， 尽最减少和缩短各元件之间的引线和连接。 ? 在高频下工作的电路，要考虑元件之间的参数分 布。一般电路应尽可能使元件平行排列。这样， 不但

13、美观，而且焊接容易，易于批量生产。布局要符合的原则位于电路板边缘的元件，离电路板边缘一般不小 于 2mm 。电路板的最佳形状为矩形，长宽比为 3 : 2 或 4 : 3 。电路板面尺寸大于 200mm150mm 时，应考虑电路板所受的机械强度，板厚也可以 按照推荐指定。对于 FR4 材料来说，一般标准的 板厚为0.062“（l.575mm )。其他典型的板厚有 0.010“ ( 0.254mm） 、0.02 抗干扰措施印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着 密切的关系 ? ( l ）电源线设计 根据印制电路板的允许电流，尽量加粗电 源线宽度，减少环路电阻。同时，使电源 线、地线的走向和数据传递的

14、方向一致， 这样有助于增强抗噪声能力。( 2 ）地线设计 ? l ）数字地与模拟地分开。若电路板上既有逻辑电路又有 线性电路，应使它们尽量分开。低频电路的地应尽量采用 单点并联接地，实际布线有困难时，可部分串联后再并联 接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗，高 频元件周围尽量用栅格状的大面积铜箔。 ? 2 ）接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地 电位随电流的变化而变化，使抗噪声性能降低。因此应将 接地线加粗，使它能通过三倍于印制电路板上的允许电流。 如有可能，接地线的直径应在 2-3mm 以上。 ? 3 ）接地线构成闭环路。只由数字电路组成的印制电路板， 其接地电路构成闭环

15、能提高抗噪声能力。( 3 ）大面积敷铜 印制电路板上的大面积敷铜具有两种作用：一是 为散热，二是可以减小地线阻抗，并且屏蔽电路 板的信号交叉干扰以提高电路系统的抗干扰能力。 注意，初学者设计印制电路板时常犯的一个错误 是大面积敷铜上不开窗口，而由于印制电路板板 材的基板与铜箔间的粘合剂在浸焊或长时间受热 时，会产生挥发性气体无法排除，热量不易散发， 以致产生铜箔膨胀，脱落现象。因此，使用大面 积敷铜时，应将其开窗口并设计成栅格状。去耦电容配置l ）电源输入端跨接 10-100uF 的电解电容器。 如有可能，接100uF 以上的更好。 ? 2 ）原则上每个集成电路芯片都应布置一个 0.01pF

16、的瓷片电容器，如遇印制电路板的 空隙不够，可每 4-8 个芯片布置一个 1-10pF 的钽电容器。 3 ）对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的 元件，如 RAM 、ROM 存储元件，应在芯 片的电源线和地线之间直接接入去耦电容。去耦电容配置4 ）电容引线不能太长，尤其是高频旁路电 容不能有引线。此外应注意以下两点： ? 在印制电路板中有接触器、继电器、按钮 等元件时，操作它们时均会产生较大火花 放电，必须采用 RC 电路来吸收放电电流。 一般，R 取值 l-2 k ，C 取值 2.2-47uF。 ? CMOS 的输入阻抗很高，且易受干扰，因 此，在使用时对不使用的端口要接地或接 正电源。各元件之间的接线l ）印制电路中不允许有交叉电路，对于可能交叉的线条， 可以用“钻” 、 “绕”两种办法解决，即让某引线从别的 电阻、电容、三极管脚下的空隙处“钻”过去，或从可能 交叉的某条引线的一端“绕”过去。在特殊情况下，如果 电路很复杂，为简化设计，也允许用导线跨接来解决交叉 电路问题。 2 ）电阻、二极管、管状电容器等元件有“立式”和“卧 式”两种安装方式。立式指的是元件体垂直于电路板安装、