EDA技術(shù)基礎(chǔ)(2)--第8章PCB手工布線



Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,,*,機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案,EDA,技術(shù)基礎(chǔ),(第2版),制作:福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 郭勇,,,第,8,章,,PCB,手工布線,,本章要點(diǎn),8.1 設(shè)置,PCB,元件庫,8.2 規(guī)劃電路板尺寸,8.3 放置元件、焊盤和過孔,8.4 元件布局,8.5,,元件布線,8.6,PCB,元件設(shè)計(jì),8.7,,手工布線實(shí)例,,,,,本章要點(diǎn),●,PCB,布線前的準(zhǔn)備工作:規(guī)劃印制板、設(shè)置元件庫,,●???放置元件、焊盤及過孔,,●???手工布局原則及手工布局,,●???手工布線原則及手工布線,●,,PCB,元件設(shè)計(jì),,返回,,,PCB,設(shè)計(jì)方法有手工布線和自動布線兩種,對于簡單的電路,采用手工布線效率更高一般采用自動布線后的線條往往有,些地方不夠整齊,甚至還不合理,還需要進(jìn)行手工布線調(diào)整。
手工設(shè)計(jì),PCB,是用戶直接在,PCB,軟件中根據(jù)原理圖進(jìn)行手工放置元件、焊盤、過孔等,并進(jìn)行線路連接的操作過程,手工設(shè)計(jì)的一般步驟如下⑴設(shè)置元件庫,規(guī)劃印制電路板⑵放置元件、焊盤、過孔等圖件⑶元件布局⑷手工布線⑸電路調(diào)整,以下采用圖8-1所示單管放大電路為例介紹手工布線方法設(shè)計(jì)實(shí)例,,,8.1 設(shè)置,PCB,元件庫,,在,PCB,設(shè)計(jì)前,必須將元件封裝所在的元件庫添加到當(dāng)前庫(,Libraries),中,只有這樣,這些元件才能被調(diào)用圖8-1中的元件封裝都在系統(tǒng)提供的,Advpcb.ddb,設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫中的,PCB_Footprints.lib,封裝元件庫中1.設(shè)置元件庫,在設(shè)計(jì)管理器中選中,Browse PCB,,在,Browse,下拉列表框中選擇,Libraries,,設(shè)置為元件庫瀏覽器單擊,Libraries,欄下方的【,Add/Remove】,按鈕,在彈出的對話框中找到所需的庫文件,單擊【,Add】,按鈕裝載庫文件,單擊【,OK】,完成操作,元件瀏覽器中將出現(xiàn)已加入的庫文件在,PCB99SE,中,印制板庫文件位于,Design Explorer 99 SE\Library\Pcb,目錄下,常用的印制板庫文件是,Generic Footprint,文件夾中的,Advpcb.ddb。
2. 瀏覽元件圖形,打開了某個數(shù)據(jù)庫文件后,元件庫瀏覽器的,Library,欄內(nèi)將出現(xiàn)該數(shù)據(jù)庫文件中的元件庫名,在,Component,欄中顯示此元件庫中所有元件的封裝名稱選中某個封裝,下方的監(jiān)視器中將出現(xiàn)此元件封裝圖,如圖8-2所示單擊元件庫瀏覽器右下角的,Browse,按鈕,可以進(jìn)行元件瀏覽,瀏覽窗口右下角的三個按鈕可用來調(diào)節(jié)圖形顯示的大小返回,,,8.2 規(guī)劃電路板尺寸,,在,PCB,設(shè)計(jì)中,首先要規(guī)劃印制板,即定義印制板的機(jī)械輪廓和電氣輪廓印制板的機(jī)械輪廓是指電路板的物理外形和尺寸,需要根據(jù)公司和制造商的要求進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)劃,機(jī)械輪廓定義在4個機(jī)械層上,比較合理的規(guī)劃機(jī)械層的方法是在一個機(jī)械層上繪制電路板的物理輪廓,而在其它的機(jī)械層上放置物理尺寸、隊(duì)列標(biāo)記和標(biāo)題信息等印制板的電氣輪廓是指電路板上放置元件和布線的范圍,電氣輪廓一般定義在禁止布線層上,是一個封閉的區(qū)域,一般的電路設(shè)計(jì)僅規(guī)劃,PCB,的電氣輪廓8.2.1 手工定義,PCB,板尺寸,1.手工定義,PCB,板尺寸,本例中采用公制規(guī)劃尺寸,板的尺寸為70,mm×40mm,,具體步驟如下⑴執(zhí)行,View→Toggle Units,,設(shè)置單位制為公制,Metric。
⑵,執(zhí)行,Design→Options,,在,Layers,選項(xiàng)卡中分別設(shè)置可視柵格1、2為1,mm,和10,mm;,在,Options,選項(xiàng)卡中設(shè)置捕獲柵格為0.5,mm⑶,在工作層設(shè)置中選中,Keep Out Layer,復(fù)選框,然后用鼠標(biāo)單擊工作區(qū)下方標(biāo)簽中的 ,將當(dāng)前工作層設(shè)置為,Keep Out Layer⑷,執(zhí)行,Place→Line,放置連線,一般從工作區(qū)的左下角開始,定義一個閉合,PCB,邊框,以此邊框作為電路板的尺寸,如圖8-3所示此后,放置元件和布線都要在此邊框內(nèi)部進(jìn)行2.手工規(guī)劃,PCB,中的技巧,上述方法在畫線的時候靠眼睛辨別,要尋找工作區(qū)的坐標(biāo)原點(diǎn),且很難確定線條長度,難以在該閉合處閉合,且容易在頂點(diǎn)處產(chǎn)生45°斜面因此只有在畫線時時刻注意狀態(tài)欄左部的坐標(biāo)信息,以便確定每一個頂點(diǎn)的坐標(biāo)位置,才能順利完成邊框線的繪制,這種操作方法比較麻煩,實(shí)際使用中可以采用定義位置坐標(biāo)的方法解決⑴執(zhí)行,View→Toolbars→Placement Tools,,打開放置工具欄⑵單擊放置工具欄上的 圖標(biāo),在工作區(qū)左下角處單擊一下,將該點(diǎn)定義為相對坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0),沿此點(diǎn)往右為+,x,軸,往上為+,y,軸。
⑶單擊放置工具欄上的 圖標(biāo),設(shè)置邊框線此時光標(biāo)上連著十字形,表示處于畫線狀態(tài),單擊鼠標(biāo)左鍵確定連線起點(diǎn),然后按一下快捷鍵<,J>,,接著再按快捷鍵<,L>,,屏幕彈出坐標(biāo)跳躍對話框,如圖8-4所示,在,X,欄和,Y,欄輸入終點(diǎn)的,x,軸和,y,軸坐標(biāo)70、0,單擊【,OK】,按鈕,光標(biāo)跳躍到坐標(biāo)(70,0)處,連按兩次回車鍵確定此條連線圖8-4 定義位置坐標(biāo),⑷同樣方法繪制好其他連線用這種快捷鍵的方法比用移動光標(biāo)的方法最突出的優(yōu)點(diǎn)是定位準(zhǔn)確,頂點(diǎn)可靠閉合,且不會在頂點(diǎn)產(chǎn)生45°斜面8.2.2 使用制板向?qū)?chuàng)建,PCB,板,Protel99SE,提供的制板向?qū)е袔в写罅恳呀?jīng)設(shè)置好的模板,這些模板中已具有標(biāo)題欄、參考布線規(guī)則、物理尺寸和標(biāo)準(zhǔn)邊緣連接器等,允許用戶自定義電路板,并保存自定義的模板1.使用已有的模板,執(zhí)行,File→New,建立新文檔,屏幕彈出圖8-5所示的對話框,選擇,Wizards,選項(xiàng)卡,選中制板向?qū)D標(biāo) ,系統(tǒng)啟動圖8-6所示的制板向?qū)螕魣D8-6中的【,Next】,按鈕,進(jìn)入圖8-7所示的模板選擇對話框,在其中可以選擇所需的設(shè)計(jì)模板和所采用的單位制下面以設(shè)計(jì),PCI32,位的模板為例介紹模板的設(shè)計(jì)過程。
