印制板设计教程课件.ppt

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1、印制板设计教程,授课班级:电子001#002 时间:2019.9 主讲:吴国强,目录,1.电路板设计环境2.人工画电路板3.元件封装库的修改与创建4.自动布线画电路板5.设计规则与信号分析6.人工布线画电路板练习7.自动布线画电路板练习8.电路板设计导引9.简单收音机电路设计与制作,第一章 电路板设计环境,授课内容:设计电路板基础 电路板设计环境 电路板设置重点难点:设计电路板的方法 电路板中的设计对象 电路板管理器与电路板设置,1.1设计电路板基础,电路板:就是所有电子产品都具有的焊接元件的基板1.1.1印制板种类及结构根据导电层数:单面板 双面板 多层电路板根据覆铜板基底材料:纸质覆铜箔层

2、压板 玻璃布覆铜箔层压板,A.单面板的结构,详见教材p183B.双面板的结构C.多层板的结构,1.1.2如何设计电路板,1.自动布线法a.设计原理图(在SCH环境)进行检查并生成原理图的网络表(Netlist)b.在PCB环境确定电路板的层数尺寸(利用板框精灵)c.使用Dsign/Netlist菜单,调入网络表d.布置元件(自动布置,人工布置)e.自动布线(先设置自动布线规则)f.完成修饰等,2.人工布线法,a.人工确定电路板的层面和尺寸b.人工放置元件封装和布置元件封装c.根据原理图,直接使用Place/interactive routing菜单人工布线d.修饰电路板,1.1.3电路板中设计

3、对象,Foot Print 元件封装Pad 焊盘Via 过孔Polygon Plane 多边形铺铜Fill 填充Interactive Route铜膜线,1.1.4元件封装,1原理图元件与封装之间的关系 元件封装就是原理图元件的Foot print.对于同一个元件来说,经常有不同的封装形式.元件封装的主要参数是形状尺寸.2封装图结构.一般元件的封装图结构如图它包含元件图形.焊盘和元件属性三部分,部分元件封装说明表,几个常用名词,a.插针元件b.表面粘贴式元件c.焊盘d.铜膜线e.过孔f.网络表g.阻焊层,h.安全间距i.禁止布线层j.丝网印刷层k.指示层l.内层,1.2电路板设计环境,1.2.

4、1进入电路板设计进入电路板设计环境的方法(1)新建设计数据库,再建PCB文件,双击该文件进入(在设计管理其中)(2)用File/New建PCB文件双击进入(在SCH环境中)(3)选择File/New,使用板框精灵进入(4)使用Design/update PCB进入(在SCH环境中),1.2.2PCB环境简介,详见设计软体1.2.3文件管理详见设计软体1.2.4电路板管理器(Browse PCB)1 Nets 网络管理功能2 Components 元件管理功能3 Libraries 元件封装库管理功能,1.3电路板设置,1.3.1电路板板层和栅格设置(Design/Options)1 Layer

5、s页面2 Options页面,1.3.2电路版画图环境设置(Tool/Preferences),1.Options页面2.Display页面3.Color页面4.Show/Hide页面5.Default页面6.Signal Integrity页面 BACK,第二章人工画电路板,授课内容:定义电路板 放置设计对象 编辑电路板 各式报表重点难点:板框精灵的应用 元件属性设置 其他设计对象属性设置 几个常用的编辑技巧,2.1定义电路板,电路板设计的第一步是设计板框，所有零件及布线，将在所定义的板框内进行。而板框的设计可以“手工绘制”及利用程序所提供的“板框精灵”两种方式,2.1.1直接定义电路板,(

6、1)手绘板框 板框是在【Keepout Layer】（禁置板层）建立的，只要在此板层上，绘制一个封闭的区块即可；此后，所加载的零件与网络，将以此区块为中心，零件自动布置、自动布线等，都是在此区块中进行。绘制板框时，工作板层切换为Keepout板层，接着画板框,执行PlaceTrack命令，进入走线状态，结束画线，即可完成板框的编辑。注意：如果画出的板框是蓝色的或红色的，那可能忘记把工作板层切换到KeepOut了!,(2)定义单层电路板,2.1.2板框精灵的应用,2.2放置设计对象,2.2.1元件封装的放置与属性设置1.放置元件封装方法一:用Place/Component方法二:使用工具箱中的按

7、钮方法三:使用PCB管理器的元件封装库管理器功能放置,2.元件属性,a.properties页面b.designator页面ment页面2.2.2铜膜线的放置与属性设置手工走线要用Place/interactive Routing 菜单1.手工走线2.铜膜线属性,2.2.3文字与它的属性设置,1.放置文字2.文字的属性2.2.4焊盘与它的属性1.放置焊盘2.属性2.2.5过孔与它的属性1.放置过孔2.属性,2.2.6铺铜与它的属性,1.放置铺铜使用菜单或工具箱中的工具按钮2.属性设置2.2.7填充与它的属性,2.2.3编辑电路板,2.3.1几个基本操作1.剪切2.拷贝3.粘贴4.删除,2.3.

