PCB印制电路板设计与制作.pdf

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】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。:..第一章初识Protel99SE电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题,如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁,为布通电路板的线路而废寝忘食,为手绘的电路板歪歪扭扭而感到悲不雅丧气。卓越的Protel99将彻底把您从懊恼的工作中解放出来,在它的帮忙下,您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。第一节Protel99SE的开展与演变随着现代科学日新月异的开展,现代电子工业也取得了长足的进步,大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。在这种情况下,传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。幸运的是电子计算机的飞速开展有效地解决了这个问题,精明的软件厂商针对广阔电子界人士的需求及时推出了本身的电子线路软件。这些软件有一些共同的特征:它们都能够协助用户完成电子产物线路的设计工作,比拟完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能,更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。:..Protel99继续保持了ProtelTechnology公司的革新传统,它具有极为全面的东西、文档以及设计工程的组织功能,使用户可比以往任何时候更轻松地把握电子线路设计的全过程。Protel软件的良好信誉以及Protel99的卓越表示使之很快成为众多用户的首选软件。第二节Protel99SE的特点Protel99主要有两大局部组成:。它主要用于电路道理图的设计,为印制电路板的设计打好根底。。它主要用于印制电路板的设计,发生最终的PCB文件,直接联系到印制电路板的出产。,智能的道理图编纂手段,发生高质量的道理图输出成果,它的元件库提供了超过六万种元件,最大限度地覆盖了众多的电子元件出产厂家的繁复错乱的元件类型。元件的连线使用自动化的画线东西,然后通过功能强大的电气法那么检测〔ERC〕,对所绘制的道理图进行快速查抄。所有这一切将使您的设计工作变得空前未有的便捷。。用户可以将待设计的系统划分为假设干子系统,子系统再划分为假设干功能模块,功能模块再划分为底子模块,然后分层逐级实现。这使得系统的设计层次清晰、简单可靠。Protel99对同一设计工程中道理图的张数没有限制,用户可以同时编纂多张道理图,各道理图之间的切换也非常便利。,同时它的元件库编纂器使用户可以创立本身的元件库,用户可以自由的在各库之间移动、拷贝元件,以便按照本身的要求合理地组织库的布局。Protel99提供的强大的元件库查询功能相当令人对劲,用户可以通过元件的名称或属性查询它,可以把查询的范围设定在某一目录的所有元件库中,或是某一特定的路径,或是整个硬盘,总之,操纵这项功能,用户可以很快找到所需的元件。:..Protel99电气栅格连线和自动连接特性使道理图的连线工作变得非常容易。当用户为道理图连线时,被激活的电气“热点〞将引导鼠标光标至比来的有效连接点上,这样用户就可以在一个较大范围内完成连线。,这使得用户能够非常直不雅地控制整个编纂过程,用户可以便利的使用诸如拖动、剪切、拷贝、粘贴等尺度的Windows操作。你是否需要同时编纂多个元件的封装形式呢?Protel99的整体编纂功能将帮你解决。