Protel99设计工程师必备基础知识

印刷电路板图（PCB）要解决的问题PCB电路板图要解决的问题•设计项目的建立•设计界面（PCB图编辑器）的建立•电路板的结构•电路板的规格的设置（层面、大小、颜色）•大小标尺的放置•图形符号（封装形式）的生成•图形符号的整体布局（自动、手动）•走线（铜膜）的生成•走线的标准（宽度、走向、拐角、间距）•电路板的检测（合格）•自制图形符号（某个符号不存在）•电路板图与电路原理图的关系（由电路原理图生成电路板图）与之对应的电路原理图电路原理图（SCH）要解决的问题SCH电路原理图要解决的问题•设计界面（SCH图编辑器）的建立•图纸的设置（大小、底纹、颜色、出处）•元件的出现（电源、接地、端口）•元件信息的修改（名称、序号、大小、封装形式）•元件的放置（平/竖、对齐、移动、选择、删除）•导线的连接（走向、拐角、长度、删除、有无结点）•电路原理图的检测（正确、有无短路/开路）•元件清单（网络表）的生成•自制元件（某个元件不存在）其他要解决的问题其他问题软件操作：1、设计界面中绘图区的操作（点击、快捷键）2、文件管理操作（新建、打开、保存、删除）3、原理图中电路功能的模拟仿真生产实践：1、制版工业标准2、制版流程工艺（教学、生产线）文件管理操作•新建一个设计项目——File\New•打开一个已经做了的设计项目——File\Open•保存整个设计项目——File\SaveAll•删除整个设计项目——在存储路径下找到该文件（文件名.ddb）[Delete]SCH图编辑器的建立•建立——左双击Documents文件夹\右单击\New…\左双击SchematicDocument图标•保存——File\SaveAll•删除——左单击图标\[Delete]•清空——左双击RecycleBin文件夹\左单击文件\[Delete]•关闭文件夹窗口——右单击窗口\CloseSCH图纸的设置•工具箱的打开——View\Toolbars•绘图区操作：视图放大——[PageUp]视图缩小——[PageDown]视角移动——移动鼠标\[Home]视图刷新——[End]•图纸设置——左双击图纸边界外空白处\SheetOptions窗口中改动•图纸信息设置——视角定位至信息框\添加Text文本\修改Text文本添加元件1、元件库的加载——选择Libraries\左单击Add/Remove…\找到该软件安装目录下的Sch文件夹\左双击Sch文件夹\选择所需的元件库文件（文件名.ddb）左双击\OK2、元件的添加——在图纸上右单击\PlacePart…\输入元件名（该软件指定名称）\OK\左单击放在指定位置3、元件的查找（知道元件名，不知道元件库文件名）——Find\输入元件名\FindNow\Place放置元件\AddToLibraryList加载元件库文件修改元件信息左双击元件\Attributes窗口中修改：Footprint—封装形式（如：AXIAL0.4）Designator—元件序号（如：R1）Part—元件大小或元件型号（如：10K）放置元件（旋转元件）选择元件：1、选择一个元件——左单击（虚框）取消选择——空白处左单击2、选择多个元件——左拖动（先虚框后黄框）取消选择——先[X]后[A]删除元件：1、删除一个元件——选择一个元件\[Delete]2、删除多个元件——选择多个元件\先[Ctrl]后[Delete]移动元件：1、移动一个元件——左拖动该元件2、移动多个元件——选择多个元件\左拖动其中的一个元件元件方位的调整•元件旋转90度——左按住\[空格]（黑点）•元件上下翻转——左按住\[Y]（黑点）•元件左右翻转——左按住\[X]（黑点）绘制导线•画导线——空白处右单击\PlaceWire\左单击（起点）\拖动\左单击（转折点）\拖动\左单击（终点）\右单击（绘制完毕）\右单击（取消命令）•选择导线——左单击（方点）•取消选择——空白处左单击•删除导线——选择导线\[Delete]•编辑导线——