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PCB设计方案分析报告

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2020年5月29日
文档仅供参考

l PCB设计初步
1 PCB板简介
PCB (Printed Circuie Board)板是印刷线路板或称印刷电路板的简称。
在绝缘材料上,按预定设计,制成印刷线路、印刷元件或两者组合而成的导电图形称为印刷电路。
在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形,称为印刷线路板。
设计PCB的目的就是要得到加工制作在绝缘覆铜板上的导电图形和孔位特征的电路板版图。最后在绝缘覆铜板上经过印刷、蚀刻、钻孔及一些后续处理生成电子产品所需要的印制电路板。
2 PCB板的种类及结构
PCB板根据导电层数不同,分单层板、双面板、多层板。
1．单层板
单层板(Single-Sided Boards)的结构如图所示,
单面板是指在一面覆铜的电路板,只可在覆铜的一面布线。但由于只能在一面布线且不允许交叉,布线难度较大,适用于比较简单的电路。
(2)双面板
双面板是两面覆铜,两面均
可布线。
由于能够两面布线,布线难
度降低,因此是最常见的结构。
基板的上、下两面都覆有铜箔。双面板包含顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两个信号层。两面都有敷铜,中间为绝缘层。
3．多层板
多层板一般指3层以上的电路板。多层板不但两面覆铜,在电路板内部也包含铜箔,各铜箔之间经过绝缘材料隔离。但制作成本较高,多用于电路布线密集的情况。
结构如图
多层印制板除了顶层和底层之外,还包括中间层,中间层能够是信号层,也能够是电源层和接地层。

3 PCB板材料
PCB板的制作材料主要是绝缘材料、金属铜、银、焊锡等。
PCB板就是绝缘的板子,把电路做成铜膜走线,放在其上,在板子的顶层和底层都能够放置元件,用焊锡把元件焊接在PCB板上。
4 元件封装
元件封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊点位置。也就是说实际的电子元器件焊接到电路板时所指示的轮廓和焊点的位置,它保证了元器件引脚与电路板上的焊盘一致。
它仅仅是空间的概念,因而不同的元件能够共用一个元件封装;另一方面,同种元件能够有不同的封装。
1．元件封装分类
1)针脚式元件封装
针脚式元件封装也称双列直插式元件封装,是针对针脚类元件的,如图

2)表面粘贴式元件封装
表面粘贴式元件封装,如图
2．元件封装编号
元件封装的编号一般为:元件类型+焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸。 如AXIAL-0.3表示元件封装为轴状,两引脚间的距离300mil
3. 常见元器件封装
l 电容类封装
(有、无极性)
l 电阻类封装

l 二极管类封装

l 晶体管类封装

l 集成电路封装

5 铜膜导线
铜膜导线也称铜膜走线,简称导线,用于各导电对象之间的连接,由铜箔构成,具有导电特性。
。

与导线有关的另外一种线,常称之为预拉线或飞线。
预拉线是在引入网络表之后,系统根据规则自动生成,用来指引布线的一种连线。

预拉线与导线有本质区别:
预拉线只是在形式上表示出各个焊盘间的连接关系,没有电气连接意义。
导线则是根据预拉线指示的焊盘间连接关系布置的,具有电气连接意义
6 焊盘和过孔
焊盘用于放置焊锡、连接导线和元器件引脚,由铜箔构成,具有导电特性。
焊盘的形状有圆、方、八角等。

焊盘的主要参数是
焊盘尺寸
和孔径尺寸。

过孔又称为导孔,用于连接印制电路板不同板层的铜膜导线,由铜箔构成,具有导电特性。当铜膜导线走不通时,就需要打个过孔,经过过孔连接到另一个布线层。过孔有从顶层贯通到底层的经过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐藏过孔。

7字符:
能够是元器件的标号、标注或其它需要标注的内容,不具有导电特性。
8．安全间距(Clearance)
进行印制电路板图设计时,为了避免导线、过孔、焊盘及元器件间的相互干扰,必须在它们之间留出一定间隙,即安全间距(如图所示)。