8、2阵列粘贴,1.线性数组式贴放2.圆形数组式贴放2.2.3同时编辑多个对象1.对象的标记方法一:拖动左键方法二:Edit/select/inside area方法三:Edit/Toggle selection方法四:Edit/selection/outside area,2.标记解除,方法一:主工具栏快捷菜单方法二:Edit/Deselect/all方法三:Edit/Toggle Selection3.清除多个对象 标记后执行Edit/clear4.元件自动编号 Tool/Re-Annotate5.整体编辑,2.4各式报表,1.建立网络状态表2.元件统计表 BACK,第三章元件封装库的修改与创

9、建,授课内容:元件封装编辑环境 元件封装图向导 直接画元件封装图 制作元件封装图举例重点难点:元件封装管理器 元件封装图的创建 元件封装图的修改,3.1元件封装编辑环境,1.进入封装编辑环境2.元件封装管理器3.画封装工具箱,3.2元件封装图向导,选择菜单Tool/new component进入元件封装制作向导的第1步第2步选择元件模板第3步设置焊盘大小及间距第4步设定网层的元件图形线宽第5步设定焊盘编号方式第6步设定焊盘排列方式和焊盘数量第7步输入元件名称完成制作,3.3直接画元件封装图,(1)进入元件封装编辑环境(2)单击Add按钮,进入向导第一步(3)设置基本单位(4)设置捕捉栅格间距和

10、可视栅格间距(5)按照元件尺寸画纸图形符号(6)编辑焊盘(7)命名,3.4制作元件封装图举例,1.实例教学 制作发光二极管封装2.课堂练习 绘制数码管封装 BACK,4.自动布线画电路板,授课内容:元件封装设置和网络表的生成网络表的载入与网络宏错误处理自动元件布置自动布线重点难点:元件封装的设置常见网络宏错误的处理手工修改元件布局自动设定,4.1元件封装设置与网络表的生成,4.1.1.元件封装元件封装是指元件的外形,也就是元件在电路板中的表现形式.元件风装有针脚式和表贴式两种类型常用封装含义DIP双列直插式AXIAL管状元件RB电解电容DIODE二极管,4.1.2网络表的生成,1.网络表的生成

11、当画好的原理图设置了封装以后,单击Design菜单,接着执行Create Netlist命令就可生成网络表2.选项卡的设置Preference选项卡a.Output Format 设置网络表格式b.Net identifier scope 设置网络表标号与端口的范围c.Sheet to netlist 生成网络表的电路范围d.各复选框,3.网络表说明,网络表包含两部分,前一部分描述电路图中用到的元件及其属性,后一部分描述网络表中的所有网络.例 元件描述开始 U1 元件标号 DIP14 元件封装 74LS161A 元件名 元件描述结束(网络描述开始 NetU1_3 网络名 U1_3 网络的第1个

12、节点,U1元件的第3个管脚 CRY_1 网络的第2个节点,CRY的第一个管脚 R5_1 网络的第3个节点,R5的第一个管脚)网络描述结束,4.2网络表的载入与网络宏错误处理,4.2.1网络表的载入执行菜单Design/Load Net命令,Netlist输入框必须输入要调入的网络表可以直接输入,也可以单击Browse按钮,寻找网络表文件Execute 按钮:执行宏命令,将元件封装和网络放置在电路板图上,4.2.2常见错误及处理方法,1.常见错误Footprint not found in library宏命令使用了当前封装苦衷不存在的元件封装.Component not found宏命令企图删

13、除修改或引用不存在的元件Component already exists宏命令企图增加已存在的元件Net not found宏命令企图删除修改或引用不存在的网络Net already exists宏命令企图增加已存在的Alternative footprint in library警告:宏命令自动使用了可能是不合适的元件封装.,2.处理方法,对于前面的错误通常有两个处理方法:(1)应检查是否将元件的封装库载入,如是自做的元件封装则要载入自创元件库.同时也可能是元件封装的输入有误所致.(2)双击相应的错误提示行,在弹出的对话框中修改元件属性.注意:在加在网络表之前一定要先加入元件封装库.,4.2

14、.3从原理图编辑窗口中将网络表直接调入电路板设计环境,原理图编辑窗口中的Design/update PCB菜单用于把网络表直接调入电路板设计环境.若是没有电路板文件,他可以自动生成电路板文件.若是已经有多个电路板文件,他将需要人工确定网络表要调入那一个电路板文件.Preview Change按钮,用来查看网络表转换成宏命令的情况单击他就回到宏命令显示与修改窗口.,4.3自动元件布置,4.3.1设置自动布局参数1.设置元件自动布局间距启动design/rule菜单,然后选择placement页面.在rule classes列表框中选择component clearance constraint选

15、项,然后单击add按钮在gap框输入元件封装间距.2.设置元件放置方向在placement页面rule classes列表框中选择component orientation rule 选项,再单击add按钮,在出现的对话框中选择元件放置的的角度.3.设置元件放置层面在placement页面rule classes列表框中选择nets to ignore选项,再单击add按钮选择元件放置的层面.,4.3.2自动布局,自动布置元件的菜单命令是Tool/Auto Placement/auto Placer.4.3.3手工调整元件布局1.粗调元件位置2.元件位置精确调整,4.4自动布线,4.4.1自动

16、布线前的预处理(参见教材P251)(1)敷铜区的放置与编辑(2)放置填充区4.4.2自动布线使用菜单Auto Route/All命令.4.3.3手工修改(参见教材P256)1.修改走线的方法2.修改拐弯很多的走线3.增加电源,地线,及其他大电流负荷导线的线宽.4.4.4 布线后的进一步处理 back,5.设计规则与信号分析,5.1设计规则5.1.1布线规律 布线过程中,必须遵循如下规律:(1)印制导线转折点内角不能小于90度,一般选择135度或圆角;导线与焊盘过孔的连接要圆滑,避免出现小尖角(2)导线与焊盘,过孔必须以45度或90度相连.(3)双面板上下两层的信号线的走线方向要相互垂直或斜交叉(4)在数据总线间,可以加信号地线,来实现彼此的隔离.(5)为了提高抗干扰能力,小信号线和模拟信号线应尽量靠近地线(6)连线应尽可能短(7)高压或大功率元件尽量与低压小功率元件分开布线,即电源线地线分开走线,(8)数字,模拟以及大电流电路的电源线,地线必须分开走线,