pcb板设计流程:手把手教你实操

time : 2019-03-26 15:48       作者:凡亿pcb

pcb设计流程
PCB于1936年诞生,美国于1943年将该技术大量使用于军用收音机内;自20世纪50年代中期起,PCB技术开始被广泛采用。目前,PCB已然成为“电子产品之母”,其应用几乎渗透于电子产业安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页各个终端领域中,包括计算机、通信、消费电子、工业控制、医疗仪器、国防军工、航天航空等诸多领域。
PCB从单层发展到双面、多层和挠性,并且仍旧保持着各自安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页发展工程中,仍然保持着强大安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页生命力。
下面来看一下具体安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页pcb板设计流程。
一、电路板设计安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页预先准备工作
1、绘制原理图,并且生成对应安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页网络表。已有了网络表情况下也可以不进行原理图安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页设计,直接进入PCB设计系统。
2、手工更改网络表 将一些元件安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页固定用脚等原理图上没有安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页焊盘定义到与它相通安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页网络上。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页器件引脚名称改成和PCB封装库中安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页一致,特别是二、三极管等。
二、pcb板设计流程画出自己定义安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页非标准器件安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页封装库
建议将自己所画安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页器件都放入一个自己建立安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页PCB 库专用设计文件。
三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页板框含中间安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页镂空等。
1、进入PCB系统后安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,板层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页习惯,以后无须再去修改。
2、规划电路版,主要是确定电路板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页边框,包括电路板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页尺寸大小等等。在需要放置固定孔安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页地方放上适当大小安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页焊盘。对于3mm 安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页螺丝可用6.5~8mm 安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页外径和3.2~3.5mm 内径安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页焊盘。
四、打开所有要用到安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页PCB 库文件后,调入网络表文件和修改零件封装
这一步是非常重要安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页一个环节,网络表是PCB自动布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页灵魂,也是原理图设计与电路版设计安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页接口,只有将网络表装入后,才能进行电路板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页布线。在原理图设计时,零件安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页封装可能被遗忘,但可以在引进网络表时根据设计情况来修改或补充零件安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页封装。
五、布置零件封装安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页位置,也称零件布局
Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行"Tools"下面安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页"Auto Place",用这个命令,你需要有足够安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页耐心。布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页关键是布局,多数设计者采用手动布局安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页地,放开左键,将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动到板上所需位置上了。当简易安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页元件。
注意:零件布局,应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页器件,并锁定这些器件,然后是大安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页占位置安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页器件和电路安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页核心元件,再是外围安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页小元件。
六、pcb板设计流程中要根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定
假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页布线区。对于大板子,应在中间多加固定螺丝孔。板上有重安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页器件或较大安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔,有需要安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页话可在适当位置放上一些测试用焊盘,最好在原理图中就加上。将过小安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页焊盘过孔改大,将所有固定螺丝孔焊盘安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页网络定义到地或保护地等。
放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果,存盘,打样。
七、布线规则设置
布线规则是设置布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页各个规范(象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页拓朴结构等部分规则,可通过Design-Rules 安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Menu 处从其它板导出后,再导入这块板)这个步骤不必每次都要设置,按个人安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页习惯,设定一次就可以。 选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:
1、安全间距(Routing标签安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Clearance Constraint)
它规定了板上不同网络安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页走线焊盘过孔等之间必须保持安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页距离。一般板子可设为0.254mm,较空安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页板子可设为0.3mm,较密安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页贴片板子可设为0.2-0.22mm,极少数印板加工厂家安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页生产能力在0.1-0.15mm,假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页。
2、走线层面和方向(Routing标签安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Routing Layers)
此处可设置使用安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页走线层和每层安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页主要走线方向。请注意贴片安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页单面板只用顶层,直插型安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页单面板只用底层,但是多层板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页电源层不是在这里设置安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页(可以在Design-Layer Stack Manager中,点顶层或底层后,用Add Plane 添加,用鼠标左键双击后设置,点中本层后用Delete 删除),机械层也不是在这里设置安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页(可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页机械层,并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示)。
机械层1 一般用于画板子安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页边框;
机械层3 一般用于画板子上安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页挡条等机械结构件;
