印刷电路板设计

1印刷电路板设计---Protei99SE应用2PROTEL99SE简介Protel99SE共分5个模块:电路原理图（SCH)设计PCB设计（包含信号完整性分析）自动布线器原理图混合信号仿真PLD设计其他：管理模块（文本、数表等）3电路原理图（SCH)设计四个要素元件连线结点网络标号4电路原理图设计（一）启动Protel99SE新建一个设计库文件（NewDesign)MyDesign.ddb新建一个原理图设计文件(NewFile)SchematicDecument*.SCH添加元件库(Add/Remove)设置图纸大小（Design/Options)5电路原理图设计（二）放置元件（三种方法）旋转和镜像翻转元件（空格、X、Y）移动元件（Move)放置导线(PlaceWire)放置节点(PlaceJunction)6电路原理图设计（三）编辑元件属性（Properties)1.LibRef在元件库中的元件名称2.Footprint元件在PCB库封装形式3.Designator元件流水序号4.PatrType元件名称(默认值)5.Part定义子元件序号6.Selection切换选取状态7.(略)7电路原理图设计（四）ERC电气规则检查(*.ERC)修改设计错误CreateNetlist创建网络表(*.NET)Save存盘8PCB概述（一）1、PCB中文－印刷电路板英文－PrintedCircuitBoard2、PCB板的质量由基材的选用、组成电路各要素的物理特性决定的。9PCB概述（二）3、PCB的材料分类（刚性、挠性）A、酚醛纸质层压板B、环氧纸质层压板C、聚酯玻璃毡层压板D、环氧玻璃布层压板E、聚酯薄膜F、聚酰亚胺薄膜G、氟化乙丙烯薄膜10PCB概述（三）4、PCB基板材料A、FR－4B、聚酰亚氨C、聚四氟乙烯D、(G10)E、FR5(G11)11PCB概述（四）5、组成PCB的物理特性A、导线Track（线宽、线距）B、过孔ViaC、焊盘Pad（园、方、菱形）D、槽E、表面涂层及覆铜12PCB概述（五）6、PCB板按层数来分A、单面板（单面走线、双面丝印）SignalLayerPCBB、双面板（双面走线、双面丝印）DoubleLayerPCBC、四层板（两层走线、电源、GND）D、六层板（四层走线、电源、GND）MultiLayerPCBE、雕刻板13PCB概述（六）7、Protel99seLaycrs标签页选取DesignOptions菜单命令进行设置16个信号层(SignalLayer)电气布线4个内部层(InternalLayer)电源和接地线4个机械层(MechanicalLayer)说明作用2个钻孔导引层(DrillLayer)辅助钻孔2个防焊层(SolderMaskLayer)防焊锡溢出2个锡膏层(PasteMaskLayer)粘贴表贴零件2个丝印层(SilkscreenLayer)印刷说明文字14PCB概述（续六）7、Protel99seLayers标签页选取DesignOptions菜单命令进行设置(KeepoutLayer)禁止布线层16个信号层(SignalLayer)电气布线层Top(顶层)Bottom(底层)Mid1----Mid14(中间信号层）15PCB元件封装形式(一）1、电阻AXIAL0.3300milAXIAL0.4400milAXIAL0.5500milAXIAL0.6600milAXIAL0.7700milAXIAL0.8800milAXIAL0.9900milAXIAL1.01000mil16PCB元件封装形式（二）2、电容RAD0.1100milRAD0.2200milRAD0.3300milRAD0.4400milRB.2/.4200mil400milRB.3/.6300mil600milRB.4/.8400mil800milRB.5/1.0500mil1000mil17PCB元件封装形式（三）3、晶体管DIODE0.4400milDIODE0.7700milTO92B50milTO126TO220100mil4、可变电阻VR1VR2VR3VR4VR518PCB元件封装形式（四）5、集成电路DIP4、6、8、14、16、18、20、22、24、28、32、40、48、52、64(100mil)ILEAD4、6、8、14、16、18、20、22、24、28SIP2、3、---9、10、12、16、20(100mil)CFP14、16、20、24、48、56(50mil)JEDECA28、44、52、68(50mil)LCC16、18、18ECA、18ECB、20、20ECD、24、28、32、44、52、68、84、100、124、156LCCC68、84(50mil)19PCB元件封装形式（续四）MO-00310、00314、00410、00414、00416MO-01840、01924、01928、02036、02040MO-02116、02124、02136、02220、02242MO-02336、02350(50mil)MPLCC84、100、132、164、196、44(20mil)PFP14182028(50mil)PGA52×9、64×10、68×10、58×11、PGA84×10、84×11、84×12、84×13PGA88×13、100×10、114×13、120×13PGA124×13、128×13、132×13、168.17PGA170×18、208×17(100mil)20PCB元件封装形式（续四）PJLCC2844526884100124156(50mil)PLCC1818L20222828R3244526884PLCC100124(50mil)QFP4444-144-244-34852545656-260QFP6464-164-264-364-464-5707480QFP8894120128136144160196(25mil)21PCB设计流程设计准备网表输入规则设置手工布局手工布线项目检查CAM输出22PCB设计（一）1、新建一个PCB设计文件（NewFile)PCBDecument*.PCB2、在禁止布线层（KeepoutLaycr）上，用Track线绘制印刷电路板边框。