PCB设计基础

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1、第8章 PCB设计基础 第8章 PCB设置基础8.1 印刷电路板基础8.2 PCB编辑器8.3 电路板的工作层8.4 设置PCB工作参数8.5 PCB中的定位第8章 PCB设计基础 8.1印刷电路基础8.1.1 印刷电路板的结构1.单面板一面有导电图形的电路板。 第8章 PCB设计基础 2.双面板指两面都有导电 图形的电路板，也 称双层板。其两面 的导电图形之间的 电气连接通过过孔 来完成。第8章 PCB设计基础 3.多层板由交替的导电图形层及绝缘材料层叠压粘合而成的电路板。除 电路板两个表面有导电图形外，内部还有一层或多层相互绝缘的 导电层，各层之间通过金属化过孔实现电气连接。如：Bench

2、mark 94.ddb 8.1.2 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。 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） +第8章 PCB设计基础 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 ） 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。 针脚式元件封装：元件的焊盘通孔贯通整个电路板 。k LCC16（贴片元件

3、类） l DIP16（双列直插类） m TO-220（三极管类 ） 第8章 PCB设计基础 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。 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。8.1.3 焊盘焊盘 （Pad）与过过孔（Via）焊盘（Pad）的作

4、用是用来放置焊锡、连接导线和焊接元件的 管脚。 第8章 PCB设计基础 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第8章 PCB设计基础 8.1.4 铜膜导线（Track ）8.1.5 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。第8章 PCB设计基础 8.1.6 PCB设计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

5、。 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编辑 器。 第8章 PCB设计基础 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

6、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 第8章 PCB设计基础 8.2 PCB编辑器 8.2.1 PCB编辑编辑 器的启动动与退出 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 单击双击第8章 PCB设计基础 （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图标第8章 PCB设计基础 PCB编辑器界面第8章 PCB设计基础 2.退出PCB编辑器8.2.2 PCB编辑编辑 器的画面管理 1.画面显显示 （

7、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 选 择第8章 PCB设计基础 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）对选定区域放大 区域放大： View|Area或用鼠标单击主工具栏的 图标 中心区域放大： View|Around Point （4）显示整个电路板/整个图形文件 显显示整个电电路板：View|Fit Board 显示整个图形文件：View|Fit Document或单击图标 采用上次显示比例显示 View

8、|Zoom Last 画面刷新 View|Refresh或使用快捷键END键 第8章 PCB设计基础 显示整个电路板 显示整个图形文件2.窗口管理 执行菜单命令 View|Toolbars ， 下一级菜单命令如右图 第8章 PCB设计基础 8.3 电路板的工作层 8.3.1工作层层的类类型在PCB编辑器中，执行菜单命令Design|Option，系统将弹出Document Options对话框： 第8章 PCB设计基础 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

9、layer（顶层）、Bottom layer（底层）和30个 MidLayer（中间层）。Top layer（顶层）Bottom layer（底层）第8章 PCB设计基础 MidLayer1（中间层1）MidLayer14（中间层14）第8章 PCB设计基础 多层板第8章 PCB设计基础 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 9

10、9 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。 第8章 PCB设计基础 Mechanical1（机械层1）Mechanical4（机械层4）第8章 PCB设计基础 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

11、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。第8章 PCB设计基础 1. 7 Silkscreen layer（丝印层） 2. 丝印层主要用于放置印制信息

12、，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）第8章 PCB设计基础 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）第8章 PCB设计基础 9 Drill lay

13、er（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。 8.3.2 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。 第8章 PCB设计基础 （1）添加层的操作选取TopLayer，用鼠

14、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。 第8章 PCB设计基础 （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，

15、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）。第8章 PCB设计基础 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。 第8章 PCB设计基础 8.3.3 工作层层的打开与关闭闭 1.工作层层的打开与关闭闭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。 第8章 PCB设计基础 2.栅栅格和计计量单单位设设置单击Document Options对话框中的Options选项卡，打开如图所 示的对话框。 第8章 PCB设计基础 （1）捕获（锁定）栅格的设置使用Snap X和 Snap Y两个下拉框。 （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