整体编纂就像对单个元件进行编纂一样,用户只需这种编纂作用的范围,而这个范围的拔取也是相当灵活的。合理的使用全局编纂功能可以大大提高用户的工作效率。。PCB编纂器通过它的交互性编纂环境达到了手动设计与自动化设计的完美融合。PCB的底层数据布局最大限度地考虑了用户对速度的要求,通过对功能强大的设计法那么的设置,用户可以有效地控制印制电路板的设计过程。对于出格复杂的、电脑难以自动完成的布线工作,用户可以选择手动布线,总之,Protel99的印制电路板编纂器既功能强大又便于控制。下面介绍一下PCB设计系统的特点。。此刻,为了成功地设计一块优秀的电路板,需要仔细考虑诸如网络阻抗、布线间距、走线宽度等因素。Protel99强大的法那么驱动的设计特性将协助用户很好地解决这些问题。Protel99的PCB编纂器提供了超过25种设计法那么类别,覆盖了像元件位置、走线宽度、走线角度、过孔直径、网络阻抗等设计过程的方方面面,使用户便利地完成印制电路板的设计。。Protel99的电气栅格可以将线路引导至电气“热点〞的中心。:..,制作电路图本身就是一个设计电路的过程,设计的成果是一张道理图,原件列表,以及道理图网络表。道理图网络表是画电路板图的根底,从最终成果来看画道理图的目的是画电路板图而不是道理图本身。只有在设计好道理图的根底上才可以进行印刷电路板的设计和电路仿真等。,电路道理图设计的好坏直接影响到后面的工作。首先道理图的正确性是最底子的要求,其次道理图应该合理布局,这样不仅可以尽量防止出错、也便于读图、便于查找和纠正错误,最后,在满足正确性和布局合理的前提下应力求道理图的美不雅。、尺寸、标的目的等参数。:..将包含有用户所需元件的元件库装入设计系统中,以便用户从中央查找和选定所需的元器件。,并对元件在工作平面的位置进行调整,对元件的序号、封装形式、显示状态等进行定义和设置。、网络标号等连接起来,使各元件之间具有用户所设计的电气连接关系。,可以看到一张完整的电路道理图了,但是要完成电路板的设计,就需要生成一个网络表文件。网络表是电路板和电路道理图之间的重要纽带。,需要设置工程选项来编译当前工程,操纵Protel99SE提供的错误查抄陈述点窜道理图。,那么道理图的设计就完成了。这是对于一般电路设计而言,尤其是较大的工程,通常需要对电路的屡次点窜才能够通过电气查抄。〔如网络表、组件清单等〕,同时可以对设计好的道理图和各种报表进行存盘和输出打印,为印刷板电路的设计做好筹办。。。。:..[File]/[New]命令,会呈现[NewDocument]选择文件类型对话框,如图2-1所示单击图标,单击OK按钮即可完成新的道理图。图2-:..第三章电路板设计环境:..第一节设计电路板根底前面已经学****了如何设计道理图,设计道理图就为设计电路板图提供了根底,那么该如何设计电路板呢?,进行电气查抄并生成道理图的网络表。,使用电路向导确定电路板的层数‘尺寸等电路板参数。,调入网络表,这时最容易呈现网络表中的封装和元件库中元件封装不符合的错误。,就是将元件合理的分布在电路板上,自动安插元件或人工安插元件。,自动布线。。,按照道理图,直接使用Place/interactiveRouting菜单人工布线。:,选择Design菜单,新建设计数据库,再选择菜单成立电路板文件〔PCBDocument〕,然后双击该新建的电路板文件,就进入了电路板设计环境。,成立电路板文件(PCBDocument),然后双击该新建的电路板文件,也可以进入电路板设计环境。,使用电路板向导,进入电路板设计环境。。图3-1所示的是电路板板层切换标签,用鼠标点击,用小键盘上的+、-、*均可切换板层。电路板设计环境如图3-2所示,在图的右侧是电路板设计窗口,左侧是设计办理器和电路板办理器。:..图3-1板层切换标签图3-,使用Design/Options菜单命令,如图3-3所示,在Layers页面中可以对正在使用的板层进行设置。