机械层4 一般用于画标尺和注释等,具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页板子看一下
3、过孔形状(Routing标签安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Routing Via Style)
它规定了手工和自动布线时自动产生安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页过孔安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页内、外径,均分为最小、最大和首选值,其中首选值是最重要安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页,下同。
4、走线线宽(Routing标签安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Width Constraint)
它规定了手工和自动布线时走线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页宽度。整个板范围安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页首选项一般取0.2-0.6mm,另添加一些网络或网络组(Net Class)安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线宽设置,如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好,地线一般可选1mm 宽度,各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度,印板上线宽和电流安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页关系大约是每毫米线宽允许通过1安培安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页电流,具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时,它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页宽度之间安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页一段走线,其中Board 为对整个板安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线宽约束,它安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页优先级最低,即布线时首先满足网络和网络组等安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线宽约束条件。下图为一个实例
5、pcb板设计流程中敷铜连接形状安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页设置(Manufacturing标签安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Polygon Connect Style)
建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。
其余各项一般可用它原先安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页缺省值,而象布线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页拓朴结构、电源层安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页间距和连接形状匹配安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页网络长度等项可根据需要设置。
选Tools-Preferences,其中Options 栏安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Interactive Routing 处选Push Obstacle (遇到不同网络安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页走线时推挤其它安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页走线,Ignore Obstacle为穿过,Avoid Obstacle 为拦断)模式并选中Automatically Remove (自动删除多余安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页走线)。Defaults 栏安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Track 和Via 等也可改一下,一般不必去动它们。
在不希望有走线安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页区域内放置FILL 填充层,如散热器和卧放安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页两脚晶振下方所在布线层,要上锡安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。
布线规则设置也是印刷电路版设计安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页关键之一,需要丰富安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页实践经验。
电路板打样
八、自动布线和手工调整
1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置
选中除了Add Testpoints 以外安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页所有项,特别是选中其中安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Lock All Pre-Route 选项,Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页推荐值,此值越小板越容易100%布通,但布线难度和所花时间越大。
2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线
假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次(千万不要用撤消全部布线功能,它会删除所有安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页预布线和自由焊盘、过孔)后调整一下布局或布线规则,再重新布线。完成后做一次DRC,有错则改正。布局和布线过程中,若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表,手工更改网络表(同第一步),并重装网络表后再布。
3、对布线进行手工初步调整
需加粗安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页地线、电源线、功率输出线等加粗,某几根绕得太多安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线重布一下,消除部分不必要安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页过孔,再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度,红色为最密,黄色次之,绿色为较松,看完后可按键盘上安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些,直到变成黄色或绿色。
九、切换到单层显示模式下(点击菜单命令Tools/Preferences,选中对话框中Display栏安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页Single Layer Mode)
将每个布线层安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC,因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线,快完成时可将每个布线层单独打印出来,以方便改线时参考,其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。
最后取消单层显示模式,存盘。
十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后,按OK钮。
并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页那个*.WAS 文件后,按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观,全部调完并DRC 通过后,拖放所有丝印层安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页字符到合适位置。
注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页字符可适当缩小,DrillDrawing 层可按需放上一些坐标(Place-Coordinate)和尺寸((Place-Dimension)。
最后再放上设计版本号、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息●!
十一、pcb板设计流程中对所有过孔和焊盘补泪滴
补泪滴可增加它们安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页牢度,但会使板上安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页线变得较难看。顺序按下键盘安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页S 和A 键(全选),再选择Tools-Teardrops,选中General 栏安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页前三个,并选Add 和Track 模式,如果你不需要把最终文件转为PROTEL 安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页DOS 版格式文件安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页话也可用其它模式,后按OK 钮。完成后顺序按下键盘安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页X 和A 键(全部不选中)。对于贴片和单面板一定要加。
十二、放置覆铜区
将设计规则里安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记,选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页覆铜(尽量用八角形,而不是用圆弧来包裹焊盘).
设置完成后,再按OK 扭,画出需覆铜区域安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页边框,最后一条边可不画,直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页起点和终点之间始终用一条直线相连,电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大,覆出网格线。
相应pcb设计流程放置其余几个布线层安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页覆铜,观察某一层上较大面积没有覆铜安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页地方,在其它层有覆铜处放一个过孔,双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后,直接点OK,再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里安徽11选5-安徽11选5平台_官网首页安全间距改回原值。