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第八章

第八章. 印刷电路板基础. 内容回顾. 前面已经基本学完了电路原理图的绘制 上一章主要讲述了绘制完成原理图以后的一些工作。 电气检测 生成网络表 生成各种报表. 学习目标. 了解与印刷电路板设计密切相关的一些基本概念 了解 Protel 99 SE 提供的电路板工作层面类型 学会设置一块电路板的工作层面. 主要内容. 印刷电路板的结构及相关组件 工作层面的类型说明 设置 PCB 工作层面 设置 PCB 工作参数. 印刷电路板的结构.

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第八章

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Presentation Transcript

  1. 第八章 印刷电路板基础

  2. 内容回顾 • 前面已经基本学完了电路原理图的绘制 上一章主要讲述了绘制完成原理图以后的一些工作。 • 电气检测 • 生成网络表 • 生成各种报表

  3. 学习目标 • 了解与印刷电路板设计密切相关的一些基本概念 • 了解Protel 99 SE提供的电路板工作层面类型 • 学会设置一块电路板的工作层面.

  4. 主要内容 • 印刷电路板的结构及相关组件 • 工作层面的类型说明 • 设置PCB工作层面 • 设置PCB工作参数

  5. 印刷电路板的结构 • 单面板：指放置元件、布线等工作都在一个面上完成的电路板。放置元件和布线的一面是敷铜面，另一面是没有敷铜的。单面板的优点是成本低，但它只适用于比较简单的电路设计。 • 双面板：指电路板的两面都可以放置元件和布线的电路板，顶面和底面之间的电气连接通过过孔来完成。由于两面都可以布线，双面板适合设计比较复杂的电路时使用，是目前应用最广泛的电路板结构。 • 多面板：指不但在电路板的顶面和底面可以布线，在顶面和底面之间还可以设置多个可以布线的中间工作层面的电路板。使用多面板可以实现更加复杂的电路设计。

  6. 元件的封装 元件的封装形式可以分为两大类： • 针脚式元件封装：针脚式元件封装的这类元件焊接，是先要将元件阵脚插入焊点导通孔，然后再焊锡。 Layer板层属性必须为Multi Layer。 • 表面粘着式（STM）元件封装：表面粘着式元件封装的焊点只限于表面板层。在焊点的属性对话框中，Layer板层属性必须为单一板层。

  7. 铜膜导线 • 简称导线 • 印刷电路板的最重要的部分。印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。 • 分清导线跟鼠线的区别

  8. 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 • 盲孔 • 隐藏导孔

  9. 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

  10. 工作层面的类型 • 分为物理层面和系统层面两大类

  11. 工作层面的类型：物理层面 • 包括信号层、内部电源/接地层、机械层、阻焊层、锡膏防护层、丝印层、禁止布线层、多层、钻孔层等 • 物理层在做出来的印制电路板上是实际可见 • 详细介绍见下页

  12. Signal layers：信号层 信号层主要用于布置电路板上的信号线。Protel 99 SE提供了32个信号层，包括TopLayer（顶层）、Bottomlayer（底层）和30个MidLayer（中间层）。信号层为正性，置于其上的元件和导线代表了电路板上的敷铜区 • Internal plane layers：内部电源/接地层 内部电源/接地层主要用于布置电源线和地线。Protel 99 SE提供了16个内部电源/接地层。这些层面是负性的，放置于其上的元件和走线代表了电路板未敷铜的区域。可以给内部电源/接地层命名一个网络名，在设计过程中PCB编辑器能够自动将同一网络上的焊盘连接到该层上。Protel 99 SE允许将电源层分割为几个子层 • Mechanical layers：机械层 机械层一般的可用于设置电路板的物理尺寸、数据标记、过孔、装配说明以及其他的机械信息。Protel 99 SE提供了16个机械层

  13. Solder mask layers：阻焊层 阻焊层用于在设计过程中匹配焊盘，并且是自动产生的。阻焊层是负性的，放置其上的焊盘和元件代表了电路板的未敷铜区域。Protel 99 SE提供了Top Solder（顶层）和Bottom Solder（底层）两个阻焊层。 • Paste mask layers：锡膏防护层 锡膏防护层和阻焊层类似，但在使用“hot re-flow”（热对流）技术安装SMD元件时，锡膏防护层用于设置锡焊层。锡膏防护层也是负性的，放置于其上的元件和焊盘代表电路板的未敷铜区域。Protel 99 SE提供了Top Paste（顶层）和Bottom Paste（底层）两个锡膏防护层。 • Silkscreen layers：丝印层 丝印层主要用于设置印制信息，如元件轮廓和标注。Protel 99 SE元件库中的封装形式的轮廓线和标注将被自动放置在丝印层上。Protel 99 SE提供Top Overlay和Bottom Overlay两个丝印层。

  14. Keep out layer：禁止布线层 禁止布线层用于定义能有效放置元件和走线的区域。不论禁止布线层是否可见，禁止布线层的边界都存在。一般的在禁止布线层绘制一个封闭区域作为布线有效区。 • Multi layer：多层 设置多层是一种快速向所有信号层放置焊盘等元件的方法。在打印时任何放置在多层上的元件将被自动添加到信号层上。 • Drill layers：钻孔层 钻孔层提供制造过程中的钻孔信息，该层面是自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层

  15. 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。 • Connection：连接层。 • Pad Holes：焊盘层。 • Via Holes：过孔层。 • Visible Grid：可视栅格层。

  16. 设置PCB工作层面 • 通过Layer Stack Manager（工作层面管理）认识各工作层

  17. 设置Signal layers和Internal planes • 单击Add Layer 或Delete 可增加或者删除层 • 单击Move Up和Move Down两个按钮可调节各工作层面间的上下关系 • 选中中间层或内部电源/接地层，单击Properties按钮可进行属性设置

  18. 设置Mechanical layers • 执行菜单命令Design/Mechanical Layers

  19. 设置Options选项卡 • Design/Options 捕捉栅格 电气栅格范围 计量单位 可视栅格样式

  20. 设置PCB工作参数 • 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

  21. Preferences对话框

  22. 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原点处；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

  23. 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

  24. 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

  25. 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

  26. 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：自动删除 • Preferences对话框

  27. 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

  28. 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

  29. 显示状态的设置 • Display选项卡

  30. 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：刷新层面 • Single Layer Mode：单层面显示模式 • Transparent Layer：透明层面设置 • display选项卡

  31. Display选项卡：Show • Pad Nets：焊盘网络 • Pad Numbers：焊盘数目 • 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

  32. 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

  33. 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

  34. 工作层面的颜色设置 • Colors选项卡

  35. 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

  36. 元件的隐藏/显示设置 • Protel 提供了Final（最终图稿）、Draft（草图）和Hidden（隐藏）3种显示模式

  37. 元件参数默认值的设置 • 点击要设置的元件，然后点击Edit Values

  38. 信号完整性的设置

  39. 小 结 • 单面板、双面板和多面板3类电路板及与电路板相关的一些基本概念 • 介绍Protel 99 SE提供的9类物理层面、5类系统层面 • 讲述了各种工作层面的设置方法。 • PCB的6大类工作参数的设置方法

  40. 谢谢大家！

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