Layers:信号层。Protel99SE设计的电路板有32个信号层,此中Top是顶层,Mid是中间层,Bottom是底层。layers:机械层。共有16个机械层,机械层用于放置各种指示和说明性文字,例如,电路板尺寸。:丝网层。丝网层有2层层叠叠用于印刷标识元件的名称。:禁止布线层。该层设置布线范围和电路板尺寸。Layer:穿透层。该层放置所有穿透式焊盘和过孔。:..页面可以对如下内容进行设置〔1〕Grids:用于设置栅格的间距和形状。SnapX:设置捕获栅格X标的目的的尺寸。SnapY:设置捕获栅格Y标的目的的尺寸。ComponentX:设置元件放置时使用的X标的目的栅格尺寸。ComponentY:设置元件放置时使用的Y标的目的栅格尺寸。〔2〕ElectricalGrid:电气栅格。假设选择该复选框,那么具有电气捕获栅格功能。Range:设置吸引距离。VisibleKind:选择可视栅格的种类。(3)MeasurementUint:切换测量单元。Metric:公制,=40mil。Imperial:英制,单元为。图3-3La第一节定义电路板:..板层和电路板的大小。例如要设计一个主要使用插针元件的双面板,需要如下步调:设置电路板层。首先成立设计数据库,使用菜单,成立新的电路板文件,这样成立的电路板文件具有如下板层的双层板。SilkScreen(TopOverlay):丝网层。SolderMask(Top/Bottom):阻焊层。PasteMask(Top/Bottom):锡膏层。Top:顶层是元件面。Bottom:底层是焊接面。DrillGuide(DrillDrawing):钻孔层。KeepOutLayer:禁止布线层,用于设置电路板边缘。MechanicalLayer1:机械层用于放置电路板尺寸。MultiLayer:穿透层。。将板层切换到KeepOutLayer,使用画线东西或使用快捷键P、T画一个框,该框的大小就是电路板的大小。假设是没有确切的电路板尺寸,随便画一个框就可以了。等布完线再从头画框定义电路板边缘。需要注意的是电路板的电气外形尺寸必然得在KeepOut层中定义。而机械外形尺寸应该在MechanicalLayer层中定义。。使用Design/LayerStackManager菜单,然后单击右下脚的Menu按钮,在弹出的菜单中选择ExampleLayerStacks子菜单,然后选择SingleLayer,这时可以应该在屏幕底层不雅ponentSide标签,而BottomLayer标签变成了SolderSide标签。虽然定义成了单层电路板,但是在自动布线时还需要定义布线层。:..不同的元件可共用同一零件封装,同种元件也可有不同的零件封装。元件封装的主要参数是形状尺寸,因为只有尺寸正确的元件才能安装并焊接在电路板上。像电阻,有传统的针插式,这种元件体积较大,电路板必需钻孔才能安设元件,完成钻孔后,插入元件,再过锡炉或喷锡〔也可手焊〕,成本较高,较新的设计都是采用体积小的外表贴片式元件〔SMD〕这种元件不必钻孔,用钢膜将半熔状锡膏倒入电路板,再把SMD元件放上,即可焊接在电路板上了。.常用封装电阻AXIAL无极性电容RAD电解电容RB-电位器VR二极管DIODE三极管TO电源稳压块78和79系列TO-126H和TO-126V场效应管和三极管一样整流桥D-44D-37D-、U9、U11、U12——DIP8W77E58——DIP40C24、U19、C27——U3、U4、U5、U20——DIP4Q2、Q3——TO-92AD1————SIP20:..SIP8J3、J4——SIP4XTL1——XTAL1RST1——RSTR22、R27、R31、R29、R28、R30、R4、R5、R6、R7、R8、R9——C12、C13、C25、C26、Y2——:ponent菜单。放置方法二:使用东西箱中的按钮。方法底子同上。放置方法三:使用PCB办理器的元件封装库办理功能放置元件封装。