⑴在圖8-7中選中模板 建立,PCI,模式的模板,設(shè)計(jì)的單位制選擇為英制(,Imperial)⑵,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出印制板類型選擇對話框,如圖8-8所示,選擇印制板類型,PCI short card 3.3V/ 32BIT⑶單擊圖8-8中的【,Next】,按鈕,屏幕彈出標(biāo)題欄設(shè)置對話框,如圖8-9所示,可以設(shè)置標(biāo)題(,Design Title)、,公司名稱(,Company Name)、PCB,板編號(,PCB Part Number)、,設(shè)計(jì)人員姓名(,Designers Name),及聯(lián)系電話(,Contact Phone)⑷設(shè)置好標(biāo)題欄信息后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出信號層設(shè)置對話框,如圖8-10所示⑸設(shè)置好信號層后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-11所示的過孔類型選擇對話框,可以選擇,Thruhole Vias only(,穿透式過孔)和,Blind and Buried Vias only(,半掩埋式和掩埋式過孔)⑹設(shè)置完過孔后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-12所示的元件類型及放置方式設(shè)置對話框,設(shè)置元件類型為,Surface,-mount components(,帖片式)或,Through hole components(,插針式)及元件是單面放置(選,No),或雙面放置(選,Yes)。
⑺設(shè)置完元件放置方式后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-13所示的布線參數(shù)設(shè)置對話框,圖中主要參數(shù)如下Minimum Track Size,設(shè)置最小導(dǎo)線寬度;,Minimum Via Width,設(shè)置過孔的最小外徑;,Minimum Via Hole Size,設(shè)置過孔的最小內(nèi)徑;,Minimum Clearance,設(shè)置導(dǎo)線之間的最小間距⑻所有設(shè)置完畢,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出結(jié)束模板設(shè)計(jì)對話框,單擊【,Finish】,按鈕完成,PCB,模板設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)完成的,PCI32,位的,PCB,模板如圖8-14所示2.自定義電路模板,以下以自定義3000,mil×2500mil,的矩形板為例,說明自定義電路模板的方法啟動制板向?qū)Вx中創(chuàng)建自定義模板選項(xiàng) ,進(jìn)入自定義模板狀態(tài),屏幕彈出圖8-15所示的電路模板參數(shù)設(shè)置對話框,主要參數(shù)如下圖8-15 電路板參數(shù)設(shè)置,⑴板的類型設(shè)置有3種選擇,即,Rectangular(,矩形)、,Circular(,圓形)和,Custom(,自定義);主要參數(shù)有,Width(,寬度)、,Height(,高度)和,Radius(,半徑,圓形板)。
⑵層面設(shè)置Boundary Layer,設(shè)置電路板邊界所在層面,一般設(shè)置為,Keep Out Layer;Dimension Layer,設(shè)置物理尺寸所在層面,系統(tǒng)默認(rèn)為,mechanical Layer4⑶線寬設(shè)置Track Width,設(shè)置導(dǎo)線線寬;,Dimension Line Width,設(shè)置標(biāo)尺線線寬;,Keep Out Distance From Board Edge,設(shè)置禁止布線層上的電氣邊界與電路板邊界之間的距離⑷其它選擇設(shè)置Title Block(,標(biāo)題欄顯示設(shè)置)、,Legend String(,圖例的字符串顯示設(shè)置)、,Corner Cutoff(,是否切掉電路板的4個角)、,Scale(,顯示比例設(shè)置)、,Dimension Lines(,尺寸線顯示設(shè)置)、,Inner Cutoff(,是否切掉電路板的中間部分)將,Width,設(shè)置為3000,mil,,將,Height,設(shè)置為2500,mil,,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-16所示的自定義印制板外形對話框,此時還可以重新設(shè)置印制板的尺寸定義好印制板尺寸后,單擊【,Next】,按鈕,設(shè)置邊框缺角,屏幕彈出圖8-17所示的對話框,在其中修改缺角的長、寬值,對不需要缺角的,都輸入0。
定義好印制板缺角后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-18所示,PCB,開窗口對話框,可修改窗口的上下左右的位置和長、寬,修改方法同修改缺角是一樣的若不需要開窗口,則可將四個數(shù)據(jù)均設(shè)置為0圖8-16 定義印制板外形,圖8-17 定義印制板缺角,,,此后分別設(shè)置標(biāo)題欄信息、定義信號層、定義過孔類型、定義元件類型及放置方式、設(shè)置布線參數(shù)后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出一個對話框,若要保存模板,選中復(fù)選框,出現(xiàn)圖8-19所示的保存模板對話框,輸入模板名和模板說明后單擊【,Next】,按鈕,將當(dāng)前模板保存,屏幕彈出完成消息對話框,單擊【,Finish】,按鈕結(jié)束設(shè)置圖8-18 開窗口對話框,圖8-19 保存模板,返回,,,8.3 放置元件、焊盤和過孔,,當(dāng)設(shè)置了元件庫,規(guī)劃印制板邊框后,就可以在印制板上放置各種圖件,如元件、焊盤、過孔和線條等8.3.1 放置元件,1.通過菜單或相應(yīng)按鈕放置元件,,執(zhí)行菜單,Place→Component,或單擊放置工具欄上按鈕 ,屏幕彈出放置元件對話框,如圖8-20所示,在,Footprint,欄中輸入元件封裝名,如圖中的,TO-92A;,在,Designator1,欄中輸入元件標(biāo)號,如圖中的,V1;,在,Comment,欄中輸入元件的標(biāo)稱值或型號,如圖中的9013。
