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1、第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5.1原理图到印制板原理图到印制板5.2设置工作层设置工作层5.3元件布局操作元件布局操作5.4布线及布线规则布线及布线规则5.5信号完整性分析信号完整性分析5.6打打印印输输出出第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5.1原理图到印制板原理图到印制板印制板编辑、设计是电子设计自动化印制板编辑、设计是电子设计自动化（EDA）最后的也是最关键的环节。最后的也是最关键的环节。对于同一电路系统来说，原理图中元器件电对于同一电路系统来说，原理图中元器件电气连接与印制板中元器件连接
2、关系应完全同。气连接与印制板中元器件连接关系应完全同。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例完成了原理图编辑后，在完成了原理图编辑后，在Protel99中，如何将中，如何将原理图中元件的电气连接关系原理图中元件的电气连接关系转化转化为印制板中元为印制板中元件的连接关系？件的连接关系？可通过如下方法之一实现原理图到印制板图的转换。可通过如下方法之一实现原理图到印制板图的转换。必须在原理图的编辑过程中输入元件的封装形式必须在原理图的编辑过程中输入元件的封装形式!第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在在原原理理图图编编辑辑状状态态下下，执执行行“Design”菜菜单
3、单下下的的“CreateNetlist”命令，命令，生生成成含含有有原原理理图图元元件件电电气气连连接接关关系系信信息息的的网网络络表表文文件（件（.net），），然后将网络文件装入然后将网络文件装入PCB文件中。文件中。这这是是Protel98及及更更低低版版本本环环境境下下，原原理理图图文文件件与与印印制制板板文件之间连接的纽带，文件之间连接的纽带，Protel99依然保留这一功能。依然保留这一功能。(1)通过通过“网络表网络表”文件生成印制板文件。文件生成印制板文件。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在在Protel99原原理理图图编编辑辑状状态态下下，执执行行“De
4、sign”菜菜单单下的下的“UpdatePCB”（更新更新PCB）命令）命令生生成成或或更更新新PCB文文件件，并并把把原原理理图图中中的的元元件件封封装装图及电气连接关系数据传送到图及电气连接关系数据传送到PCB文件中。文件中。Protel99原原理理图图文文件件（.sch）与与印印制制板板文文件件（.pcb）具有动态同步更新功能。具有动态同步更新功能。(2)通过通过“更新更新”方式生成方式生成PCB文件。文件。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在编辑印制板前，必须先编辑好原理图文件在编辑印制板前，必须先编辑好原理图文件。1.通过通过“更新更新”方式生成方式生成PCB文件
5、文件在在原原理理图图编编辑辑状状态态，执执行行“Design”菜菜单单下下的的“UpdatePCB”命令，生成相应的命令，生成相应的PCB文件。文件。首首次次执执行行更更新新PCB命命令令时时，将将给给出出如如图图5-1所所示示的的提示信息。提示信息。5.1.1通过通过“更新更新”方式生成方式生成PCB文件文件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-1首次执行更新首次执行更新PCB命令弹出的设置窗命令弹出的设置窗选择选择“I/O端端口、网络标号口、网络标号”连接范围连接范围更新更新PCB图图中元件封装中元件封装删除原理图中删除原理图中没有连接的孤没有连接的孤立元件立元件第
6、第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例根根据据原原理理图图结结构构，选选择择“I/O端端口口、网网络络标标号号”连接范围：连接范围：对于单张电原理图来说对于单张电原理图来说，可以选择：，可以选择：“SheetSymbol/PortConnections”“NetLabelsandPortGlobal”或或“OnlyPortGlobal”方式中的方式中的任一种任一种。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 对对于于含含有有多多张张原原理理图图的的层层次次电电路路结结构构原原理理图来说：图来说：如果在在整整个个设设计计项项目目（.prj）中中，只只用用方方块块电电路路
7、I/O端端口口表表示示上上、下下层层电电路路之之间间的的连连接接关关 系系，则 将“Connectivity”设 为 SheetSymbol/PortConnections。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如果网网络络标标号号及及I/O端端口口在在整整个个设设计计项项目目内内有效有效：即即不不同同子子电电路路中中所所有有网网络络标标号号、I/O端端口口相相同同 的的 节节 点点 均均 认认 为为 电电 气气 上上 相相 连连，则则 将将“Connectivity”设设 为为 Net Labels and PortGlobal。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板