首先选择好封装库,并查找元件封装。假设是已显示的封装库没有所需元件封装,使用Add/Remove按钮从﹨designExplorer99SE﹨Library﹨PCB目录中选择新的元件封装库,并把它参加到PCB办理器中。假设是选择了对劲的封装,再单击Place按钮就可以看到元件封装跟随鼠标移动。这是假设要旋转元件就按空格键,假设要摆布翻转就按X键,假设要垂直翻转就按Y键。按Tab键可以编纂该封装的属性,当然当元件封装放好后双击该元件封装也可以编纂该元件封装属性。假设要编纂元件就单击Edit按钮。,光标变成十字。然后用鼠标将光标放置到线的起点,单击鼠标左键,就可以拽出一根线,假设需要转弯就单击鼠标左键一次。结束画线只需单击鼠标左键一次,再单击鼠标右键一次。假设在走线中单击空格键,那么可以改变走线方式。假设布线时按Shift+空格键,那么可以循环改变走线模式。可改变的模式是45度走线、90度走线、45度圆弧走线、90度圆弧走线、大圆弧90度走线和直接走线。假设走线时需要更换板层,可以使用小键盘上的加号和减号键“*〞键更换板层,当更换板层后Protel99SE会自动增加过孔。:..尺寸线标注菜单或者使用东西箱中的东西按钮,鼠标变成十字,移动鼠标到尺寸线的起点,单击鼠标左键,然后移动到尺寸线终点,单击鼠标左键完成尺寸线放置。,鼠标变成十字,移动鼠标到放置焊盘的位置单击鼠标左键,将焊盘放置在那儿。,鼠标变成十字,移动鼠标到放置过孔的位置单击鼠标左键,将过孔放置在那儿。简而言之,电路板的设计过程首先是绘制电路道理图,然后由电路道理图文件生成网络表,最后在PCB设计系统中按照网络表完成自动布线工作。也可以按照电路道理图直接进行手工布线而不必生成网络表。完成布线工作后,可以操纵打印机或绘图仪进行输出打印。除此之外,用户在设计过程中可能还要完成其他一些工作,例如创立自已的元件库、编纂新元件、生成各种报表等。编纂器PCB文件如下::..:..,板材选用时要从电气性能、可靠性、加工工艺要求和经济指标等方面考虑。常用的覆铜层压板是覆铜酚醛纸质压板、覆铜环氧纸质压板、覆铜环氧玻璃布层压板、覆铜环氧酚醛玻璃布层压板、覆铜聚四***乙烯玻璃布层压板和多层印制电路板用环氧玻璃布等。不同材料的层压板有不同的特点。电路板的厚度应该按照电路板的功能、所装元件的重量、电路板插座的规格、电路板的外形尺寸和承受的机械负荷等来决定。主要是应该包管足够的刚度和强度。常见的电路板的厚度有、1mm、、2mm等。、铜膜线长度、抗噪声能力考虑,电路板尺寸越小越好,但是板尺寸太小,那么散热不好,且相邻的铜膜线之间容易引起干扰。在设计具有机壳的电路板时,电路板的尺寸还受机箱外壳大小的限制,必然要在确定电路板尺寸前确定机壳大小,否那么就无法确定电路板的尺寸。一般情况下,在禁止布线层中指定的布线范围就是电路板的尺寸。电路板的最正确形状是矩形,长宽比为3:2或4:3,当电路板的尺寸大于200mm*150mm时,应该考虑电路板的机械强度。总之,应该综合考虑利弊来确定电路板的尺寸。:高频元件之间的连线越短越好,设法减小连线的分布参数和彼此之间的电磁干扰,易受干扰的元器件不克不及距离太近。具有高电位差的元件:应该加大具有高电位差元器件和连线之间的距离,以免呈现不测短路时损坏元器件。一般要求2000V电位差之间的铜膜线距离应该大于2mm,假设对于更高的电位差,距离还应该加大。:..重量太大的元件:重量过重的元器件应该有支架固定,而对于又大又重、发烧量多的元器件,不宜安装在电路板上。发烧与热敏元器件:注意发烧元器件应该远离热敏元器件。可以调节的元件:对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应该考虑整机的布局要求,假设是机内调节,应该放在电路板上容易调节的处所,假设是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相对应。