參數(shù)設(shè)置完畢,單擊【,OK】,按鈕,將元件移動到適當(dāng)?shù)奈恢脝螕羰髽?biāo)左鍵放置元件若不知道元件封裝名,可以單擊【,Browse】,按鈕進(jìn)行瀏覽,屏幕彈出圖8-21所示的對話框,可以從中選擇元件放置元件后,系統(tǒng)提示繼續(xù)放置同一類元件,元件標(biāo)號自動加1(如,V2),,此時可以繼續(xù)放置元件,單擊【,Cancel】,按鈕退出放置狀態(tài)本例中,在圖8-3所示的禁止布線框中,根據(jù)原理圖執(zhí)行菜單,Place→Component,,依次放置電阻,AXIAL0.4,,電解電容,RB.2/.4,和三極管,TO-92A,,如圖8-22所示圖8-20 放置元件對話框,圖8-21 瀏覽元件對話框,,,圖8-22 放置元件,2.從元件庫中直接放置,,從元件瀏覽器中選中元件后,單擊右下角的【,Place】,按鈕,光標(biāo)便會跳到工作區(qū)中,同時還帶著該元件封裝,將光標(biāo)移到合適位置后,單擊鼠標(biāo)左鍵,放置該元件,此時元件還未定義標(biāo)號和標(biāo)稱值3.元件屬性設(shè)置,打開元件屬性的方法有兩種,大多數(shù)情況下,在放置元件過程中,元件處于懸浮狀態(tài)時,按鍵盤上的<,Tab>,鍵,屏幕彈出圖8-23所示的元件屬性對話框,進(jìn)行元件屬性編輯;當(dāng)在元件已經(jīng)固定在工作區(qū)中,則可以雙擊該元件,屏幕彈出元件屬性對話框,修改元件屬性。
元件屬性對話框共有,Properties、Designator、Comment,三個選項(xiàng)卡,其中,Properties,選項(xiàng)卡為該元件基本屬性,用于設(shè)置元件的標(biāo)號、注釋文字(標(biāo)稱值或型號)、元件封裝所在層、元件封裝,所在層、元件封裝是否鎖,定狀態(tài),注釋文字的字體、大小、所在層等若按下【,Global>>】,按鈕,可以進(jìn)行全局修改,方法與,SCH99SE,中的全局修改相同Designator,選項(xiàng)卡和,Comment,選項(xiàng)卡,都是定義其字符的屬性,他們的項(xiàng)目是相同的,圖8-24所示為,Designator,選項(xiàng)卡,主要設(shè)置如圖示8.3.2 放置焊盤,1.放置焊盤,焊盤有穿透式的,也有僅放置在某一層面上的貼片式(主要用于表面封裝元件),外形有圓形(,Round)、,正方形(,Rectangle),和正八邊形(,Octagonal),等,如圖8-25所示圖8-25 焊盤的三種基本形狀,執(zhí)行,Place→Pad,或單擊放置工具欄上按鈕 ,進(jìn)入放置焊盤狀態(tài),移動光標(biāo)到合適位置后,單擊左鍵,放下一個焊盤,此時仍處于放置狀態(tài),可繼續(xù)放置焊盤2.焊盤屬性設(shè)置,在焊盤處于懸浮狀態(tài)時,按下鍵盤上的<,Tab>,鍵,調(diào)出焊盤屬性對話框,如圖8-26所示。
對話框中,,Properties,選項(xiàng)卡主要用于設(shè)置焊盤的形狀(,Shape)、,大?。?Size)、,所在層(,Layer)、,編號(,Designator)、,孔徑(,Hole Size),等,,Advanced,選項(xiàng)卡主要用于設(shè)置焊盤所在的網(wǎng)絡(luò)、焊盤的電氣類型及焊盤的鉆孔壁是否要鍍銅一般自由焊盤的編號設(shè)置為0設(shè)置焊盤的,X,軸尺寸,,設(shè)置焊盤的,Y,軸尺寸,,設(shè)置焊盤的形狀,,,設(shè)置焊盤的編號,,設(shè)置焊盤的鉆孔大小,,設(shè)置焊盤所在層,,設(shè)置焊盤旋轉(zhuǎn)的角度,圖8-26 焊盤屬性設(shè)置,,,在自動布線中,必須對獨(dú)立焊盤進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)置,這樣才能完成布線設(shè)置網(wǎng)絡(luò)的方法為:,在圖8-26所示的焊盤屬性對話框中選中,Advanced,選項(xiàng)卡,在,Net,下拉列表框中選定所需的網(wǎng)絡(luò);在手工布線中,,Net,下拉列表框中為,Not Net(,沒有網(wǎng)絡(luò))對于已經(jīng)放置好的焊盤,雙擊焊盤也可以調(diào)出屬性對話框用鼠標(biāo)單擊選中的焊盤,用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)住控點(diǎn),可以移動焊盤本例中,必須在輸入端、電源端及接地端添加焊盤,以便與外部連接8.3.3 放置過孔,過孔用于連接不同層上的印制導(dǎo)線,過孔有三種類型,分別是穿透式(,Multi-layer)、,隱藏式(,Buried),和半隱藏式(,Blind)。
穿透式過孔導(dǎo)通底層和頂層,隱藏式導(dǎo)通相鄰內(nèi)部層,半隱藏式導(dǎo)通表面層與相鄰的內(nèi)部層執(zhí)行菜單,Place→Via,或用單擊放置工具欄上按鈕 ,進(jìn)入放置過孔狀態(tài),移動光標(biāo)到合適位置后,單擊鼠標(biāo)左鍵,放下一個過孔,此時仍處于放置過孔狀態(tài),可繼續(xù)放置過孔過孔與焊盤不同,他是圓形的,沒有編號,也不可設(shè)置為矩形或八角形在放置過孔狀態(tài)下,按<,Tab>,鍵,調(diào)出屬性對話框?qū)υ捒蛑邪▋蓚€選項(xiàng)卡,其中,Properties,選項(xiàng)卡設(shè)置過孔直徑、孔徑、,x,軸位置、,y,軸位置、過孔起始層和終止層、過孔所在的網(wǎng)絡(luò)等本例中由于是單面板設(shè)計(jì),無須使用過孔返回,,,8.4 元件布局,,雖然,Protel99SE,提供了功能強(qiáng)大的自動布局,但是其布局的結(jié)果是不近人意的,往往要進(jìn)行手工布局調(diào)整元件放置完畢,應(yīng)當(dāng)從機(jī)械結(jié)構(gòu)、散熱、電磁干擾及布線的方便性等方面綜合考慮元件布局,可以通過移動、旋轉(zhuǎn)和翻轉(zhuǎn)等方式調(diào)整元件的位置,使之滿足電路使用要求在布局時除了要考慮元件的位置外,還必須調(diào)整好絲網(wǎng)層上文字符號8.4.1 印制板布局原則,元件布局是將元件在一定面積的印制板上合理地排放,它是設(shè)計(jì),PCB,的第一步布局是印制板設(shè)計(jì)中最耗費(fèi)精力的工作,往往要經(jīng)過若干次比較,才能得到一個較滿意的布局結(jié)果。