9阻焊剂:
为防止焊接时焊锡溢出造成短路,需在铜膜导线上涂覆一层阻焊剂。阻焊剂只留出焊点的位置,而将铜膜导线覆盖住,不具有导电特性。

过孔
铜膜导线,其上覆盖阻焊剂
元器件符号轮廓
焊盘
字符

l PCB设计的一般流程
1 前期准备
前期准备包括元件库和原理图,并生成网络表
在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。
2 PCB结构设计
该步骤需要确定PCB板的大小、形状、层数等参数,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。
3 布局
布局就是在板子上放元件。在原理图的基础上生成网络表,之后在PCB图上导入网络表。采用元件自动布局操作,将网络报表中的元件放置到定义的PCB上。
4 布线
布线有自动布线和手动布线。自动布线只要参数设置得当,元件位置布置合理,成功率几乎达100%。当自动布线有布不通或不尽人意的地方时,再做手工调整,从而优化PCB设计。
5 布线优化和丝印
优化布线的时间一般是初次布线的时间的两倍
丝印,要注意不能被元件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。
6 网络检查、DRC检查和结构检查
7 文件保存及输出
PCB设计完成,对设计过程中产生的的各种文件和报表进行存储。根据需要,输出PCB板的布线图。
l Protel DXP PCB的启动及界面认识
1 Protel DXP PCB编辑器界面
1．菜单栏
Protel DXP PCB编辑窗口菜单栏,如图

2．工具栏
工具栏如图所示,以图标按钮形式列出了常见命令的快捷方式。用户能够根据需要对工具栏包含的命令项进行选择,还能够对摆放位置进行调整。

1)”PCB标准”工具栏:如图所示,与原理图编辑器中的标准工具栏相同,提供了常见PCB文档编辑操作按钮。

2)”实用工具”工具栏:如图所示,该工具栏每个按钮都另有下拉工具栏,分别提供不同类型的绘图工具,包括PCB设计中要用到的实用工具、调整工具、查找选择、放置尺寸、网格设置等。

3)”配线”工具栏:如图所示,提供了PCB布线常见图元放置命令。

4)”过滤器”工具栏:如图所示,根据网络、元件号或者属性等过滤参数,使符合参数设置的图元在工作区内高亮显示,而其它不符部分则变暗。

5)导航工具栏:如图所示,实现不同界面间快速跳转。

3．面板控制中心
如图所示,单击该控制中心的各个面板标签,能够使其对应的控制面板显示或隐藏。

PCB编辑环境内所有快捷菜单、工具栏都能够在主菜单栏内找到对应的控制命令。如执行”DXP”→”用户自定义”命令,在弹出的”Customizing PCB Editor”对话框中能够设置主菜单和工具栏的排列组合,设置自己熟悉的编辑界面。
4．面板
1)”Files”(文件)面板
如图7.14所示,包括了打开文档、打开项目、新建、根据存在文件新建和根据模板新建5个子菜单。
2)”Projects”(项目)面板
如图7.15所示,双击能够打开面板中各个项目。
3)”PCB”面板
如图7.16所示, PCB面板能够游览当前设计文件具体细节,还能够进入From-To编辑器和分离内电层Flit Plane编辑器。

图7.15 Projects面板

4)”Filter”(过滤器)面板
允许用户经过建立逻辑序列来生成个人需要的过滤器,准确、高效地选择、编辑多个对象。
5．坐标系统
PCB编辑器坐标系统是PCB布局、元件放置、布线的重要依据。
元件或导线等图形放置后,属性对话框中会显示其坐标值。这个坐标值就是该图形到坐标原点的距离值。系统默认的坐标原点在编辑工作区左下角。
在DXP的PCB设计环境中,提供了两种尺寸标准:公制和英制,其单位分别是mm和mil,公制和英制之间换算关系:1mil=25.4μm。二者之间还能够相互切换．其方法是:在主菜单栏中选择”查看”→”切换单位”或者按快捷键Ｑ。
当公制和英制单位在切换过程中,若想知道现在是公制还是英制状态,能够查看屏幕的左下角是mil还是mm来确认。
l 创立PCB设计文件
1 经过向导创立PCB文件
使用PCB向导创立PCB文件,能够选择各种工业标准板的轮廓,也能够自定义电路板尺寸。
创立具体步骤如下:
第1步,单击PCB工作面板
右下角的”System”按钮,弹出如
图7.17所示菜单。
在菜单中
单击”Files”,弹出如图7.18 图7.17
所示的Files面板。
图7.18
第2步,在Files面板”根据模板新建”区域,单击”PCB Board Wizard”选项,打开PCB向导,如图7.19所示。