左双击该导线\修改属性•延长（缩短）导线——选择导线\左拖动端点•电路结点的出现——“T”型线路的结点•绘制总线、总线分支线、网络标号总线、总线分支线、网络标号•总线：代表数条并行的导线（简化电路、避免导线的交叉）•总线分支线：连接总线和数条导线（必须）•网络标号：具有相同网络标号（名称相同）的元件管脚、导线等具有电气意义的图件是相互连接的（必须）——绘制网络标号：左单击快捷工具\左单击放置在管脚上方\左双击\修改属性ERC测试ERC测试：电气法则检测，测试电路完整性，并非电路功能性，测试完后会生成一张报表（.ERC）且在原理图中会出现错误提示标志ERC报表：严重性错误（Error），一定要修改警告性错误（Warning），可能无法修改，尽量修改，修改不了可以放置NoERC符号来跳过检测——Tools\ERC…\Setup窗口中SheetstoNetlist修改为Activesheet\OK生成网络表文件（.NET）——Design\CreateNetlist…\在Preferences窗口中OutputFormat改为Protel，SheetstoNetlist改为Activesheet\OK网络表文件：1、元件清单[序号封装形式大小或型号]2、相连网络(网络标号名称相连接的管脚号)自制元件1、在设计项目中新建一个原理图元件库编辑器（SchematicLibraryDocument）2、绘图区的操作同原理图编辑器3、给自制元件重命名——Tools\RenameComponent…\输入名称4、自制元件画在十字架中心5、先画外形，再画管脚，后修改管脚属性（管脚号和管脚名称）6、保存PCB图编辑器的建立•建立——左双击Documents文件夹\右单击\New…\左双击PCBDocument图标•保存——File\SaveAll•删除——左单击图标\[Delete]•清空——左双击RecycleBin文件夹\左单击文件\[Delete]•关闭文件夹窗口——右单击窗口\Close•绘图区操作与SCH图完全一致印制电路板相关概念1、结构：单面板，双面板，多层板——敷铜、布线、过孔2、封装形式：实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置（对号入座）3、飞线：代替铜膜导线的预拉线，指引布线，只是形式上的连线，仅表示连接关系，并非电气意义上的实际连线（自动生成）4、焊点：放置焊锡5、过孔：连接不同板层间的导线（通孔）设置电路板规格1、层面：单面板、双面板——Design\Options…\Layers窗口2、图形比例：封装形式与图纸的比例适中——Design\Options…\Options窗口3、层面颜色：该层面上所有图形都显示为该颜色——Tools\Preferences…\Colors窗口4、电路板大小：物理边界、电气边界——切换层面\右单击\PlaceTrack\画法与导线一致\双击边界修改属性（宽度、坐标）,且物理边界与电气边界大小一致放置元件的封装形式1、准备原理图和网络表2、加载封装形式库——选择Libraries\左单击Add/Remove…\找到该软件安装目录下的Pcb文件夹\左双击Pcb文件夹\选择所需的封装形式库文件（文件名.ddb）左双击\OK3、加载网络表——Design\Netlist…\左单击Browse…\展开Documents目录\双击网络表文件（文件名.NET）\Error框差错（全部无误）\左单击Execute整体布局•自动布局——Tools\AutoPlace…\选择StatisticalPlacer（统计布局方式）\分别输入VCC和GND\OK\等待\左单击OK（预览图出现）\关闭该预览图窗口\左单击“是”——重复以上操作，每次所得布局效果都不一样，选择最满意的一次•放置I/O端口的封装形式——左单击放置封装形式快捷工具\在Footprint中输入SIP2，改序号，改注释\OK•手动布局——封装形式的操作和元