一個好的布局,首先要滿足電路的設(shè)計(jì)性能,其次要滿足安裝空間的限制,在沒有尺寸限制時,要使布局盡量緊湊,減小,PCB,設(shè)計(jì)的尺寸,減少生產(chǎn)成本為了設(shè)計(jì)出質(zhì)量好、造價(jià)低、加工周期短的印制板,印制板布局應(yīng)遵循下列的一般原則1.元件排列規(guī)則,⑴首先布置主電路的集成塊和晶體管的位置⑵在通常條件下,元件應(yīng)布置在印制板的同一面上,只有在頂層元件過密時,才能將一些高度有限并且發(fā)熱量小的器件,如貼片電阻、貼片電容、貼片,IC,等放在底層⑶在保證電氣性能的前提下,元件放置應(yīng)相互平行或垂直排列,元件排列要緊湊,不允許重疊,輸入和輸出元件盡量遠(yuǎn)離⑷某些元器件或?qū)Ь€之間可能存在較高的電位差,應(yīng)加大它們之間的距離,以免因放電、擊穿引起以外短路⑸帶高壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方⑹位于板邊緣的元件,離板邊緣至少2個板厚⑺,對于四個管腳以上的元件,不可進(jìn)行翻轉(zhuǎn)操作,否則將導(dǎo)致該元件安裝插件時管腳號不能一一對應(yīng)⑻元器件在整個板面上分布均勻、疏密一致2.按照信號走向布局原則,⑴通常按照信號的流程逐個安排各個功能電路單元的位置,以每個功能電路的核心元件為中心,圍繞它進(jìn)行布局⑵元件的布局應(yīng)便于信號流通,使信號盡可能保持一致的方向。
多數(shù)情況下,信號的流向安排為從左到右或從上到下,與輸入、輸出端直接相連的元件應(yīng)當(dāng)放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方3.防止電磁干擾,⑴對輻射電磁場較強(qiáng)的元件,以及對電磁感應(yīng)較靈敏的元件,應(yīng)加大它們相互之間的距離或加以屏蔽,元器件放置的方向應(yīng)與相鄰的印制導(dǎo)線交叉⑵盡量避免高低電壓器件相互混雜、強(qiáng)弱信號的器件交錯在一起⑶對于會產(chǎn)生磁場的元器件,如變壓器、揚(yáng)聲器、電感等,布局時應(yīng)注意減少磁力線對印制導(dǎo)線的切割,相鄰元件的磁場方向應(yīng)相互垂直,減少彼此間的耦合⑷對干擾源進(jìn)行屏蔽,屏蔽罩應(yīng)良好接地⑸工作在高頻的電路,要考慮元器件間分布參數(shù)的影響4.抑制熱干擾,⑴對于發(fā)熱的元器件,應(yīng)優(yōu)先安排在利于散熱的位置,必要時可以單獨(dú)設(shè)置散熱器或小風(fēng)扇,以降低溫度,減少對鄰近元器件的影響⑵一些功耗大的集成塊、大或中功率管、電阻等元件,要布置在容易散熱的地方,,并與其它元件隔開一定距離⑶熱敏元件應(yīng)緊貼被測元件并遠(yuǎn)離高溫區(qū)域,以免受到其它發(fā)熱元件影響,引起誤動作⑷雙面放置元件時,底層一般不放置發(fā)熱元件5.提高機(jī)械強(qiáng)度,⑴要注意整個,PCB,板的重心平衡與穩(wěn)定,重而大的元件盡量安置在印制板上靠近固定端的位置,并降低重心,以提高機(jī)械強(qiáng)度和耐振、耐沖擊能力,以及減少印制板的負(fù)荷和變形。
⑵重15克以上的元器件,應(yīng)當(dāng)使用支架或卡子加以固定⑶為了便于縮小體積或提高機(jī)械強(qiáng)度,可設(shè)置“輔助底板”,放置一些笨重的元件⑷板的最佳形狀是矩形(長寬比為3:2或4:3),板面尺寸大于200×150,mm,時,要考慮板所受的機(jī)械強(qiáng)度,可加邊框加固⑸在印制板上留出固定支架、定位螺孔和連接插座的位置6.可調(diào)節(jié)元件的布局,可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求,若是機(jī)外調(diào)節(jié),其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng);若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié),則應(yīng)放置在印制板上能夠方便調(diào)節(jié)的地方8.4.2 手工布局,1.手工移動元件,⑴用鼠標(biāo)拖動,元件移動有多種方法,比較快捷的方法是直接使用鼠標(biāo)進(jìn)行移動,即將光標(biāo)移到元件上,按住鼠標(biāo)左鍵不放,將元件拖動到目標(biāo)位置這種方法對沒有進(jìn)行線路連接的元件比較方便⑵使用,Move,菜單下的命令移動元件,執(zhí)行菜單,Edit→Move→Component,,光標(biāo)變?yōu)椤笆弊郑苿庸鈽?biāo)到需要移動的元件處,單擊該元件,即可將該元件移動到所需的位置,單擊鼠標(biāo)左鍵放置元件執(zhí)行該命令后,在元件外單擊鼠標(biāo)左鍵,屏幕彈出板上的元件清單,供選擇要移動的元件執(zhí)行菜單,Edit→Move→Drag,,也可以實(shí)現(xiàn)元件拖動。
⑶移動元件時拖動連線的設(shè)置,如果希望移動元件時,印制導(dǎo)線也跟著一起移動,則在進(jìn)行移動前,必須進(jìn)行拖動連線的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置,方法如下:,執(zhí)行菜單,Tools→Preferences,,在彈出的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對話框,選擇,Options,選項(xiàng)卡,在,Component Drag,區(qū)的,Mode,下拉列表框,選中,Connected Tracks,即可⑷在,PCB,中快速定位元件,執(zhí)行菜單,Edit→Jump→Component,,屏幕彈出對話框,填入要查找的元件標(biāo)號,單擊【,OK】,,光標(biāo)跳轉(zhuǎn)到指定元件上2.旋轉(zhuǎn)元件,選中元件,按住左鍵不放,同時按<,X>,鍵進(jìn)行水平翻轉(zhuǎn);按<,Y>,鍵進(jìn)行垂直翻轉(zhuǎn);按空格鍵進(jìn)行旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)的角度可以通過執(zhí)行,Tools→Preferences,進(jìn)行設(shè)置,在對話框中選中,Options,選項(xiàng)卡,在,Other,區(qū)中,Rotation Step,中設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度,默認(rèn)90度圖8-27所示為布局調(diào)整后并添加焊盤后的印制板圖圖8-27 元件布局圖,3.元件標(biāo)注的調(diào)整,布局調(diào)整后,往往元件標(biāo)注的位置過于雜亂,盡管并不影響電路的正確性,但可讀性變差,在電路裝配或維修時不易識別元件,所以布局結(jié)束還必須對元件標(biāo)注進(jìn)行調(diào)整。