电路板安装孔和支架孔:应该预留出电路板的安装孔和支架的安装孔,因为这些孔附近是不克不及布线的。,尽可能按照道理图的元件安排对元件进行布局,信号从左边进入、从右边输出,从上边输入、从下边输出。以每个功能电路为核心,围绕这个核心电路进行布局,元件安排应该均匀、整齐、紧凑,原那么是减少和缩短各个元器件之间的引线和连接。数字局部应该与模拟局局部开布局。,或者至少距板边缘的距离等于板厚。如果电路板元件过多,不得已要超出3mm范围时,可以在电路板边缘加上3mm辅边,在辅边上开V形槽,在出产时用手掰开。,如电源插座、指示灯、开关和连接件等。再放置特殊元器件和大元器件,例如,发烧元件、变压器、集成电路等。最后放置小元器件,例如,电阻、电容、二极管等。〔1〕线长。铜膜线应该尽可能短,在高频回路中更应该如此。铜膜线的拐弯处应为圆角或斜角。当双面板布线时,两面的导线应该彼此垂直、斜交或弯曲走线,防止彼此平行,以减小寄生耦合。〔2〕线宽。铜膜线的宽度一般不易小于。一般情况下1的线宽,允许流过2A的电流。〔3〕线间距。相邻铜膜线之间的最小间距至少能够承受所加电压的峰值。:..,必然会带来共阻抗干扰,因此在布线时,不克不及将具有接地符号的点随便连接在一起,这可能引起有害的耦合而影响电路的正常工作。假设是在高频情况下,地线共阻抗干扰主要是由铜膜线的电感引起的,当有一段孤立的铜膜线,其长度远大于宽度时,导线的自感量L为:L=〔uH〕*l〔m〕由此可见当频率较高时铜膜线感抗的影响比铜膜线电阻的影响大得多。,通常划分为系统地、机壳地〔屏蔽地〕、数字地〔逻辑地〕和模拟地等几种,在连接地线时应该注意如下几点:。在低频电路中,信号频率小于1MHz,布线和元器件之间的电感可以忽略,而地线电路电阻上发生的压降对电路影响较大,所以应该采用单点接地法。当信号频率大于10MHz时,地线电感的影响较大,所以宜采用就近接地的多点接地法。当信号频率在1-10MHz之间时,如果采用单点接地,地线长度不该该超过波长的1/20,否那么采用多点接地法。。要尽量加大线性电路的接地面积。。地线应该尽量宽,一般以大于3mm为宜。。环形线路可以提高电子设备的抗干扰能力。,而且本级电路的电源滤波电容也应该接在本级的接地址上。。:..一般要求,信号在电路板上传输的铜膜线越短越好,过孔数目越少越好。典型值:长度不超过25cm,过孔数不超过2个。。电源在向系统提供能源的同时,也将其噪声加到所供电的系统中,系统中的复位、中断以及其它一些控制信号最易受外界噪声的干扰,所以,应该适当增加电容来滤掉这些来自电源的噪声。。在布局上,要把模拟电路、数字电路和发生大噪声的电路合理分开,使它们彼此间的信号耦合最小。。按照单点或多点接处所式处置地线。将模拟地、数字地、大功率器件地分开连接,再堆积到电源的接地址。。去耦电容以瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计电路板时,每个集成电路的电源和地线之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用,一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门和关门瞬间的充放电电能,另一方面旁路掉该器件发生的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为。,元件距板边缘最小5mm,焊盘距板边缘最小4mm。。孔径=引脚。,电解电容与这些元件的距离最小为10mm。。-b^c三个电极。,应该从45度标的目的进入。元件放置应该是垂直或程度标的目的。,应该在焊盘上加泪滴。,而时钟线和高频回路的布线应该更短。。:..、保险电阻、交流220V的滤波电容、变压器等元件附近,应该在顶层丝网漏印层上标有标识表记标帜。