8、设计举例如果I/O端口在整个设计项目内有效，而网络端口在整个设计项目内有效，而网络标号只在子电路图内有效标号只在子电路图内有效：即在原理图编辑过程中，严格遵守同一设计项目中不同子电路图之间只通过I/O端口相连，不通过网络标号连接，即网络标号只表示同一电路图内节点之间的连接关系时，则将“Connectivity”设为OnlyPortGlobal。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例单单击击“Change”标标签签（或或单单击击“PreviewChange”按按钮钮），观观察察更更新新后后的的改改变变情情况况，如如图图5-2所示。所示。2.预览更新情况预览更新情况第第5章章双面印
9、制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-2更新信息更新信息第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例查看错误列表窗口内将给出错误原因；查看错误列表窗口内将给出错误原因；分分析析错错误误列列表表窗窗口口内内的的提提示示信信息息，找找出出出出错原因；错原因；并按下并按下“Cancel”按钮，放弃更新；按钮，放弃更新；返返回回原原理理图图编编辑辑状状态态，更更正正后后再再执执行行更更新新操操作作，直直到到更更新新信信息息列列表表窗窗内内没没有有报报告告出出错错为为止。止。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-3原理图不正确时的更新信息原理图不正确时的更新信息
10、第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例Componentnotfound（没有元件发现），原因是原理没有元件发现），原因是原理图中指定的元件封装形式在封装图形库文件图中指定的元件封装形式在封装图形库文件(.lib)中没有中没有找到。找到。Nodenotfound（没有发现焊盘），原因可能是元件没有发现焊盘），原因可能是元件电气图形符号引脚编号与元件封装图引脚编号不一致。电气图形符号引脚编号与元件封装图引脚编号不一致。FootprintXXnotfoundinLibrary（元件封装图形元件封装图形库中没有库中没有XX封装形式），原因是元件封装图形库文件列封装形式），原因是元件封
11、装图形库文件列表中没有对应元件的封装图表中没有对应元件的封装图.常见的出错信息、原因以及处理方式如下：常见的出错信息、原因以及处理方式如下：第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例当当“更更新新信信息息”列列表表窗窗内内没没有有错错误误提提示示时时，即即可可单单击击“Execute”（执执行行）按按钮钮，更更新新PCB文件文件。3.执行更新执行更新如果不检查错误，就立即单击如果不检查错误，就立即单击“Execute”按钮，则当原理图存在错误时，按钮，则当原理图存在错误时，将给出如图将给出如图5-4所示的提示信息。所示的提示信息。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举
12、例图图5-4原理图存在缺陷不能更新时的提示原理图存在缺陷不能更新时的提示第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如如果果原原理理图图所所在在文文件件夹夹下下没没有有PCB文文件件，则则将将自自动动产产生生一个新的一个新的PCB文件（文件名与原理图文件相同；文件（文件名与原理图文件相同；如如果果当当前前文文件件夹夹下下已已存存在在一一个个PCB文文件件，将将更更新新该该PCB文文件件，使使原原理理图图内内元元件件电电气气连连接接关关系系、封封装装形形式式等等与与PCB文文件一致（更新后不改变未修改部分的连线）。件一致（更新后不改变未修改部分的连线）。因因此此，在在Protel99中
13、中，通通过过“更更新新”操操作作，使使原原理理图图文文件（件（.sch）与印制板文件（与印制板文件（.pcb）保持一致保持一致。执行执行“Design”菜单下的菜单下的“UpdatePCB”命令命令后后第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-5通过通过“更新更新”命令自动生成的命令自动生成的PCB文件文件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-6选择需要更新的选择需要更新的PCB文件文件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-7自动装入了元件封装图自动装入了元件封装图第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例根根据据
