PCB板的設計步驟

　　PCB板也就是PCB線(xiàn)路板，又叫做印刷電路板，它是電子元器件電器連接的提供者?，F在大家應該理解了什么是PCB板。接下來(lái)就來(lái)講一下PCB板的設計步驟。
 

 

　　一、電路板設計的預先準備工作

　　1、繪制原理圖，并且生成對應的網(wǎng)絡(luò )表。已有了網(wǎng)絡(luò )表情況下也可以不進(jìn)行原理圖的設計，直接進(jìn)入PCB設計系統。

　　2、手工更改網(wǎng)絡(luò )表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒(méi)有的焊盤(pán)定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò )上。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱(chēng)不一致的器件引腳名稱(chēng)改成和PCB封裝庫中的一致，特別是二、三極管等。
 

 

　　二、畫(huà)出自己定義的非標準器件的封裝庫

　　建議將自己所畫(huà)的器件都放入一個(gè)自己建立的PCB 庫專(zhuān)用設計文件。

　　三、設置PCB設計環(huán)境和繪制印刷電路的板框含中間的鏤空等。

　　1、進(jìn)入PCB系統后的第一步就是設置PCB設計環(huán)境，包括設置格點(diǎn)大小和類(lèi)型，光標類(lèi)型，板層參數，布線(xiàn)參數等等。大多數參數都可以用系統默認值，而且這些參數經(jīng)過(guò)設置之后，符合個(gè)人的習慣，以后無(wú)須再去修改。

　　2、規劃電路版，主要是確定電路板的邊框，包括電路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上適當大小的焊盤(pán)。對于3mm 的螺絲可用6.5~8mm 的外徑和3.2~3.5mm 內徑的焊盤(pán)。
 

 

　　四、打開(kāi)所有要用到的PCB庫文件后，調入網(wǎng)絡(luò )表文件和修改零件封裝

　　這一步是非常重要的一個(gè)環(huán)節，網(wǎng)絡(luò )表是PCB自動(dòng)布線(xiàn)的靈魂，也是原理圖設計與電路版設計的接口，只有將網(wǎng)絡(luò )表裝入后，才能進(jìn)行電路板的布線(xiàn)。

　　在原理圖設計時(shí)，零件的封裝可能被遺忘，但可以在引進(jìn)網(wǎng)絡(luò )表時(shí)根據設計情況來(lái)修改或補充零件的封裝。

　　五、布置零件封裝的位置，也稱(chēng)零件布局

　　Protel99可以進(jìn)行自動(dòng)布局,也可以進(jìn)行手動(dòng)布局。如果進(jìn)行自動(dòng)布局，運行"Tools"下面的"Auto Place",用這個(gè)命令，你需要有足夠的耐心。布線(xiàn)的關(guān)鍵是布局，多數設計者采用手動(dòng)布局的形式。用鼠標選中一個(gè)元件，按住鼠標左鍵不放，拖住這個(gè)元件到達目的地，放開(kāi)左鍵，將該元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局選項包含自動(dòng)選擇和自動(dòng)對齊。使用自動(dòng)選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件，然后旋轉、展開(kāi)和整理成組，就可以移動(dòng)到板上所需位置上了。當簡(jiǎn)易的布局完成后，使用自動(dòng)對齊方式整齊地展開(kāi)或縮緊一組封裝相似的元件。

　　注意：零件布局，應當從機械結構散熱、電磁干擾、將來(lái)布線(xiàn)的方便性等方面綜合考慮。先布置與機械尺寸有關(guān)的器件，并鎖定這些器件，然后是大的占位置的器件和電路的核心元件，再是外圍的小元件。

　　六、根據情況再作適當調整然后將全部器件鎖定

　　假如板上空間允許則可在板上放上一些類(lèi)似于實(shí)驗板的布線(xiàn)區。對于大板子，應在中間多加固定螺絲孔。板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應加固定螺絲孔，有需要的話(huà)可在適當位置放上一些測試用焊盤(pán)，最好在原理圖中就加上。將過(guò)小的焊盤(pán)過(guò)孔改大，將所有固定螺絲孔焊盤(pán)的網(wǎng)絡(luò )定義到地或保護地等。