图7.19

第3步,单击”下一步”按钮,弹出选择PCB板度量单位对话框,如图7.20所示。这里选择英制。

第4步,单击”下一步”按钮,弹出选择电路板配置文件对话框,如图7.21所示,能够设置PCB板的类型。
对话框左侧的列表框内,系统提
供了多种标准电路板的标准配
置文件,以方便用户选用。单击
其中任意一项,对话框右侧能够预览该配置PCB板示意图。
第5步,单击”下一步”按钮,弹出如图7.22所示自定义电路板对话框。
在该对话框中能够设置电路板的形状和尺寸等几何参数,还能够根据需要设置导线宽度和布线规则等。

第6步,单击”下一步”按钮,弹出选择电路板层对话框,分别设定信号层和内电层的层数,如图7.23所示。这里我们分别设定为2层。
图7.23 选择电路板层

第7步,单击”下一步”按钮,弹出如图7.24所示对话框,用来设置过孔类型。有”通孔”和”盲孔或埋过孔”两种类型。如果是双面板则应选择”通孔”,这里选择”通孔”。

图7.24 选择过孔风格

第8步,单击”下一步”按钮,弹出选择元件和布线逻辑对话框,如图7.25所示。
该对话框用于确定电路板选用的
元件是表面贴装元件为主还是通
孔元件为主,右侧为示意图。如
果是表面贴装元件选择是否要将
元件放置在电路板两面;如果是
通孔元件,则设置邻近焊盘间导线数。
第9步,单击”下一步”按钮,弹出选择默认导线和过孔尺寸对话框,如图7.26所示。
设置PCB板的最小导线
尺寸、过孔尺寸及导线
之间的间距。图示为默
认设置。
第10步,单击”下一步”按钮,弹出如图7.27所示PCB板向导完成画面。

第11步,单击”完成”按钮,系统生成一个默认名为”PCB1.PcbDoc”的文件,同时进入了PCB编辑环境,在工作区内显示PCB1板轮廓,如图7.28所示。

最后将文件保存并重命名,至此,完成了新建PCB文件。
练习:
1、
(1)利用PCB向导建立一个PCB文件,命名 为PCBSJ.PcbDoc
(2)印刷板尺寸为3500mil×3000mil,采用双面电路板,采用插针式元件,布线边界与板边界距离为100mil.最小导线尺寸10mil,最小过孔宽45mil,最小过孔孔径30mil,导线间的最小间距10mil。
2、利用PCB向导建立一个PCB文件,命名 为练习.PcbDoc,为76.2mm×65mm, 布线边界与板边界距离为1.54mm.最小导线尺寸1.3mm,最小过孔宽1.5mm,最小过孔孔径0.8mm,导线间的最小间距1.54mm。
l 任务五 PCB板层
1 板层的类型
PCB板包括多种类型的层面,如信号层、内部电源/接地层、机械层、屏蔽层、丝印层等,每一层作用各不相同。
l 1、信号层(Singal Layers)
有32个信号层,用于放置与信号有关的电气元素。包括顶层板层(Top Layer)、底层板层(Bottom Layer)和30个中间板层(Mid Layer)。顶层和底层放置元件和布线,中间30层布置信号线。
l 2．内部电源/接地层(Internal Planes)
内部电源/接地层也称为内电层,有16个内部电源层,一般放置电源(VCC、VDD)或接地(GND)信号线。
l 3．机械层(Mechanical Layers)
系统提供了16个机械层,用来放置电路板在制造或组合时所需要的边框和标注尺寸,一般只需要一个机械层。
l 4．屏蔽层(Mask Layers)
屏蔽层是阻焊层(Solder Mask )和助焊层(Paste Mask)的统称。包括顶层阻焊层、底层阻焊层、顶层助焊层和底层助焊层4个层。阻焊层主要用于在焊盘和过孔周围设置保护区。助焊层即锡膏防护层,主要用于为光绘和丝印屏蔽工艺,提供与有表面贴装器件的印制板之间的焊接粘贴,无表面贴装器件时不需要使用该层。
l 5．丝印层(Silkscreen Layers
丝印层包括顶层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层(Bottom Overlay)。主要用于绘制元件的外形轮廓,放置说明文字、PCB版本、公司名称等。
l 6．多层(Multi Layer)
多层用于显示焊盘和过孔
l 8．禁止布线层(Keep Out Layer)
禁止布线层用于定义在电路板上能够有效放置元器件和布线的区域,主要用于PCB设计中的自动布局和自动布线。
l 9．其它层
其它层包括放置焊盘、过孔及布线区域所用到的层,有钻孔向导图层、禁止布线层、钻孔统计图层和多任务层。
l 10．系统颜色层
系统使用的某些辅助设计的显示色,以层的形式出现,但不对制板产生影响。
2 PCB编辑器的参数设置
1)栅格、单位等参数设置
l 在”Board Options”对话框中设置
执行菜单命令”Design”→”Board Options”或在PCB文件的工作窗口单击鼠标右键,在快捷菜单中选择”Options”→”Board Options”,系统弹出”Board Options”对话框,如图