件的操作一致（删除时，必须托选后[Ctrl+Delete]）•对齐网格——Tools\AlignComponents\MoveToGrid…\OK自动布线参数Design\Rules…\在Routing窗口中：1、ClearanceConstraint（安全间距）——封装形式之间及封装形式和铜膜之间的最小间距2、RoutingCorners（拐角模式）——铜膜拐角的形状及最小、最大允许尺寸3、RoutingLayers（布线层面）——各层面上铜膜的走向4、RoutingViaStyle（过孔形式）——过孔的类型和尺寸（双面板及多层板）5、WidthConstraint（铜膜宽度）——铜膜宽度的最大、最小允许值铜膜走线1、Design\Rules…\Routing窗口中设置好参数2、自动全局布线——AutoRoute\All3、自动全局拆线——Tools\Un—Route\All4、放置电源封装形式——左单击放置封装形式快捷工具\在Footprint中输入SIP2，改序号（CON2），改注释（Power）\OK5、加宽电源、接地线——整体变换：左双击电源或接地线\左单击Global\在展开框中设置DRC测试Design\Rules…\RunDRC…\RunDRC做完测试后会生成一张报表（.DRC）由于加宽了电源、接地线，要修改铜膜的宽度（WidthConstraint）放置电路板标尺切换至丝印层（TOver）\左单击放置标尺快捷工具\根据边界大小放置放置英文标注：切换至丝印层（TOver）\左单击放置标注快捷工具\修改标注自制封装形式1、新建并打开PCB封装形式编辑器（PCBLibraryDocument）2、重命名——Tools\RenameComponent…3、切换层——TOver4、绘制外形——首先设置原点：Edit\SetReference\Location5、放置焊盘——左双击设置：X-Size,Y-Size（焊盘大小）Shape（焊盘形状）HoleSize（焊孔直径）Designator（焊盘编号）6、利用向导制作封装形式——左单击Add绘图区补充操作1、SCH图中：显示所有元件——右单击\View\FitAllObjects显示整张图纸——右单击\View\FitDocument2、PCB图中：显示整个电路板——右单击\FitBoard工艺流程•生产线（批量生产）•教学（实例检测）生产线流程光绘文件出胶片裁剪加固烘干烘干覆阻焊膜曝光显影镀锡覆感光膜电镀沉铜烘干曝光蚀刻钻孔烘干显影钻孔把PCB文件转换为钻孔文件（自动计算孔的数目），根据不同孔的类型换刀头孔（通孔）包括：焊点和过孔电镀沉铜为过孔的孔壁镀上铜，使多层导通（多层板）多功能烘干机覆感光膜为PCB图在覆铜面上成形提供基层感光膜曝光结合PCB图胶片，在已覆有感光膜的覆铜面上印制PCB图——曝光时间感光膜显影去除无PCB图部分的感光膜，使这部分铜膜重新显露出来——低浓度显影液腐蚀去除在显影步骤中露出的铜膜（无PCB图部分），之后再去除有PCB图部分的感光膜，则覆铜面上就形成了PCB图——三氯化铁，高浓度显影液铜膜镀锡•有助于元器件与焊盘更好的焊接•有效的防止铜膜被氧化覆阻焊膜以遮盖除焊盘之外的其他铜膜，有效保护线路部分（无法焊接）阻焊膜曝光结合焊盘胶片（丝印层），在已覆有阻焊膜的覆铜面上印制焊盘图，指示元器件的焊接位置阻焊膜显影去除焊盘部分的阻焊膜，使元器件的焊接位置显露出来——低浓度显影液阻焊膜加固•加固阻焊膜的附着硬度•使整个板子表面光滑美观教学流程PCB图转换格式雕刻机雕刻雕刻机•PCB图要整体覆铜•雕刻机先钻孔，后雕刻•自动提示换刀制版标准•菲林底版•基板•尺寸•焊盘标准•布线宽度标准•常用设计软件菲林底版（胶片、底片）1、至少生成两种底片：导电图形（PCB图）和非导电图形（外形、文字、尺寸）2、要求底片的黑白反差大，满足感光工艺要求3、照相机（拍摄）光绘技术（光栅扫描）基板材质（覆铜板基底）•低频：TFE—62（绝缘浸纸）TFE—6