　　放好后用VIEW3D 功能察看一下實(shí)際效果，存盤(pán)。

　　七、布線(xiàn)規則設置

　　布線(xiàn)規則是設置布線(xiàn)的各個(gè)規范(象使用層面、各組線(xiàn)寬、過(guò)孔間距、布線(xiàn)的拓樸結構等部分規則，可通過(guò)Design-Rules 的Menu 處從其它板導出后，再導入這塊板)這個(gè)步驟不必每次都要設置，按個(gè)人的習慣，設定一次就可以。

　　選Design-Rules 一般需要重新設置以下幾點(diǎn):

　　1、安全間距(Routing標簽的Clearance Constraint)

　　它規定了板上不同網(wǎng)絡(luò )的走線(xiàn)焊盤(pán)過(guò)孔等之間必須保持的距離。一般板子可設為0.254mm，較空的板子可設為0.3mm，較密的貼片板子可設為0.2-0.22mm，極少數印板加工廠(chǎng)家的生產(chǎn)能力在0.1-0.15mm，假如能征得他們同意你就能設成此值。0.1mm 以下是絕對禁止的。

　　2、走線(xiàn)層面和方向(Routing標簽的Routing Layers)

　　此處可設置使用的走線(xiàn)層和每層的主要走線(xiàn)方向。請注意貼片的單面板只用頂層，直插型的單面板只用底層，但是多層板的電源層不是在這里設置的(可以在Design-Layer Stack Manager中，點(diǎn)頂層或底層后，用Add Plane 添加，用鼠標左鍵雙擊后設置，點(diǎn)中本層后用Delete 刪除)，機械層也不是在這里設置的(可以在Design-Mechanical Layer 中選擇所要用到的機械層，并選擇是否可視和是否同時(shí)在單層顯示模式下顯示)。

　　機械層1　一般用于畫(huà)板子的邊框;

　　機械層3　一般用于畫(huà)板子上的擋條等機械結構件;

　　機械層4　一般用于畫(huà)標尺和注釋等，具體可自己用PCB Wizard 中導出一個(gè)PCAT結構的板子看一下

　　3、過(guò)孔形狀(Routing標簽的Routing Via Style)

　　它規定了手工和自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)自動(dòng)產(chǎn)生的過(guò)孔的內、外徑，均分為最小、最大和首選值，其中首選值是最重要的，下同。

　　4、走線(xiàn)線(xiàn)寬(Routing標簽的Width Constraint)

　　它規定了手工和自動(dòng)布線(xiàn)時(shí)走線(xiàn)的寬度。整個(gè)板范圍的首選項一般取0.2-0.6mm，另添加一些網(wǎng)絡(luò )或網(wǎng)絡(luò )組(Net Class)的線(xiàn)寬設置，如地線(xiàn)、+5 伏電源線(xiàn)、交流電源輸入線(xiàn)、功率輸出線(xiàn)和電源組等。網(wǎng)絡(luò )組可以事先在Design-Netlist Manager中定義好，地線(xiàn)一般可選1mm 寬度，各種電源線(xiàn)一般可選0.5-1mm 寬度，印板上線(xiàn)寬和電流的關(guān)系大約是每毫米線(xiàn)寬允許通過(guò)1安培的電流，具體可參看有關(guān)資料。當線(xiàn)徑首選值太大使得SMD 焊盤(pán)在自動(dòng)布線(xiàn)無(wú)法走通時(shí)，它會(huì )在進(jìn)入到SMD 焊盤(pán)處自動(dòng)縮小成最小寬度和焊盤(pán)的寬度之間的一段走線(xiàn)，其中Board 為對整個(gè)板的線(xiàn)寬約束，它的優(yōu)先級最低，即布線(xiàn)時(shí)首先滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò )和網(wǎng)絡(luò )組等的線(xiàn)寬約束條件。