元件標(biāo)注文字一般要求排列要整齊,方向要一致,不能將元件的標(biāo)注文字放在元件的框內(nèi)或壓在焊盤或過孔上元件標(biāo)注的調(diào)整采用移動和旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行,修改標(biāo)注內(nèi)容可直接雙擊該標(biāo)注文字,在彈出的對話框中進(jìn)行修改圖8-27所示的元件布局圖,圖中元件的標(biāo)注文字未調(diào)好,如元件,C1、C3、R1、R2,的文字方向與其它不同;元件,C1、C2、C3,的文字位于元件的框中,由于該元件的標(biāo)注文字在頂層絲網(wǎng)層上,標(biāo)號將被元件覆蓋經(jīng)過調(diào)整元件標(biāo)注后的電路布局如圖8-28所示圖8-28 調(diào)整后的,PCB,布局,,,4.3,D,預(yù)覽,Protel99SE,提供有3,D,預(yù)覽功能,可以在電腦上直接預(yù)覽電路板的效果,根據(jù)預(yù)覽的情況可以重新調(diào)整元件布局執(zhí)行,View→Board in 3D,,或單擊 按鈕,系統(tǒng)自動產(chǎn)生3,D,預(yù)覽文件,在設(shè)計(jì)管理器的,Display,區(qū)中,選中,Components,顯示元件,選中,Silkscreen,顯示絲網(wǎng)層,選中,Copper,顯示敷銅層,選中,Text,顯示標(biāo)注文字拖動,Display,區(qū)下方的視圖小窗口的坐標(biāo)軸可以任意旋轉(zhuǎn),PCB,板的3,D,視圖圖8-29為圖8-28的3,D,視圖。
圖8-29 調(diào)好布局的3,D,預(yù)覽圖,返回,,,8.5 元件布線,所謂布線,就是使用實(shí)際的印制導(dǎo)線連接元件布線的方法有自動布線和手工布線兩種,本節(jié)介紹手工布線8.5.1 印制板布線原則,布線和布局是密切相關(guān)的兩項(xiàng)工作,布局的好壞直接影響著布線的布通率布線受布局、板層、電路結(jié)構(gòu)、電性能要求等多種因素影響,布線結(jié)果又直接影響電路板性能⒈基本布線方法,⑴直接布線傳統(tǒng)的印制板布線方法起源于最早的單面印制線路板其過程為:先把最關(guān)鍵的一根或幾根導(dǎo)線從始點(diǎn)到終點(diǎn)直接布設(shè)好,然后把其它次要的導(dǎo)線繞過這些導(dǎo)線布下,通用的技巧是利用元件跨越導(dǎo)線來提高布線效率,布不通的線可以通過頂層短路線(飛線)解決,如圖8-30所示⒉印制板布線的一般原則,,⑴布線板層選擇,印制板布線可以采用單面、雙面或多層,一般應(yīng)首先選用單面,其次是雙面,在仍不能滿足設(shè)計(jì)要求時才選用多層板⑵,X-Y,坐標(biāo)布線X-Y,坐標(biāo)布線指布設(shè)在印制板一面的所有導(dǎo)線都與印制線路板邊沿平行,而布設(shè)在另一面的所有導(dǎo)線都與前一面的導(dǎo)線正交,兩面導(dǎo)線的連接通過過孔(金屬化孔)實(shí)現(xiàn),如圖8-31所示頂層短路線,圖8-30 單面板布線處理方法,圖8-31 雙面板布線,元件跨越導(dǎo)線,,,,⑵印制導(dǎo)線寬度原則,①印制導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。
一般選用導(dǎo)線寬度在1.5,mm,左右完全可以滿足要求,對于集成電路,尤其數(shù)字電路通常選0.2~0.3,mm,就足夠當(dāng)然只要密度允許,還是盡可能用寬線,尤其是電源和地線②印制導(dǎo)線的線寬一般要小于與之相連焊盤的直徑⑶印制導(dǎo)線的間距原則,導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定導(dǎo)線越短、間距越大,絕緣電阻就越大一般選用間距1~1.5,mm,完全可以滿足要求對集成電路,尤其數(shù)字電路,只要工藝允許可使間距很小⑷信號線走線原則,①輸入、輸出端的導(dǎo)線盡量避免相鄰平行,平行信號線之間要盡量留有較大間隔,最好加線間地線,起到屏蔽的作用②印制板兩面的導(dǎo)線應(yīng)互相垂直、斜交或彎曲走線,避免平行,減少寄生耦合③信號線高、低電平懸殊時,要加大導(dǎo)線的間距;在布線密度比較低時,可加粗導(dǎo)線,信號線的間距也可適當(dāng)加大⑸地線布設(shè)原則,①一般將公共地線布置在印制板的邊緣,便于印制板安裝在機(jī)架上,也便于與機(jī)架地相連接印制地線與印制板的邊緣應(yīng)留有一定的距離(不小于板厚),這不僅便于安裝導(dǎo)軌和進(jìn)行機(jī)械加工,而且還提高了絕緣性能②在印制電路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線,這樣傳輸特性和屏蔽作用將得到改善,并且起到減少分布電容的作用。
地線(公共線)不能設(shè)計(jì)成閉合回路,在高頻電路中,應(yīng)采用大面積接地方式③印制板上若裝有大電流器件,如繼電器、揚(yáng)聲器等,它們的地線最好要分開獨(dú)立走,以減少地線上的噪聲④模擬電路與數(shù)字電路的電源、地線應(yīng)分開排布,這樣可以減小模擬電路與數(shù)字電路之間的相互干擾⑤為避免各級電流通過地線時產(chǎn)生相互間的干擾,特別是末級電流通過地線對第一級的反饋干擾,以及數(shù)字電路部分電流通過地線對模擬電路產(chǎn)生干擾,通常各級的地是割裂的,不直接相連,然后再分別接到公共的一點(diǎn)地上⑹模擬電路布線,模擬電路的布線要特別注意弱信號放大電路部分的布線,特別是電子管的柵極、半導(dǎo)體管的基極和高頻回路,這是最易受干擾的地方布線要盡量縮短線條的長度,所布的線要緊挨元器件,盡量不要與弱信號輸入線平行布線⑺數(shù)字電路布線原則,數(shù)字電路布線中,工作頻率較低的只要將線連好即可,一般不會出現(xiàn)太大的問題工作頻率較高,特別是高到幾百兆赫時,布線時要考慮分布參數(shù)的影響⑻高頻電路布線原則,①高頻電路中,集成塊應(yīng)就近安裝高頻退耦電容,一方面保證電源線不受其它信號干擾,另一方面可將本地產(chǎn)生的干擾就地濾除,防止了干擾通過各種途徑(空間或電源線)傳播②高頻電路布線的引線最好采用直線,如果需要轉(zhuǎn)折,采用45度折線或圓弧轉(zhuǎn)折,可以減少高頻信號對外輻射和相互間的耦合。
管腳間的引線越短越好,引線層間的過孔越少越好⑼信號屏蔽原則,①印制板上的元件若要加屏蔽時,可以在元件外面套上一個屏蔽罩,在底板的另一面對應(yīng)于元件的位置再罩上一個扁形屏蔽罩(或屏蔽金屬板),將這兩個屏蔽罩在電氣上連接起來并接地,這樣就構(gòu)成了一個近似于完整的屏蔽盒②印制導(dǎo)線如果需要進(jìn)行屏蔽,要求不高時,可采用印制導(dǎo)線屏蔽對于多層板,一般通過電源層和地線層,既解決電源的布線問題,又可以對信號線進(jìn)行屏蔽,如圖8-32所示⑽大面積銅箔的使用原則,印制導(dǎo)線在不影響電氣性能的基礎(chǔ)上,應(yīng)盡量避免采用大面積銅箔如果必須使用大面積銅箔時,應(yīng)局部開窗口,以防止長時間受熱時,導(dǎo)致銅箔與基板間的粘合劑產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體無法排除,熱量不易散發(fā),以致產(chǎn)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象,如圖8-33所示,大面積銅箔上的焊盤連接如圖8-34所示⑾印制導(dǎo)線走向與形狀,①印制導(dǎo)線的拐彎處一般應(yīng)取圓弧形,直角和銳角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能②從兩個焊盤間穿過的導(dǎo)線盡量均勻分布圖8-35所示為印制板走線的示例,其中(,a),圖中三條走線間距不均勻;(,b),圖中走線出現(xiàn)銳角;(,c)、(d),圖中走線轉(zhuǎn)彎不合理;(,e),圖中印制導(dǎo)線尺寸比焊盤直徑大。