(1)单位设置。在”Measurement Unit”区域中进行单位设置。
PCB文件中共有两种单位,即Imperial(英制)和Metric(公制),单击Unit右侧的下拉按钮,从中进行选择。
PCB文件的当前单位可在屏幕左下角的状态栏中显示出来,如图所示。

l 2)栅格类型设置。在”Visible Grid”区域的”Markers”中进行设置。
PCB文件中共有两种栅格类型,即Lines(线状)和Dots(点状)。用鼠标左键单击”Markers”右侧的下拉按钮,从中进行选择。
(3)显示栅格设置。在”Visible Grid”区域的”Grid 1”和”Grid 2”中进行设置,注意要分别设置X和Y值。
(4)捕获栅格设置。在”Snap Grid”区域中进行设置。要分别设置注意X和Y值。
l PCB设计的基本操作
1 放置元件封装
1．放置元件封装步骤
第1步,执行”放置”→”元件”命令或单击”配线”工具栏
按钮,弹出”放置元件”对话框,
如图7.40所示

在”放置类型”栏选择单选按
钮”封装”;”封装”栏直接填
写要放置的封装名称,也能够单击该栏后面的按钮,在弹出的图7.41所示”库浏览”对话框中浏览所有当前可用的PCB库文件,从中选择合适的元件封装。

第2步,选取元件封装后,单击”确认”按钮,光标变成十字状而且粘附着选择好的元件封装。
第3步,移动光标到合适位置,单击完成一个元件封装的放置。
放置完毕,双击鼠标右键,退出命令状态。
放置元件封装也能够经过如图7.42所示的
元件库面板。选定元件后,在元件路径栏内
双击元件代号,或者单击右上角的
”Place AXIAL-0.3”按钮,即可放置指定元件。此处选择了电阻封装,因而按钮上显示了AXIAL-0.3。
2．改变元件封装属性
在放置元件封装状态时按Tab键,或双击已放置的元件封装,弹出如图7.43所示元件属性对话框。
该对话框内各区域参数含义和功能如下:
1) ”元件属性”区域:设置元件封装所在的板层、旋转角度、坐标、类型、高度以及是否锁定元件封装的结构等。
2) ”标识符”区域:设置标识符的文本内容和格式。栏目内所涉及到的各项参数均可根据需要进行改动。
3) ”注释”区域:设置注释的文本内容和格式。每项的含义与”标识符”区域中的设置含义完全相同。
4) ”封装”区域:显示当前封装名称、库文件等描述信息。单击名称栏右侧的”…”按钮,可进入库游览对话框,选择新的文件封装。注意新的封装形式要具有和原封装兼容的引脚数。
5) ”原理图参考信息”区域:包含了与该PCB封装对应原理图元件的相关信息,如元件的标识符、原理图层次路径等。”惟一ID”:该ID号提供了原理图元件和PCB图封装之间一一对应的链接关系。该信息在PCB同步仿真的时候要用到。设计者一般不要手动修改这个ID号,如果要修改该链接信息,能够点击”项目管理”→”元件链接”,在弹出的”Edit Component Links between Schematic Document and PCB Document”(修改原理图和PCB图之间的元件链接)对话框中进行修改。
2 放置导线
1．放置导线步骤
第1步,执行”放置”→”交互式布线”命令光标变成十字状。
第2步,单击鼠标左键或者按回车键,确定起点。在以焊盘、导线等实体为起始端画线时,十字光标放置在合适的位置时会出现一个八角形亮环,表明光标处于焊盘中心或线段端点,这时能够单击鼠标确定起点,如图7.45所示。
第3步,拖动鼠标,在拐角处单击
鼠标或按回车键,确定当前线段的
终点,同时也作为下一段线的
起始点,如图7.46所示。

