Protel PCB层详解

-------Protel99SEPCB层的详解本贴主要内容摘自老虎工作室《Protel99高级应用》一书，并根据Protel99SE与Protel99的不同之处作了适当修正一、PCB工作层的类型我们在进行印制电路板设计前，第一步就是要选择适用的工作层。Protel99SE提供有多种类型的工作层。只有在了解了这些工作层的功能之后，才能准确、可靠地进行印制电路板的设计。Protel99SE所提供的工作层大致可以分为7类:SignalLayers(信号层)、InternalPlanes(内部电源/接地层)、MechanicalLayers(机械层)、Masks(阻焊层)、Silkscreen(丝印层)、Others(其他工作层面)及System(系统工作层)，在PCB设计时执行菜单命令[Design]设计/[Options...]选项可以设置各工作层的可见性。1.SignalLayers(信号层)Protel99SE提供有32个信号层，包括[TopLayer](顶层)、[BottomLayer](底层)、[MidLayer1](中间层1)、[MidLayer2](中间层2)……[MidLayer30](中间层30)。信号层主要用于放置元件(顶层和底层)和走线。信号层是正性的，即在这些工作层面上放置的走线或其他对象是覆铜的区域。2.InternalPlanes(内部电源/接地层)Protel99SE提供有16个内部电源/接地层(简称内电层):[InternalPlane1]—[InternalPlane16]，这几个工作层面专用于布置电源线和地线。放置在这些层面上的走线或其他对象是无铜的区域，也即这些工作层是负性的。每个内部电源/接地层都可以赋予一个电气网络名称，印制电路板编辑器会自动地将这个层面和其他具有相同网络名称(即电气连接关系)的焊盘，以预拉线的形式连接起来。在Protel99SE中。还允许将内部电源/接地层切分成多个子层，即每个内部电源/接地层可以有两个或两个以上的电源，如+5V和+l5V等等。3.MechanicalLayers(机械层)Protel99SE中可以有16个机械层:[Mechanical1]—[Mechanical16]，机械层一般用于放置有关制板和装配方法的指示性信息，如电路板物理尺寸线、尺寸标记、数据资料、过孔信息、装配说明等信息。4.Masks(阻焊层、锡膏防护层)在Protel99SE中，有2个阻焊层:[TopSolder](顶层阻焊层)和(BottomSolder](底层阻焊层)。阻焊层是负性的，在该层上放置的焊盘或其他对象是无铜的区域。通常为了满足制造公差的要求，生产厂家常常会要求指定一个阻焊层扩展规则，以放大阻焊层。对于不同焊盘的不同要求，在阻焊层中可以设定多重规则。Protel99SE还提供了2个锡膏防护层，分别是[TopPaste](顶层锡膏防护层)和(BottomPaste](底层锡膏防护层)。锡膏防护层与阻焊层作用相似，但是当使用hotre-follow(热对流)技术来安装SMD元件时，锡膏防护层则主要用于建立阻焊层的丝印。该层也是负性的。与阻焊层类似，我们也可以通过指定一个扩展规则，来放大或缩小锡膏防护层。对于不同焊盘的不同要求，也可以在锡膏防护层中设定多重规则。5.Silkscreen(丝印层)Protel99SE提供有2个丝印层，[TopOverlay](顶层丝印层)和[BottomOverlay](底层丝印层)。丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。在印制电路板上，放置PCB库元件时，该元件的编号和轮廓线将自动地放置在丝印层上。6.Others(其他工作层面)在Protel99SE中，除了上述的工作层面外，还有以下的工作层：?[KeepOutLayer](禁止布线层)禁止布线层用于定义元件放置的区域。通常，我们在禁止布线层上放置线段(Track)或弧线(Arc)来构成一个闭合区域，在这个闭合区域内才允许进行元件的自动布局和自动布线。注意：如果要对部分电路或全部电路进行自动布局或自动布线，那么则需要在禁止布线层上至少定义一个禁止布线区域。?[Multilayer](多层)该层代表所有的信号层，在它上面放置的元件会自动地放到所有的信号层上，所以我们可以通过[MultiLayer]，将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。?[Drillguide](钻孔说明)?[Drilldrawing](钻孔视图)Protel99SE提供有2个钻孔位置层，分别是[Drillguide](钻孔说明)和[Drilldrawing](钻孔视图)，这两层主要用于绘制钻孔图和钻孔的位置。[DrillGuide]主要是为了与手工钻孔以及老的电路板制作工艺保持兼容，而对于现代的制作工艺而言，更多的是采用[DrillDrawing]来提供钻孔参考文件。