不合理走線,合理走線,(,a) (b) (c) (d) (e),圖8-35,PCB,走線圖,,,8.5.2 手工布線,,1.布線前的準(zhǔn)備工作,⑴設(shè)置工作層,,執(zhí)行菜單,Design→Option,,打開文檔選項(xiàng)菜單,選中,Layers,選項(xiàng)卡,在要設(shè)置為打開狀態(tài)的工作層中的復(fù)選框內(nèi)點(diǎn)擊打勾,選中該層本例中采用單面布線,所以須選中,Bottom Layer(,底層)圖8-36 線寬設(shè)置,⑵選擇線條寬度,,在,PCB99SE,中,執(zhí)行,Place→,Line,或單擊放置工具欄上的 按鈕,放置線寬固定為10,mil,的連線,若在放置連線的初始狀態(tài)時,單擊鍵盤上的<,Tab>,鍵可以修改連線寬度,如圖8-36所示,在其中可以修改線寬和線的所在層執(zhí)行,Place→Interactive Routing,或單擊放置工具欄的按鈕,,可放置自定義線寬的連線,下面介紹自定義線寬的方法執(zhí)行菜單,Design→Rules,,屏幕彈出布線規(guī)則設(shè)置對話框,如圖8-37所示,選中,Routing,選項(xiàng)卡,在,Rules Classes,欄下移動滾動條至最下方,選中,Width Constraint(,線寬限制),其對話框下方顯示當(dāng)前的線條寬度。
單擊圖中的【,Properties】,按鈕,屏幕彈出線寬設(shè)置對話框,如圖8-38所示,可修改線條的最大、最小和合適的線條寬度⑶選擇連線的工作層,,本例中在工作區(qū)的下方單擊,Bottom Layer,標(biāo)簽,選中工作層,Bottom Layer2.為手工布線設(shè)置柵格,,在進(jìn)行手工布線時,如果柵格的設(shè)置不合理,布線可能出現(xiàn)銳角,或者印制導(dǎo)線無法連接到焊盤上,因此必須合理地設(shè)置捕獲柵格尺寸設(shè)置捕獲柵格尺寸可以在電路工作區(qū)中單擊鼠標(biāo)右鍵,在彈出的菜單中選擇,Snap Grid,,屏幕彈出圖8-39所示的對話框,從中選擇捕獲柵格尺寸3.放置印制導(dǎo)線,,導(dǎo)線可放置在任何工作層上,當(dāng)放置在信號層上時,就具有電氣特性,稱為印制導(dǎo)線;當(dāng)放置在其它層時,代表無電氣特性的繪圖標(biāo)志線本例中設(shè)計(jì)的是單面板,故布線層為,Bottom Layer(,底層)單擊小鍵盤上的鍵,將工作層切換到,Bottom Layer;,在布線規(guī)則設(shè)置中將布線的線寬設(shè)置為1,mm執(zhí)行菜單,Place→Interactive Routing,或單擊放置工具欄上的 按鈕,進(jìn)入放置印制導(dǎo)線狀態(tài),放置印制導(dǎo)線在放置印制導(dǎo)線過程中,同時按下<,Shift>+,空格鍵,可以切換印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折方式,共有六種,分別是45度轉(zhuǎn)折、弧線轉(zhuǎn)折、90度轉(zhuǎn)折、圓弧角轉(zhuǎn)折、任意角度轉(zhuǎn)折和1/4圓弧轉(zhuǎn)折。
圖8-40所示為連線示意圖連線前 連線后,光標(biāo)上繼續(xù)連著線條 完成連線的線條,圖8-40 連線示意圖,,,圖8-41所示為印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折方式圖任意角度轉(zhuǎn)折 90度轉(zhuǎn)折 圓弧角轉(zhuǎn)折,圖8-41 連線的轉(zhuǎn)折方式,1/4圓弧轉(zhuǎn)折 45度轉(zhuǎn)折 弧線轉(zhuǎn)折,,,手工布線后的電路如圖8-42所示,其中印制導(dǎo)線的線寬設(shè)置為1,mm,,焊盤的直徑為2,mm圖8-42 手工布線后的,PCB,,,4.不同板層上的布線,多層板中,在不同板層上的布線應(yīng)采用垂直布線法,即一層采用水平布線,則相鄰的另一層應(yīng)采用垂直布線在繪制電路板時,不同層之間銅膜線的連接依靠過孔(金屬化孔)實(shí)現(xiàn)對于雙面板或多層板的連線,如果線條在走線時被同一層的另一個線條所阻擋,如圖8-43所示,在被阻擋前可通過過孔連接,其孔壁的金屬轉(zhuǎn)到另一層來繼續(xù)走線,如圖8-44所示。
5.編輯印制導(dǎo)線屬性,雙擊,PCB,中的印制導(dǎo)線,屏幕彈出圖8-45所示的印制導(dǎo)線屬性對話框,可以修改印制導(dǎo)線的屬性其中:,Width,設(shè)置印制導(dǎo)線的線寬;,Layer,設(shè)置印制導(dǎo)線所在層;,Net,用于選擇印制導(dǎo)線所屬的網(wǎng)絡(luò),在手工布線,由于不存在網(wǎng)絡(luò),所以是,No Net(,在自動布線中,由于裝載了網(wǎng)絡(luò),可以在其中選擇具體的網(wǎng)絡(luò)名);,Locked,用于設(shè)置銅膜是否鎖定在印制板設(shè)計(jì)中,一般地線和電源線要加寬一些,本例中將地線寬度修改為3,mm,,如圖8-46所示返回,,,8.6,PCB,元件設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)印制電路板需要用到元件的封裝,雖然,Protel99SE,中提供了幾十個元件封裝庫,但隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,新型元器件層出不窮,不可能由元件庫全部包容,這就需要用戶自己設(shè)計(jì)元件的封裝PCB,封裝實(shí)際上就是由元件外觀和元件引腳組成的圖形,他們大致都是由兩部分組成:外形輪廓和元件引腳外形輪廓在,PCB,上是以印刷油漆的形式體現(xiàn),;元件引腳在,PCB,上是以焊盤的形式體現(xiàn)因此,各引腳的間距就決定了該元件相應(yīng)焊盤的間距,這是與原理圖元件圖形的引腳是不同的例如:一個1/4,W,的電阻與一個2,W,的電阻在原理圖中的元件圖形是沒有區(qū)別的,而其在,PCB,中元件卻有外形輪廓的大小和焊盤間距的大小之分。