14、印印制制板板形形状状及及大大小小，在在禁禁止止布布线线层层（KeepOutLayer）内内，用用“导导线线”、“圆圆弧弧”等等工工具具画画出出一一个个封封闭闭的的图图形形，作作为为印印制制电电路路板板布布线区。线区。4.在禁止布线层内设置布线区在禁止布线层内设置布线区第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在在禁禁止止布布线线层层内内绘绘制制印印制制电电路路板板布布线线区区边边框的操作过程如下：框的操作过程如下：(1)单单击击印印制制板板编编辑辑区区下下边边框框的的“KeepOut”按钮，切换到禁止布线层。按钮，切换到禁止布线层。(2)在在禁禁止止布布线线层层内内绘绘制制布布线线
15、区区边边框框时时，单单击击“导导线线”工工具具后后，原原则则上上即即可可不不断断重重复复“单单击击移移动动”的的操操作作方方式式画画出出一一个个封封闭闭多多边边形形框。框。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例可采用如下步骤进行：可采用如下步骤进行：单击单击“放置放置”工具栏中的工具栏中的“导线导线”工具工具。在禁止布线层内，先分别画出四条直线段，如图在禁止布线层内，先分别画出四条直线段，如图5-8所示，这时可以暂时不必关心其准确位置和长度。所示，这时可以暂时不必关心其准确位置和长度。怎样精确定位电路板边框直线长度和位置？怎样精确定位电路板边框直线长度和位置？第第5章章双面印制
16、电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-8画出四条直线画出四条直线第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例单击单击“放置放置”工具栏内的工具栏内的“设置原点设置原点”工具工具（或执行“Edit”菜单下的“OriginSet”命令），将光标移到绘图区内适当位置，并单击鼠标左键，设置绘图区原点设置绘图区原点。将将鼠鼠标标移移到到直直线线上上，双双击击左左键键，进进入入“导导线线”选选项项属属性性设设置置窗窗，修修改改直直线线段段的的起起点点和和终终点坐标，如图点坐标，如图5-9所示，然后单击所示，然后单击“OK”按钮。按钮。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图
17、图5-9修改直线选项属性设置窗修改直线选项属性设置窗第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例用用同同样样操操作作方方法法修修改改另另外外三三条条边边框框（上上边边框框及及左左右右边边框框）的的起起点点和和终终点点坐坐标标后后，即即可可获获得得一个封闭的矩形框，如图一个封闭的矩形框，如图5-10所示。所示。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-10修改四条直线段起点和终点坐标后获得的矩形框修改四条直线段起点和终点坐标后获得的矩形框第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例可可用用手手工工方方法法将将如如图图5-10所所示示的的每每一一元元件件的的
18、封封装装图图逐逐一一移移到到布布线线区区内内（当当然然，在在移移动动过过程程中中，必要时可旋转元件方向）；必要时可旋转元件方向）；也也可可以以使使用用“自自动动布布局局”命命令令，将将元元件件封封装装图移到布线区。图移到布线区。怎样分离重叠在一起的元件？怎样分离重叠在一起的元件？第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例通过“自自动动布布局局”命令，将布线框内重叠在一起的元件彼此分开，以便浏览和手工预布局（这这一一操操作作的的目目的的仅仅仅仅是是为为了了使使重重叠叠在在一一起起的的元元件件彼彼此此分分离离，无无须须设置自动布局参数设置自动布局参数）。操作过程如下：操作过程如下：(1
19、)执执行行“Tools”菜菜单单下下的的“AutoPlace”（自自动布局）命令。动布局）命令。(2)在如图在如图5-16所示的自动方式窗口内，分别选择所示的自动方式窗口内，分别选择菊花链状方式和快速放置方式。菊花链状方式和快速放置方式。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-16设置自动布局方式设置自动布局方式第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-17执行执行“自动布局自动布局”后重叠在一起的元件已彼此分后重叠在一起的元件已彼此分离离第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5.2设置工作层设置工作层执行执行“Design”菜单下的菜
20、单下的“UpdatePCB”命令命令（或执行（或执行“File”菜单下的菜单下的“New”命令）生成的命令）生成的PCB文件，仅自动打开了文件，仅自动打开了Top（元件面）、元件面）、Bottom（焊锡面）、焊锡面）、KeepOut（禁止布线层）、禁止布线层）、Mech1（机机械层械层1）及）及Multi（多层重叠）。多层重叠）。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例执执行行“Design”菜菜单单下下的的“Options”命命令令，并并在在弹弹出出的的“Document Options”(文文档档选选项项)窗窗内内，单单击击“Layers”标签，在如图标签，在如图5-5所示的