我们一般在[DrillDrawing]工作层中放置钻孔的指定信息。在打印输出生成钻孔文件时，将包含这些钻孔信息，并且会产生钻孔位置的代码图。它通常用于产生一个如何进行电路板加工的制图。这里提醒大家注意:(1)无论是否将[DrillDrawing]工作层设置为可见状态，在输出时自动生成的钻孔信息在PCB文档中都是可见的。(2)[DrillDrawing]层中包含有一个特殊的.LEGEND字符串，在打印输出的时候，该字符串的位置将决定钻孔制图信息生成的地方。7、System（系统工作层）?[DRCErrors](DRC错误层)用于显示违反设计规则检查的信息。该层处于关闭状态时，DRC错误在工作区图面上不会显示出来，但在线式的设计规则检查功能仍然会起作用。?[Connections](连接层)该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线，比如半拉线(BrokenNetMarker)或预拉线(Ratsnest)，但是导线(Track)不包含在其内。当该层处于关闭状态时，这些连线不会显示出来，但是程序仍然会分析其内部的连接关系。?[PadHoles](焊盘内孔层)该层打开时，图面上将显示出焊盘的内孔。?[ViaHoles](过孔内孔层)该层打开时，图面上将显示出过孔的内孔。?[VisibleGrid1](可见栅格1)?[VisibleGrid2](可见栅格2)这两项用于显示栅格线，它们对应的栅格间距可以通过如下方法进行设置:执行菜单命令[Design]/[Options...]，在弹出的对话框中可以在[Visible1]和[Visiblc2]项中进行可见栅格间距的设置。二、印制板工作层的设置在Protel99SE中，虽然提供了数目众多的工作层，但在一块印制电路板上真正存在的工作层并没有那么多，一些工作层在物理意义上实际上是相互重叠的(比如顶层信号层和顶层丝印层)，再有一些工作层只是为了方便印制电路板的设计和制造而设置的，比如说，机械层和其他层中的所有层，我们都可以认为它们在印制电路板中是并不存在的。对于单面板，需要打开信号层(SignalLayers)中的顶层(TopLayer)、丝印层(Silkscrecn)中的顶层(TopOverlay)和禁止布线层(KeepOut)。再有，为了设计上的方便，用户还需要打开可见栅格层(VisibleGrid)中的某一层或全部打开以及连接层(Connections)。对于其他的工作层而使用默认设置即可。对于双面板，得打开信号层(SignalLayers)中的顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)、丝印层(Silkscreen)中的顶层(TopOverlay)以及禁止布线层(KeepOut)。如果需要在信号层的底层上放置元件，还需要打开丝印层的底层(BottomOverlay)。其他工作层面的设置与单面板的层面设置一样。对于多面板的设计，信号层(SignalLayers)中需要打开顶层(TopLayer)、底层(BottomLayer)和一些中间层(MidLayer)。其他的工作层面设置与双面板一样。三、电路板的规划采用向导进行PCB文件的创建后，会在图上自动设置好(实际上是在创建向导中用户自定义的)电路板的布局范围以及物理尺寸的大小。而采用常规方法创建的PCB文件，则需要手工去绘制布局范围以及电路板的物理大小。对于采用手工布局的方法来讲，这一步并不是必须的，我们可以在放置了所有的元件之后，再绘制布局范围。但是，如果先规划好一个布局范围，再进行布局，这样会更为方便一些，因为这样在调整元件的位置时，比较容易看出它们相对于电路板边缘的距离。一般来讲，我们需要先在机械层中设置电路板的物理边界，再在禁止布线层中设置电路板的布局区域（又叫板框）。请注意:电路板的布局区域要小于物理区域。实际上，在设计印制电路板的时候，常常并不去设置物理边界，而只是设置布局区域。这样，在电路板加工制造的时候，厂家会自动以布局区域作为电路板的实际大小。四、载入网络表和元件电路板规划完毕后，接下来就要添加PCB元件库、载入网络表及元件。在载入网络表及元件之前，必须将所用到的PCB元件库添加到PCB编辑器中。如果所需的PCB元件库没有添加进来，那么在载入网络表和元件的时候，程序会提示存在操作错误，从而造成载入失败。当元件库添加完毕后，就可以进行网络表和元件的载入了。在网络表和元件的载入之后，电路原理图中元件对应的封装也就被放置到了规划好的电路板上。如果是第一次载入网络表和元件，那么相应的宏操作是针对整个电路原理图的，而如果只是在原有电路原理图的基础上做了修改之后，再次载入网络表和元件，那么这时的宏操作仅仅是针对原理图中添加、删除或修改的那部分设计而进行的。网络表和元件的载入方法有以下两种:?使用同步器载入方法。?采用网络表文件载入方法。