3、选取主菜单命令Design/Options，设置各活动层。4、通过板层切换标签，将Top(顶层)设置为当前活动层。5、选取主菜单命令Design/Netlist，调入网络表文件。(Execute)23PCB设计（二）6、手动布局7、自动布局：选取主菜单命令Tools/AutoplaceClusterP1acer；组群方式布局。它是以布局面积最小为标准。同时可以将零件名称和序号隐藏。它还有一个加快布局速度的选项，即QuickComponentPlacement。StatisticalPlacer：统计方式布局，它是以使得飞线的长度最短为标准。24PCB设计（续二）PCB布局的一般规则：a、信号流畅，信号方向保持一致b、核心元件为中心c、在高频电路中，要考虑元器件的分布参数d、特殊元器件的摆放位置；批量生产时，要考虑波峰焊及回流焊的锡流方向及加工工艺传送边。25PCB设计（续二）PCB布局的顺序：a、固定元件b、有条件限制的元件c、关键元件d、面积比较大元件e、零散元件26PCB设计（续二）1、检查元件在二维、三维空间上是否有冲突。2、元件布局是否疏密有序，排列整齐。3、元件是否便于更换，插件是否方便。4、热敏元件与发热元件是否有距离。5、信号流程是否流畅且互连最短。6、插头、插座等机械设计是否矛盾。7、元件焊盘是否足够大。布局检查：27PCB设计（三）8、手动布线9、自动布线：选取主菜单命令AutoRouteALL全部AllRoute10、DRC设计规则检查选取主菜单命令Tools下DesignRuleCheck11、覆铜覆铜就是将电路板中空白的地方铺满铜膜，目的是提高电路板的抗干扰能力。选择主菜单项Place\PolygonPlane命令12、泪滴泪滴的主要作用是在钻孔时,避免在导线与焊点的接触点处出现应力集中而使接触处断裂。选择主菜单栏的菜单项Tools\TearDrop\Add命令。28PCB设计（续三）走线规律：1、走线方式尽量走短线，特别是小信号。12mil。2、走线形状同一层走线改变方向时，应走斜线。3、电源线与地线的设计40－100mil，高频线用地线屏蔽。4、多层板走线方向相互垂直，层间耦合面积最小；禁止平行走线。5、焊盘设计的控制29PCB设计（续三）检查走线1、间距是否合理，是否满足生产要求。2、电源线和地线的宽度是否合适，电源与地线之间是否紧耦合（低的波阻抗）。3、对于关键的信号线是否采取了最佳措施，输入线及输出线要明显地分开。4、模拟电路和数字电路部分，是否有各自独立的地线。30PCB设计（续三）5、后加在PCB中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路。6、对一些不理想的线形进行修改。7、在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。8、多层板中的电源地层的外框边缘是否缩小，如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。检查走线31PCB设计技巧（一）1、为确保正确实现电路，遵循的设计准则：尽量采用地平面作为电流回路将模拟地平面和数字地平面分开如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。32PCB设计技巧（二）33PCB设计技巧（三）2、无地平面时的电流回路设计1）、如果使用走线，应将其尽量加粗2）、应避免地环路3）、如果不能采用地平面，应采用星形连接策略4）、数字电流不应流经模拟器件5）、高速电流不应流经低速器件34PCB设计技巧（四）如果不能采用地平面，可以采用“星形”布线策略来处理电流回路35PCB设计技巧（五）旁路或去耦电容电源入口，IC芯片电源输入36PCB设计技巧（六）印制导线宽度与容许电流37PCB设计技巧（七）高频数字电路pcb布线规则如下：1、高频数字信号线要用短线。2、主要信号线集中在pcb板中心。3、时钟发生电路应在板的中心附近，时钟扇出应采用菊链式和并联布线。4、电源线应远离高频数字信号线，或用地线隔开，电路布局必须减少电流回路，电源的分布必须是低感应的（多路设计)5、输入与输出之间的导线避免平行。38PCB设计技巧（八）布线的注意事项：1、专用地线、电源线宽度应大于1mm。2、其走线应成“井”字型排列，以便是分部电流平衡。3、尽可能的缩短高频器件之间的连线，设法减少它们之间地分布参数和相互间的信号干扰。39PCB设计技巧（九）4、某些元器件或导线可能有较高的电位差，应加大它们的间距，避免放电引起意外短路。5、尽量加大电源线宽度，减少环路电阻，电源线、地线的走向和数据传递方向一致，有助于增强抗干扰能力。6、当频率高于100k时，趋附效应就十分严重了，高频电阻增大