21、窗口选择工作层。所示的窗口选择工作层。由由于于是是双双面面板板，只只需需选选择择信信号号层层中中的的“Top”（顶顶层层，即即元元件件面面）、“Bottom”（底底层层，即即焊焊锡锡面面），关闭中间信号层。关闭中间信号层。双面电路板的工作层选择操作过程：双面电路板的工作层选择操作过程：第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例为为了了降降低低PCB生生产产成成本本，只只在在元元件件面面上上设设置置丝丝印印层层（除除非非有有特特殊殊要要求求）。因因此此，在在“Silkscreen”选选项项框框内内，只选择只选择“Top”。假假设设所所有有元元件件均均采采用用传传统统穿穿通通式式安安置
22、置方方式式，没没有有使使用用贴片式元件，因此也就不用贴片式元件，因此也就不用“PasteMask”（焊锡膏）层。焊锡膏）层。打打开开阻阻焊焊层层选选项项框框的的“Bottom”（底底层层）和和“Top”（顶层），即两面都要上阻焊漆。顶层），即两面都要上阻焊漆。在在“Systems”选选项项框框内内，选选中中“Conne”（元元件件连连接接关关系系）复复选选项项，以以便便在在PCB编编辑辑区区内内显显示示出出表表示示元元件件电电气气连连接接关关系系的的“飞飞线线”，因因为为在在手手工工调调整整布布局局时时，通通过过“飞飞线线”即可直观地判断是否需要旋转元件方向。即可直观地判断是否需要旋转元件方向
23、。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例同同时时也也要要选选择择“DRCError”（设设计计规规则则检检查查）复复选选项项，这这样样在在移移动动元元件件、印印制制导导线线、焊焊盘盘、过过孔孔等等操操作作过过程程中中，当当两两个个导导电电图图形形（印印制制导导线线、焊焊盘盘或或过过孔孔）间间距距小小于于设设定定值值时时，与与这这两两个个节节点点相相连连的的导导线线、焊焊盘盘等等显示为绿色显示为绿色，提示这两个导电图形间距不够。，提示这两个导电图形间距不够。单单击击图图5-5中中的的“Options”标标签签，选选择择可可视视栅栅格格大大小小（一一般般设设为为20mil）、形形状
24、状（线线条条）以以及及格格点点锁锁定定距距离离（一一般般设设为为10mil），然然后后单单击击“OK”按按钮钮，关关闭闭“DocumentOptions”（文档选项）设置窗。文档选项）设置窗。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例如图：双面电路板的工作层选择如图：双面电路板的工作层选择第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5.3元件布局操作元件布局操作5.3.1元件布局过程及要求元件布局过程及要求1.布局过程布局过程对于一个元件数目多、连线复杂的印制板来说，对于一个元件数目多、连线复杂的印制板来说，全依靠手工方式完成元件布局耗时多，效果还不一定全依靠手工方式完成
25、元件布局耗时多，效果还不一定好（主要是连线未必最短），而采用好（主要是连线未必最短），而采用“自动布局自动布局”方方式，连线可能最短，但又未必满足电磁兼容要求。式，连线可能最短，但又未必满足电磁兼容要求。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例因此一般先按印制板元件布局规则，因此一般先按印制板元件布局规则，先用手工方式先用手工方式放置好核心元件、输入放置好核心元件、输入/输出信号处理芯片、对干扰敏输出信号处理芯片、对干扰敏感元件以及发热量大的功率元件感元件以及发热量大的功率元件；然后再使用然后再使用“自动布局自动布局”命令，放置剩余元件，命令，放置剩余元件，最后再用手工方式对印制
26、板上个别元件位置做进一步最后再用手工方式对印制板上个别元件位置做进一步调整。调整。总之，总之，印制板元件布局对电路性能影响很大印制板元件布局对电路性能影响很大。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例印制板元件布局元件位置安排的一般原则：印制板元件布局元件位置安排的一般原则：(1)在在PCB设设计计中中，如如果果电电路路系系统统同同时时存存在在数数字字电电路路、模模拟拟电电路路以以及及大大电电流流电电路路，则则必必须须分分开开布布局局，使使各各系系统之间耦合达到最小。统之间耦合达到最小。(2)元元件件离离印印制制板板边边框框的的最最小小距距离离必必须须大大于于2mm，如如果印制板
27、安装空间允许，最好保留果印制板安装空间允许，最好保留510mm。2.元件布局原则元件布局原则第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(3)元件放置方向。在印制板上，元件只能沿水平元件放置方向。在印制板上，元件只能沿水平和垂直两个方向排列，否则不利于插件。和垂直两个方向排列，否则不利于插件。(4)元元件件间间距距。对对于于中中等等密密度度印印制制板板、小小元元件件，如如小小功功率率电电阻阻、电电容容、二二极极管管、三三极极管管等等分分立立元元件件彼彼此此的的间间距与插件、焊接工艺有关：距与插件、焊接工艺有关：第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例当采用自动插件和波峰