第4步,此时光标仍为
十字状,即处于导线放置状态,可在新的起点继续点击放置导线。单击鼠标右键或者按ESC键退出。
3．导线的修改和调整
修改和调整导线之前需要先选中导线,
选取后的导线会在两端和中间出现如
图7.46所示的三个操控点,同时颜色也发
生变化。
1） 导线的平移。将光标放在已经选取的导线上,在除了三个操控点之外的任意位置上,光标都会变成四个方向箭头的十字光标,如图7.47所示,此时按下左键不放,移动鼠标,就能够向四个方向中任一方向平移导线。在移动中能够使导线镜像或翻转。
2)导线的调整。
光标放在导线两端操控点上时,光标变成水平方向的双箭头形状,如图7.48所示,此时按下鼠标左键能够调整导线端点的位置。
光标放在导线中间操控点上时,光标变成垂直方向的双箭头形状,如图7.49所示,此时按下鼠标左键能够在垂直方向上调整导线,两端点不变。
3)导线旋转或镜像。按空格键能够逆时针旋转导线,按Shift+空格键则顺时针旋转。旋转角度在优先设定中设置。按X键和Y键使导线分别沿X轴和Y轴镜像翻转。按L键使导线镜像跳到板子的另一面,即从顶层跳到底层或从底层跳到顶层。在放置状态下,按Shift+空格键,能够改变画线模式,对导线拐角的处理是圆弧或者直线进行切换。
4．导线属性设置
在导线放置状态下按Tab键,弹出如图7.50所示”交互式布线”对话框。
在该对话框内,能够设置导线宽度、所在层面、过孔直径和过孔孔径等。若设置参数超出了布线规则的规定范围,系统仍以原有参数布线。
导线的属性修改还能够在”导线”对话框中进行。双击已放置的导线或在布线状态按Tab键,弹出如图7.51所示”导线”属性对话框。
在该对话框中,能够设置导线的宽度、起始坐标、终止坐标、层面、网络等特性,并设定是否锁定导线位置,是否具有禁止布线区等。如果选中”锁定”复选框,在电路板上移动该导线时,将会出现提示对话框。如果用户真想移动该导线,单击”YES”按钮,就能够移动该导线了。
3 放置焊盘
1、放置焊盘步骤
第1步,执行”放置”→”焊盘”命令或单击放置工具栏内
按钮,光标变成带有焊盘图形的十字状
第2步,在需要放置焊盘处单击鼠标即完成一个焊盘的放置。移动鼠标到新的位置,能够继续放置另一个焊盘,如图7.52所示。
第3步,单击鼠标右键或按Esc键,退出焊盘放置状态。
按数字键盘上的*键能够在所有信号层间切换焊盘放置的层面;按+、-键能够在所有有效层之间切换焊盘放置的层。
2、设置焊盘属性
第1步,在焊盘放置状态按Tab键或双击已放置的焊盘,弹出如图7.53所示”焊盘”属性对话框。
(对于穿过式焊盘,选多层,对于贴片焊盘选Top-Layer或Bottom-Layer)