　　5、敷銅連接形狀的設置(Manufacturing標簽的Polygon Connect Style)

　　建議用Relief Connect 方式導線(xiàn)寬度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根導線(xiàn)45 或90 度。

　　其余各項一般可用它原先的缺省值，而象布線(xiàn)的拓樸結構、電源層的間距和連接形狀匹配的網(wǎng)絡(luò )長(cháng)度等項可根據需要設置。

　　八、自動(dòng)布線(xiàn)和手工調整

　　1、點(diǎn)擊菜單命令Auto Route/Setup 對自動(dòng)布線(xiàn)功能進(jìn)行設置

　　2、點(diǎn)擊菜單命令Auto Route/All 開(kāi)始自動(dòng)布線(xiàn)

　　3、對布線(xiàn)進(jìn)行手工初步調整。

　　九、切換到單層顯示模式下(點(diǎn)擊菜單命令Tools/Preferences，選中對話(huà)框中Display欄的Single Layer Mode)

　　將每個(gè)布線(xiàn)層的線(xiàn)拉整齊和美觀(guān)。手工調整時(shí)應經(jīng)常做DRC，因為有時(shí)候有些線(xiàn)會(huì )斷開(kāi)而你可能會(huì )從它斷開(kāi)處中間走上好幾根線(xiàn)，快完成時(shí)可將每個(gè)布線(xiàn)層單獨打印出來(lái)，以方便改線(xiàn)時(shí)參考，其間也要經(jīng)常用3D顯示和密度圖功能查看。最后取消單層顯示模式，存盤(pán)。

　　十、如果器件需要重新標注可點(diǎn)擊菜單命令Tools/Re-Annotate 并選擇好方向后，按OK鈕。

　　并回原理圖中選Tools-Back Annotate 并選擇好新生成的那個(gè)*.WAS 文件后，按OK 鈕。原理圖中有些標號應重新拖放以求美觀(guān)，全部調完并DRC 通過(guò)后，拖放所有絲印層的字符到合適位置。

　　最后再放上設計版本號、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工編號等信息。。

　　十一、對所有過(guò)孔和焊盤(pán)補淚滴

　　補淚滴可增加它們的牢度，但會(huì )使板上的線(xiàn)變得較難看。順序按下鍵盤(pán)的S 和A 鍵(全選)，再選擇Tools-Teardrops，選中General 欄的前三個(gè)，并選Add 和Track 模式，如果你不需要把最終文件轉為PROTEL 的DOS 版格式文件的話(huà)也可用其它模式，后按OK 鈕。完成后順序按下鍵盤(pán)的X 和A 鍵(全部不選中)。對于貼片和單面板一定要加。

　　十二、放置覆銅區

　　將設計規則里的安全間距暫時(shí)改為0.5-1mm 并清除錯誤標記，選Place-Polygon Plane 在各布線(xiàn)層放置地線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆銅(盡量用八角形，而不是用圓弧來(lái)包裹焊盤(pán)).

　　設置完成后，再按OK 扭，畫(huà)出需覆銅區域的邊框，最后一條邊可不畫(huà)，直接按鼠標右鍵就可開(kāi)始覆銅。它缺省認為你的起點(diǎn)和終點(diǎn)之間始終用一條直線(xiàn)相連，電路頻率較高時(shí)可選Grid Size 比Track Width 大，覆出網(wǎng)格線(xiàn)。

　　相應放置其余幾個(gè)布線(xiàn)層的覆銅，觀(guān)察某一層上較大面積沒(méi)有覆銅的地方，在其它層有覆銅處放一個(gè)過(guò)孔，雙擊覆銅區域內任一點(diǎn)并選擇一個(gè)覆銅后，直接點(diǎn)OK，再點(diǎn)Yes 便可更新這個(gè)覆銅。幾個(gè)覆銅多次反復幾次直到每個(gè)覆銅層都較滿(mǎn)為止。將設計規則里的安全間距改回原值。

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