8.6.1 繪制元件封裝的準(zhǔn)備工作,,,8.6.2,PCB,元件設(shè)計(jì)基礎(chǔ),在,PCB99SE,中,執(zhí)行菜單,File→New,,在出現(xiàn)的對話框中單擊 圖標(biāo) ,進(jìn)入,PCB,元件庫編輯器,并自動新建一個元件庫,PCBLIB1.LIB如圖8-47所示1.新建元件庫,進(jìn)入,PCB,元件庫編輯器后,系統(tǒng)自動新建一個元件庫,該元件庫的缺省文件名為,PCBLIB1,,庫文件名可以修改同時,在元件庫中,程序已經(jīng)自動新建了一個名為,PCBCOMPONENT_1,的元件,可以用菜單,Tools→Rename Component,來更名2.元件庫管理器,PCB,元件庫編輯器中的元件庫管理器與原理圖庫元件管理器類似,在設(shè)計(jì)管理器中選中,Browse PCBLib,可以打開元件庫管理器,在元件庫管理器中可以對元件進(jìn)行編輯操作,元件管理器如圖8-48所示8.6.3 采用設(shè)計(jì)向?qū)Х绞皆O(shè)計(jì)元件封裝,Protel99SE,中提供了封裝設(shè)計(jì)向?qū)?,常見的?biāo)準(zhǔn)封裝都可以通過這個工具來實(shí)現(xiàn)封裝設(shè)計(jì)1.常用的元件標(biāo)準(zhǔn)封裝,Protel99SE,的封裝設(shè)計(jì)向?qū)Э梢栽O(shè)計(jì)常見的標(biāo)準(zhǔn)封裝,主要有以下幾類⑴,Resistors(,電阻),電阻只有兩個管腳,有插針式和貼片式兩種封裝。
隨著電阻功率的不同,電阻的體積大小不同,對應(yīng)的封裝尺寸也不同插針式電阻的命名一般以 “,AXIAL”,開頭;貼片式電阻的命名可自由定義圖8-49所示為兩種類型的電阻封裝⑵,Diodes(,二極管),二極管的封裝與電阻類似,不同之處在于二極管有正負(fù)極的分別圖8-50所示為二極管的封裝⑶,Capacitors(,電容),電容一般只有兩個管腳,通常分為電解電容和無極性電容兩種,封裝形式也有插針式封裝和貼片式封裝兩種一般而言,電容的體積與耐壓值和容量成正比圖8-51所示為電容封裝⑷,DIP(,雙列直插封裝),DIP,為目前最常見的集成塊封裝形式,制作時應(yīng)注意管腳數(shù)、同一列管腳的間距及兩排管腳間的間距等,如圖8-52所示⑸,SOP(,雙列小貼片封裝),SOP,是一種貼片的雙列封裝形式,幾乎每一種,DIP,封裝的芯片均有對應(yīng)的,SOP,封裝,與,DIP,封裝相比,,SOP,封裝的芯片體積大大減少圖8-53所示為,SOP,封裝圖⑹,PGA(,引腳柵格陣列封裝),PGA,是一種傳統(tǒng)的封裝形式,其引腳從芯片底部垂直引出,且整齊地分布在芯片四周,早期的80,X86CPU,均是這種封裝形式圖8-54所示為,PGA,封裝圖。
⑺,SPGA(,錯列引腳柵格陣列封裝),SPGA,與,PGA,封裝相似,區(qū)別在于其引腳排列方式為錯開排列,利于引腳出線,如圖8-55所示⑻,LCC(,無引出腳芯片封裝),LCC,是一種貼片式封裝,這種封裝的芯片的引腳在芯片的底部向內(nèi)彎曲,緊貼于芯片體,從芯片頂部看下去,幾乎看不到引腳,如圖8-56所示這種封裝方式節(jié)省了制板空間,但焊接困難,需要采用回流焊工藝,要使用專用設(shè)備⑼,QUAD(,方形貼片封裝),QUAD,為方形貼片封裝,與,LCC,封裝類似,但其引腳沒有向內(nèi)彎曲,而是向外伸展,焊接比較方便QUAD,封裝包括,QFG,系列,如圖8-57所示⑽,BGA(,球形柵格陣列封裝),BGA,為球形柵格陣列封裝,與,PGA,類似,主要區(qū)別在于這種封裝中的引腳只是一個焊錫球狀,焊接時熔化在焊盤上,無需打孔,如圖8-58所示⑾,SBGA(,錯列球形柵格陣列封裝),SBGA,與,BGA,封裝相似,區(qū)別在于其引腳排列方式為錯開排列,利于引腳出線,如圖8-59所示⑿,Edge Connectors(,邊沿連接),Edge Connectors,為邊沿連接封裝,是接插件的一種,常用于兩塊板之間的連接,便于一體化設(shè)計(jì),如計(jì)算機(jī)中的,PCI,接口板。
其封裝如圖8-60所示2.使用設(shè)計(jì)向?qū)ЮL制元件封裝,采用設(shè)計(jì)向?qū)ЮL制元件一般針對符合通用的標(biāo)準(zhǔn)元件下面以雙列直插式16腳,IC,的封裝,DIP16,為例介紹設(shè)計(jì)方法⑴進(jìn)入,PCB,元件庫編輯器后,執(zhí)行菜單,Tools→New Component,新建元件,屏幕彈出元件設(shè)計(jì)向?qū)?,如圖8-61所示,選擇【,Next】,按鈕進(jìn)入設(shè)計(jì)向?qū)Вㄈ暨x擇【,Cancel】,按鈕則進(jìn)入手工設(shè)計(jì)狀態(tài))⑵單擊【,Next】,按鈕,進(jìn)入元件設(shè)計(jì)向?qū)В聊粡棾鰣D8-62所示的對話框,共有12種基本封裝供選擇,包括電阻、電容、二極管、連接器及集成電路等常用封裝,圖中選中的為雙列直插式元件,DIP,,對話框下方的下拉列表框用于設(shè)置單位制⑶選中元件的基本封裝后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-63所示的對話框,用于設(shè)定焊盤的直徑和孔徑,可直接修改圖中的尺寸⑷定義好焊盤的尺寸后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-64所示的對話框,用于設(shè)置相鄰焊盤的間距和兩排焊盤之間的距離,圖中分別設(shè)置為100,mil,和600,mil⑸定義好焊盤間距后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-65所示的對話框,用于設(shè)置元件邊框的線寬,圖中設(shè)置為10,mil。
⑹,定義好線寬后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-66所示的對話框,用于設(shè)置元件的管腳數(shù),圖中設(shè)置為16⑺定義管腳數(shù)后,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出圖8-67所示的對話框,設(shè)置元件封裝名,圖中設(shè)置為,DIP16名稱設(shè)置完畢,單擊【,Next】,按鈕,屏幕彈出設(shè)計(jì)結(jié)束對話框,單擊【,Finish】,按鈕結(jié)束元件設(shè)計(jì),屏幕顯示剛設(shè)計(jì)好的元件,如圖8-68所示采用設(shè)計(jì)向?qū)Э梢钥焖倮L制元件的封裝,繪制時一般要先了解元件的外形尺寸,并合理選用基本封裝對于,集成塊應(yīng)特別注意元件的管腳間距和相鄰兩排管腳的間距,并根據(jù)管腳大小設(shè)置好焊盤尺寸及孔徑8.6.4 手工繪制元件封裝,,手工繪制方式一般用于不規(guī)則的或不通用的元件設(shè)計(jì)下面以圖8-69所示的貼片式14腳集成塊的封裝,SO-14,為例介紹元件封裝手工設(shè)計(jì)的具體步驟⑴創(chuàng)建新元件,,若新建一個,PCBLIB,元件庫,系統(tǒng)將自動創(chuàng)建一個缺省名為,PCBCOMPONENT_1,的,PCB,元件若在一個已經(jīng)存在的元件庫再次創(chuàng)建,一個新元件,執(zhí)行菜單,Tools→New Component,,屏幕彈出圖8-61所示的元件設(shè)計(jì)向?qū)?,選擇【,Cancel】,按鈕進(jìn)入手工設(shè)計(jì)狀態(tài),系統(tǒng)自動創(chuàng)建一個名為,PCBCOMPONENT_1,的新元件。