28、焊接工艺时，元件之间的最小距当采用自动插件和波峰焊接工艺时，元件之间的最小距离可以取离可以取50100mil（即即1.272.54mm）；）；而当采用手工插件或手工焊接时，元件间距要大一些，而当采用手工插件或手工焊接时，元件间距要大一些，如取如取100mil或以上，否则会因元件排列过于紧密，给插件、或以上，否则会因元件排列过于紧密，给插件、焊接操作带来不便。焊接操作带来不便。大尺寸元件，如集成电路芯片，元件间距一般为大尺寸元件，如集成电路芯片，元件间距一般为100150mil。对于高密度印制板，可适当减小元件间距。对于高密度印制板，可适当减小元件间距。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电
29、路板设计举例(5)热敏元件要尽量远离大功率元件热敏元件要尽量远离大功率元件。(6)电路板上重量较大的元件应尽量靠近电路板上重量较大的元件应尽量靠近印制电路板支撑点，使印制板电路板翘曲度降印制电路板支撑点，使印制板电路板翘曲度降至最小。至最小。(7)对于需要调节的元件，如电位器、微对于需要调节的元件，如电位器、微调电阻、可调电感等的安装位置应充分考虑整调电阻、可调电感等的安装位置应充分考虑整机结构要求。机结构要求。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(8)在布局时在布局时IC去耦电容要尽量靠近去耦电容要尽量靠近IC芯片的电源和地芯片的电源和地线引脚线引脚，否则滤波效果会变差。，
30、否则滤波效果会变差。(9)时钟电路元件应尽量靠近时钟电路元件应尽量靠近CPU时钟引脚时钟引脚。数字电路，尤其是单片机控制系统中的时钟电路，数字电路，尤其是单片机控制系统中的时钟电路，最容易产生电磁辐射，干扰系统其他元器件。最容易产生电磁辐射，干扰系统其他元器件。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例1、按按元元件件布布局局一一般般规规则则，用用手手工工方方式式安安排排并并固固定定核核心心元元件件、输输入入信信号号处处理理芯芯片片、输输出出信信号号驱驱动动芯芯片片、大大功功率率元元件件、热热敏敏元元件件、数数字字IC去去耦耦电电容容、电电源源滤滤波波电电容容、时时钟钟电电路路元元
31、件件等等的的位置，为自动布局做准备。位置，为自动布局做准备。5.3.2手工预布局手工预布局第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例执执行行“View”菜菜单单下下的的“ConnectionsShowAll”命令，显示所有飞线。命令，显示所有飞线。借借助助“飞飞线线”，利利用用移移动动、旋旋转转等等操操作作方方法法，对对图图5-23中中的的元元件件放放置置位位置置做做进进一一步步调调节节，使使飞线交叉尽可能少。飞线交叉尽可能少。2、进一步细调放置位置有特殊要求的元件、进一步细调放置位置有特殊要求的元件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例确定了核心元件、重要元件以及
32、对放置位确定了核心元件、重要元件以及对放置位置有特殊要求的元件的位置后，可直接逐一双置有特殊要求的元件的位置后，可直接逐一双击这些元件，在如图击这些元件，在如图5-24所示的所示的元件属性窗口元件属性窗口内，内，选中选中“Locked”选项选项，单击，单击“OK”按钮，按钮，退出元件属性窗口，退出元件属性窗口，以固定元件在以固定元件在PCB编辑区编辑区内的位置内的位置。3.固定对放置位置有特殊要求的元件固定对放置位置有特殊要求的元件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-24锁定元件在锁定元件在PCB编辑区内的位置编辑区内的位置第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路
33、板设计举例自自动动布布局局、布布线线前前，最最好好先先执执行行“Design”菜菜单单下下的的“Classes”命命令令，对对有有特特殊殊要要求求的的元元件件、节节点点进进行行分分类类，以以便便在在自自动动布布局局、自自动动布布线线参参数数设设置置中中，对对特定类型的元件、节点选择不同布局、布线方式。特定类型的元件、节点选择不同布局、布线方式。下下面面以以元元件件分分类类为为例例，介介绍绍元元件件、节节点点分分类类的的操操作作过程：过程：5.3.3元元件件分分类类第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(1)单击单击“Design”菜单下的菜单下的“Classes”命命令，在如图