第五节Protel99SE快捷键大全Enter拔取或启动Esc放弃或打消F1启动在线帮忙窗口Tab启动浮动图件的属性窗口Pgup放大窗口显示比例Pgdn缩小窗口显示比例End刷新屏幕Del删除点取的元件〔1个〕Ctrl+Del删除拔取的元件〔2个或2个以上〕X+A打消所有被拔取图件的拔取状态X将浮动图件摆布翻转Y将浮动图件上下翻转Space将浮动图件旋转90度Crtl+Ins将拔取图件复制到编纂区里Shift+Ins将剪贴板里的图件贴到编纂区里Shift+Del将拔取图件剪切放入剪贴板里Alt+Backspace恢复前一次的操作Ctrl+Backspace打消前一次的恢复Crtl+G跳转到指定的位置Crtl+F寻找指定的文字Alt+F4关闭protelSpacebar绘制导线,直线或总线时,改变走线模式V+D缩放视图,以显示整张电路图V+F缩放视图,以显示所有电路部件Home以光标位置为中心,刷新屏幕:..Esc终止当前正在进行的操作,返回待命状态Backspace放置导线或多边形时,删除最末一个顶点Delete放置导线或多边形时,删除最末一个顶点Ctrl+Tab在翻开的各个设计文件文档之间切换Alt+Tab在翻开的各个应用程序之间切换A弹出子菜单B弹出子菜单E弹出Edit菜单F弹出File菜单H弹出Help菜单J弹出菜单L弹出子菜单M弹出子菜单O弹出Options菜单P弹出Place菜单QPCB中mm/mil单元切换R弹出Reports菜单S弹出子菜单T弹出Tools菜单V弹出View菜单W弹出Window菜单X弹出菜单Z弹出Zoom菜单左箭头光标左移1个电气栅格Shift+左箭头光标左移10个电气栅格右箭头光标右移1个电气栅格Shift+右箭头光标右移10个电气栅格上箭头光标上移1个电气栅格Shift+上箭头光标上移10个电气栅格:..下箭头光标下移1个电气栅格Shift+下箭头光标下移10个电气栅格Ctrl+1以零件本来的尺寸的大小显示图纸Ctrl+2以零件本来的尺寸的200%显示图纸Ctrl+4以零件本来的尺寸的400%显示图纸Ctrl+5以零件本来的尺寸的50%显示图纸Ctrl+F查找指定字符Ctrl+G查找替换字符Ctrl+B将选定对象以下边缘为基准,底部对齐Ctrl+T将选定对象以上边缘为基准,顶部对齐Ctrl+L将选定对象以左边缘为基准,靠左对齐Ctrl+R将选定对象以右边缘为基准,靠右对齐Ctrl+H将选定对象以摆布边缘的中心线为基准,程度居中摆列Ctrl+V将选定对象以上下边缘的中心线为基准,垂直居中摆列Ctrl+Shift+H将选定对象在摆布边缘之间,程度均布Ctrl+Shift+V将选定对象在上下边缘之间,垂直均布F3查找下一个匹配字符Shift+F4将翻开的所有文档窗口平铺显示Shift+F5将翻开的所有文档窗口层叠显示Shift+单左鼠选定单个对象Crtl+单左鼠,再释放crtl拖动单个对象Shift+Ctrl+左鼠移动单个对象按Ctrl后移动或拖动移动对象时,不受电气格点限制按Alt后移动或拖动移动对象时,保持垂直标的目的按Shift+Alt后移动或拖动移动对象时,保持程度标的目的:..参考文献参考文献[1].***出书社2007年1月[2]郭勇,.***出书社2004年6月[3].***出书社2005年1月[4][5][6]张锡鹤,:..总结通过做毕业设计,我对protel99软件的使用熟练了很多:首先,通过学****使本身对课本上的常识可以应用于实际,使的理论与实际相结合,加深本身对课本常识的更好理解,同时也学到了许多畴前没有接触的常识;能够充实操纵藏书楼去查阅资料,增加了许多课本以外的常识;能熟悉操作。在绘制PCB过程中,我了解到布局的重要性,只有布局好了,才能很好的布线。对我们学生来说,理论与实际同样重要,这是我们以后在工作中说明本身能力的一个重要尺度。由于个人的常识水安然平静经验有限,该设计存在许多缺乏之处,请老师指正。