⑵根據(jù)實(shí)際元件確定元件焊盤之間的間距、兩排焊盤間的間距及焊盤的直徑SO-14,是標(biāo)準(zhǔn)的貼片式元件封裝,焊盤設(shè)置為:80,mil×25mil,,形狀為,Round;,焊盤之間的間距50,mil;,兩排焊盤間的間距220,mil;,焊盤所在層為,Top layer(,頂層)⑶執(zhí)行菜單,Tools→Library Options,設(shè)置文檔參數(shù),將可視柵格1設(shè)置為5,mil,,可視柵格2設(shè)置為20,mil,,捕獲柵格設(shè)置為5,mil⑷執(zhí)行,Edit→Jump→Reference,將光標(biāo)跳回原點(diǎn)(0,0)⑸執(zhí)行菜單,Place→Pad,放置焊盤,按下〈,Tab〉,鍵,彈出焊盤的屬性對話框,設(shè)置參數(shù)如下X-Size:80mil;Y-Size:25mil;Shape:Round;Designator:1;Layer:Top Layer;,其它默認(rèn)退出對話框后,將光標(biāo)移動到原點(diǎn),單擊鼠標(biāo)左鍵,將焊盤1放下⑹依次以50,mil,為間距放置焊盤2~7⑺對稱放置另一排焊盤8~14,兩排焊盤間的間距為220,mil⑻,雙擊焊盤1,在彈出的對話框中的,Shape,下拉列表框中選擇,Rectangle,,定義焊盤1的形狀為矩形,設(shè)置好的焊盤如圖8-70所示。
⑼繪制,SO-14,的外框?qū)⒐ぷ鲗忧袚Q到,Top Overlay,,執(zhí)行菜單,Place→Track,放置連線,執(zhí)行菜單,Place→Arc,放置圓弧,線,寬均設(shè)置為10,mil,,圓弧半徑設(shè)置為25,mil,,外框繪制完畢的元件如圖8-69所示⑽執(zhí)行菜單,Edit→Set Reference→Pin1,,將元件參考點(diǎn)設(shè)置在管腳1⑾執(zhí)行,Tools→Rename Component,,將元件名修改為,SO-14⑿,執(zhí)行菜單,File→Save,保存當(dāng)前元件8.6.5 編輯元件封裝,1.修改元件封裝庫中的元件,,進(jìn)入元件庫編輯器,選擇,File→Open,打開要編輯的元件庫,在元件瀏覽器中選中元件,窗口顯示出此元件的封裝圖,若要修改元件封裝的焊盤,用鼠標(biāo)左鍵雙擊要修改的焊盤,出現(xiàn)焊盤的屬性對話框,在對話框中修改引腳焊盤的編號、形狀、直徑、鉆孔直徑等參數(shù);若要修改元件外形,可以用鼠標(biāo)點(diǎn)取某一條輪廓線,再次單擊它的非控點(diǎn)部分,移動鼠標(biāo),即可改變其輪廓線,或者刪除原來的輪廓線,重新繪制新的輪廓線元件修改后,執(zhí)行菜單,File→Save,,將結(jié)果保存需要注意的是,修改元件封裝庫的結(jié)果不會反映在以前繪制的電路板圖中。
如果按下,PCB,元件庫編輯器上的【,Update PCB】,按鈕,系統(tǒng)就會用修改后的元件更新電路板圖中的同名元件在繪制,PCB,時,若發(fā)現(xiàn)所采用的某一個元件封裝不符合要求,需要加以修改,可以直接,PCB,編輯器中進(jìn)行修改方法是:在元件瀏覽器中選中該元件,單擊【,Edit】,按鈕,系統(tǒng)自動進(jìn)入元件編輯狀態(tài),其后的操作與上面相同2.直接在,PCB,圖中修改元件封裝的管腳,在,PCB,設(shè)計(jì)中如果某些元件的原理圖中的管腳號和印制板中的焊盤編號不同(如二極管、三極管等),在自動布局時,這些元件的網(wǎng)絡(luò)飛線會丟失或出錯,此時可以通過直接編輯焊盤屬性的方式,修改焊盤的編號來達(dá)到管腳匹配的目的編輯元件封裝的焊盤可以直接雙擊元件焊盤,在彈出的焊盤屬性對話框中修改焊盤編號在元件封裝設(shè)計(jì)中,通常會出現(xiàn)一些錯誤,這對,PCB,的設(shè)計(jì)將產(chǎn)生不良影響1.機(jī)械錯誤,機(jī)械錯誤在元件規(guī)則檢查中是無法出來的,因此設(shè)計(jì)時需要特別小心⑴焊盤大小選擇不合適⑵焊盤間的間距以及分布與實(shí)際元件不符⑶帶安裝定位孔的元件未在封裝中設(shè)計(jì)定位孔⑷封裝的外形輪廓小于實(shí)際元件⑸接插件的出線方向與實(shí)際元件的出線方向不一致⑹絲印層的內(nèi)容放在焊盤所在層上。
8.6.6 元件封裝常見問題,,,2.電氣錯誤,,電氣錯誤通??梢酝ㄟ^元件規(guī)則檢查(,Reports→Component Rule Check),,或者在載入網(wǎng)絡(luò)表文件時,由系統(tǒng)檢查出來,因此可以根據(jù)出錯信息找到錯誤并修改⑴原理圖元件的引腳編號與元件封裝的焊盤編號不一致⑵焊盤編號定義過程中出現(xiàn)重復(fù)定義以上兩種錯誤可以通過編輯焊盤編號的方式解決,如圖8-71所示的二極管中,在原理圖中元件管腳定義為1、2,而在元件封裝中焊盤定義為,A、K,,兩者不一致,可以通過編輯元件焊盤,將焊盤,A、K,的編號修改為1、2返回,,,8.7 手工布線實(shí)例,,圖8-72,BCD-7,段譯碼電路,本節(jié)采用圖8-72所示的,BCD-7,段譯碼電路為例,介紹手工繪制單面,PCB,的方法⑴新建,PCB,文件,重新命名為,New-design,,并打開該文件⑵裝入封裝元件庫,Advpcb.ddb⑶,將工作層轉(zhuǎn)換到,Keepout Layer,,單擊放置工具欄上的 按鈕畫線,設(shè)置電路板為2240,mil×1260mil,的矩形框⑷放置元件執(zhí)行菜單,Place→Component,放置元件:,U1,為,DIP16、U2,為,DIP16、J1,為,SIP2、J2,為,SIP10、JP1,為,POWER4,R1~R7,為,AXIAL0.3。
⑸,通過移動和旋轉(zhuǎn)元件進(jìn)行手工布局調(diào)整⑹通過移動和旋轉(zhuǎn)字符,進(jìn)行字符調(diào)整,調(diào)整后的電路如圖8-73所示⑺手工布線,①將工作層切換到,Bottom Layer,,即單面板底層布線②根據(jù)圖8-72所示的原理圖進(jìn)行布線,其中電源和地線的線寬設(shè)置為20,mil,,其他線的線寬為10,mil,,手工布線后的電路如圖8-74所示⑻執(zhí)行菜單,File→Save,,保存文件返回,,,,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,內(nèi)容總結(jié),機(jī)械工業(yè)出版社同名教材配套電子教案選中某個封裝,下方的監(jiān)視器中將出現(xiàn)此元件封裝圖,如圖8-2所示焊盤有穿透式的,也有僅放置在某一層面上的貼片式(主要用于表面封裝元件),外形有圓形(Round)、正方形(Rectangle)和正八邊形(Octagonal)等,如圖8-25所示設(shè)計(jì)印制電路板需要用到元件的封裝,雖然Protel99SE中提供了幾十個元件封裝庫,但隨著電子技術(shù)的迅速發(fā)展,新型元器件層出不窮,不可能由元件庫全部包容,這就需要用戶自己設(shè)計(jì)元件的封裝。