34、令，在如图5-25所示的窗口内，单击所示的窗口内，单击“Component”标签，对元件进行分类。标签，对元件进行分类。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-25元件分类元件分类第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-26编辑组内元件编辑组内元件第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-27新生成的元件组新生成的元件组第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在在自自动动布布局局操操作作前前，必必须须先先设设置置自自动动布布局局参参数数，以以下介绍其操作过程。下介绍其操作过程。1.设置元件自动布局间距设置元件自动布局
35、间距在在PCB编编辑辑状状态态下下，单单击击“Design”菜菜单单下下的的“Rules”（规规则则）命命令令；在在“DesignRules”（设设计计规规则则）窗窗口口内内，单单击击“Placement”（放放置置规规则则）标标签签，然然后后在在如如图图5-28所所示示的的窗窗口口内内，单单击击“RuleClasses”（规规 则则 分分 类类）列列 表表 窗窗 内内 的的“Component ClearanceConstraint”（元元件件间间距距）设设置置项项，即即可可观观察察到到元元件件间间距设置信息。距设置信息。5.3.4设置自动布局参数设置自动布局参数第第5章章双面印制电路板设计
36、举例双面印制电路板设计举例图图5-28设置元件放置间距设置元件放置间距修改修改第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例在在如如图图5-28所所示示的的窗窗口口中中，单单击击“RuleClasses”列列表表窗窗下下的的“ComponentOrientationsRule”（元元件件放放置置方方向向），在在如如图图5-30所所示示的的窗窗口口内内，重重新新设设定定、修修改元件放置方向。改元件放置方向。2.设置元件放置方向设置元件放置方向第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-30元件放置方向规则列表元件放置方向规则列表修改修改第第5章章双面印制电路板设计举例双
37、面印制电路板设计举例在在双双面面板板、多多面面板板中中，元元件件一一般般放放置置在在元元件件面面上上，无无须须特特定定指指定定。但但在在单单面面板板中中，表表面面封封装装器器件件SMD只只能能放放在在焊焊锡锡面面内内，因因此此需需要要指指定定元元件件放放在在元元件件面面上上还还是焊锡面上。是焊锡面上。在在如如图图5-28所所示示的的窗窗口口中中，单单击击“RuleClasses”列列表表窗窗下下的的“PermittedLayersRule”（元元件件放放置置面面），在如图在如图5-32所示窗口内，重新设定、修改元件放置面。所示窗口内，重新设定、修改元件放置面。3.设置元件放置面设置元件放置面第
38、第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-32元件放置面信息元件放置面信息第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例按按如如下下步步骤骤操操作作后后，自自动动布布局局时时，指指定定元元件件将将放放在焊锡面内：在焊锡面内：单单击击如如图图5-32所所示示窗窗口口内内的的“Add”按按钮钮；在在如如图图5-33所所示示的的窗窗口口内内，单单击击“Filterkind”列列表表盒盒右右侧侧下下拉按钮，并选中拉按钮，并选中“Component”；在在随随后后出出现现的的元元件件列列表表框框内内，找找出出并并单单击击目目标标元元件件；选选 中中“Rule Attribute
39、s”（规规 则则 属属 性性）窗窗 口口 内内 的的“BottomLayer”复选项，再单击复选项，再单击“OK”按钮。按钮。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-33设置元件放置面设置元件放置面第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例确确定定并并固固定定了了关关键键元元件件位位置置后后，即即可可进进行行“自自动动布局布局”，操作过程如下：，操作过程如下：(1)执执行行“Tools”菜菜单单下下的的“AutoPlace”（自自动动放置）命令。放置）命令。(2)在在如如图图5-34所所示示的的窗窗口口内内，选选择择自自动动布布局局方方式式和自动布局选项。和自
40、动布局选项。在在“Preferences”选项框内，选择选项框内，选择“StatisticalPlace”（统计学）放置方式时，以连线统计学）放置方式时，以连线距离最短作为布局效果好坏的判断标准。距离最短作为布局效果好坏的判断标准。5.3.5自自动动布布局局第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-34选择自动布局方式选择自动布局方式第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例 在在“Preferences”选选 项项 框框 内内，选选 择择“ClusterPlace”放放置置方方式式时时，自自动动布布局局选选项项如如图图5-35所所示示，建建议议采采用用“菊菊花