第2步,在该对话框中,能够设置焊盘的标识符、尺寸、形状、所在的层、位置以及电气类型等参数。
第3步,设置完成,单击”确认”按钮,完成焊盘属性设置
4 放置过孔
1．放置过孔步骤
第1步,执行”放置”→”过孔”命令或单击”配线”工具栏
按钮,光标变成带有过孔图形的十字状
第2步,在合适位置单击鼠标,放置一个过孔。
第3步,移动光标到新的位置,能够继续单击鼠标放置过孔。
第4步,单击鼠标右键或按Esc键,退出放置状态。
在放置自由过孔时,按数字键盘上的*、+、-键能够切换过孔放置的层。
2． 过孔属性设置
第1步,在过孔放置状态按Tab键,或双击已放置的过孔,弹出如图7.54所示”过孔”属性对话框。
第2步,在该对话框中设置过孔的通孔直径、坐标、网络、起始层和结束层等。
第3步,设置完成,单击”确认”按钮,完成过孔属性设置。
知识5 放置字符串
1．放置字符串步骤
第1步,执行”放置”→”字符串”命令,或在”配线”工具栏上单击按钮”A”,光标变成十字状且悬浮字符串”String”。
第2步,将光标移到合适位置单击,即可放置字符串”String”。
2．字符串属性设置
在放置字符串状态按”Tab”键,或者双击已放置好的字符串,弹出如图7.55所示”字符串”对话框。
在该对话框中能够设置字符串高度、线型宽度、旋转角度、坐标位置、文本字体及所在板层等。
3．编辑字符串位置
字符串位置能够移动、旋转。字符串移动操作和其它组件相同,旋转能够在”字符串”对话框中手工输入旋转角度,也能够用鼠标进行旋转 。
鼠标操作步骤如下
第1步,放置一个如图7.56所示字符串。
第2步,单击选择字符串,在字符串右下角出现一个小正方形,如图7.57所示。
第3步,将光标移到字符串右下角的正方形上,光标变成垂直方向两个箭头的光标,按住鼠标左键不放,光标在字符串的右下角变为十字形状,同时字符串左下角有一个十字标记,如图7.58所示。
第4步,移动光标,字符串便以左下角的十字标记为圆心旋转,如图7.59所示。
第5步,在适当角度松开左键,完成字符串的旋转。
如果要进行90º旋转,只需按住鼠标左键不放,按空格键即可,如图7.60所示。
知识6 放置坐标
所谓坐标值,是指当前点到坐标参考原点的距离(X、Y)。
1．放置坐标步骤
第1步,执行”放置”→”坐标”命令,或在”实用工具” 栏单击 中的按钮,光标变成十字状,且浮动着坐标。
第2步,在合适位置单击鼠标左键放置坐标,如图7.61所示。

第3步,在工作区单击鼠标右键,退出坐标放置。
2．坐标属性设置
第1步,在放置状态下按Tab键,或者双击已放置的坐标,弹出如图7.62所示”坐标”对话框。
第2步,在该对话框中设置坐标文字的高度和线型宽度、坐标指示十字符号的线宽和大小、坐标指示十字符号的坐标位置、坐标文字所在层以及单位样式等。
”单位样式”选项设置坐标的单位显示形式,共有None、Normal和Brackets三种,分别如图7.63、7.64、7.65所示。
知识7 放置尺寸标注
在设计印制电路板时,经常需要标注某些尺寸,以方便后续设计或制造。
1．放置尺寸标注步骤
第1步,执行”放置”→”尺寸”→”尺寸标注” ,或在”实用工具”工具栏单击尺寸标注按钮,光标变成十字形状,且浮动着两个相正确箭头,如图7.66所示。
第2步,将鼠标移到合适位置,单击确定标注的起点。
第3步,移动光标到合适位置后,再单击确定标注的终点,完成放置一个尺寸标注。
第4步,系统仍处于放置尺寸标注状态,能够继续放置下一个。
第5步,放置完毕后,单击鼠标右键退出放置尺寸标注命令。
练习1
在设计PCB过程中,有时需要的元件封装在封装库中找不到,而新建一个封装又比较麻烦,此时能够直接在PCB上更改元件封装,。
例如:我们需要一个如图封装,但在封装库中找不到,这是我们能够找一个相近的进行修改如下图:

练习:将左边的封装改为右边的封装

l 加载元件封装库和网络表
1、对设计好的PCB设置原点。
执行菜单命令”Edit”→”Origin”→”Set”或在”Utilities”工具栏中用鼠标左键单击”Set Origin(设置当前原点)”图标,如图
2、加载元件封装库
对于PCB图而言,原理图实际上包括网络和元件封装两种信息,即各种元件的电路连接情况和物理封装形式。
系统在启动PCB编辑器时已自动加载了Miscellaneous Devices.IntLib和MiscellaneousConnectors.IntLib两个集成库,其中包含了最常见的元件封装。但有时还需要加载其它元件封装库,或者创立新的元件封装库,以便调用元件封装
加载元件封装库的操作步骤如下:
第1步,执行”设计”→”追加/删除库文件”命令,或者单击元件库浏览器中的”元件库”按钮,弹出如图8.1所示”可用元件库”对话框。

第2步,在该对话框的”项目”选项卡中,单击”加元件库[A]”按钮,弹出”打开”对话框,如图8.2所示。

第3步,在”文件类型”编辑栏中选择”*.PcbLIB”,找到需要加载的元件封装库文件,如”BGA(1mm Pitch,Square1)”。
第4步,单击”打开”按钮,所选择的库文件自动添加到可用项目元件库列表中,如图8.3所示。

第5步,关闭该对话框,被加载的库自动加载到元件库浏览器的库列表中,在下拉列表中选择激活所加载的库,如图8.4所示,选择希望放置的元件封装,单击”Place”按钮放置。
3、加载网络表和元件
网络表与元件的加载过程实际上就是将原理图中的数据装入到PCB的过程。
1．准备工作
第1步,在工程项目下建立原理图文件和PCB文件,文件名分别为”小信号.SchDoc”和”小信号.PcbDoc”,并规划好PCB板边界。原理图为如图8.5所示单级小信号放大电路。
第2步,原理图文件编辑器内,执行”项目管理”→”Compile Document 小信号.SCHDOC”命令,对原理图文件进行编译。
第3步,执行”设计”→”文档的网络表”→”Protel”命令,系统生成Protel格式的网络表,并依照原理图自动命名为”小信号.NET”,加入到当前项目的生成文件夹内。
2．加载网络表和元件更新PCB文件
第1步,打开原有文件”小信号.SchDoc” 图8.6
第2步,打开已经创立的”小信号.PcbDoc”PCB文件
第3步,在原理图编辑器环境下,执行”设计”→”Update PCB Document小信号.PCBDOC”命令。弹出”工程变化订单”对话框,如图8.6所示。
第4步,单击”使变化生效”按钮,系统自动检查各项变化是否正确有效,但不执行到PCB图中。所有正确的更新对象,在检查栏内将显示”√”符号,否则显示”ⅹ”符号。
第5步,单击”执行变化”按钮,接受工作变化顺序,将网络表和元件封装添加到PCB编辑器中,如图8.7 所示。
注意:
1。如果”工程变化订单”存在错误,或没有装载元件封装库,则装载都不会成功。
2。此时加载的网络表和元件并不在规划好的PCB板边界之内。因此,加载网络表和元件之后,有时却看不到自动生成的元件,这时只需按几次PageDown键,将画面缩小就能看到摆放完毕的元件。
l 元器件自动布局
要求:绘制如图7-1-1所示的原理图,利用自动布局、自动布线方法将其转换为双面印制电路板图。
电路板尺寸:宽 mil,高1200mil。
1、执行菜单命令”Tools”→”Component Placement”→”Auto Placer”,弹出”Auto Place(自动布局方式设置)”对话框,如图

(1)Cluster Placer:群集式布局方式。
(2)Statistical Placer:统计式布局方式。
本例中的元器件数目很少,因此选择群集式布局方式,如上图所示。 下图显示选中”Quick Component Placement”复选框进行快速布局后的群集式布局结果。
2、手工调整布局
调整布局的两个基本原则:
•就近原则:元器件之间的连线最短。
•信号流原则:按信号流向布放元器件,以避免输入、输出、高低电平部分交叉成环。

3、自动布线规则介绍
执行菜单命令”Design”→”Rules”系统弹出”PCB Rules and Constraints Editor”对话框,多数规则都在对话框左侧窗口中的”Routing”目录下,如图所示。
A．与布线有关的设计规则
1)Width(布线宽度)规则
该规则用于设置布线时的导线宽度。能够设置不同网络、不同对象的布线宽度。
2)Routing Topology(布线的拓扑结构)规则
该规则用于设置由飞线生成的拓扑结构。
3)Routing Priority(布线优先级)规则
该规则用于设置各布线网络的优先级(布线的先后顺序)。
4)Routing Layers(布线工作层)规则
该规则用于设置布线的工作层。
5)Routing Corners(布线拐角模式)规则
该规则主要用于设置布线时拐角的形状、拐角走线垂直距离的最小值和最大值。
6)Routing Via Style(过孔类型)规则
该规则用于设置过孔的外径(Diameter)和内径(Hole Size)的尺寸。
7)Fanout Control(扇出式布线)规则
该规则用于设置扇出式导线的形状、方向及焊盘、过孔的放置等。