41、花链链状状”放放置置方方式式，并并启启用用“快快速速放放置置元元件件”。即即以以“元元件件组组”作作为为放放置置依依据据，只只将将组组内内元元件件放放在在一一起起，因因此布局速度较快。此布局速度较快。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-35菊花链状放置方式选项菊花链状放置方式选项第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-36元件自动布局状态元件自动布局状态第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-37采用采用“菊花链状菊花链状”放置方式的自动布局结果放置方式的自动布局结果第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图
42、5-38布线区太小而无法容纳元件封装图布线区太小而无法容纳元件封装图第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例基本操作过程如下：基本操作过程如下：5.3.6手工调整元件布局手工调整元件布局（1）解除所有元件的解除所有元件的“锁定锁定”属性属性，以便对元件进，以便对元件进行移动、旋转操作。行移动、旋转操作。在元件属性窗口内，单击在元件属性窗口内，单击“Global”选项按钮；选项按钮；在在“Properties”标签窗口内，单击标签窗口内，单击“Locked”复选复选框，删除该选项框内的框，删除该选项框内的“”；单击；单击“CopyAttributes”选项框内的选项框内的“Lock
43、ed”复选框，使该复选复选框，使该复选框内出现框内出现“”；再单击；再单击“OK”按钮。按钮。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-39初步布局结果初步布局结果第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例元元件件位位置置、朝朝向向等等还还需需要要仔仔细细调调节节，最最后后再再执执行行元元件引脚焊盘对准格点操作件引脚焊盘对准格点操作，然后才能连线。，然后才能连线。精密调节元件位置的操作过程如下：精密调节元件位置的操作过程如下：(1)暂时隐藏元件序号、注释信息。暂时隐藏元件序号、注释信息。(2)执执行行“View”菜菜单单下下的的“ConnectionsShowA
44、ll”命令，显示所有飞线，如图命令，显示所有飞线，如图5-40所示。所示。（2）元件位置精确调整元件位置精确调整第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-40显示所有飞线显示所有飞线第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-41可以采用原理图编辑里同样的方法排列元件设置窗可以采用原理图编辑里同样的方法排列元件设置窗第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-42调整结果调整结果第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例完完成成手手工工调调整整元元件件布布局局后后，自自动动布布线线前前，必必须须执执行行“Tools”菜菜单单下
45、下的的“Align ComponentsMove ToGrid”（移移到到栅栅格格点点）命命令令，在在如如图图5-43所所示示的的窗窗口口内内，指指定定元元件件移移动动距距离离，即即可可将将所所有有元元件件引引脚脚焊焊盘盘移移到栅格点上。到栅格点上。(3)元件引脚焊盘对准格点元件引脚焊盘对准格点。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例根根据据布布局局结结果果及及印印制制电电路路板板外外形形尺尺寸寸国国家家标标准准GB9315-88规规定定，选选择择电电路路板板外外形形尺尺寸寸，并并重重新新调调整整电电路路板布线区大小。板布线区大小。（4）选择电路板外形尺寸选择电路板外形尺寸第第
46、5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-44印制电路板外形印制电路板外形第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例布线区要小于印制电路板外形尺寸布线区要小于印制电路板外形尺寸；布线区的导电图形与印制板边缘距离必须大于导电图形与印制板边缘距离必须大于1.25mm（约约50mil）；对于采用导轨固定的印制电路板上的导电图形与导轨边缘的距离要大于2.5mm（约100mil），如图5-45所示。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-45印制电路板外边框与布线区印制电路板外边框与布线区之间的最小距离之间的最小距离第第5章章双面印制电路板设计举例双面印
47、制电路板设计举例(5)根根据据印印制制板板最最终终尺尺寸寸，利利用用“导导线线”、“圆圆弧弧”等等工工具具在在机机械械层层4内内分分别别绘绘制制出出印印制制电电路路板板外外边边框框和对准孔，如图和对准孔，如图5-46所示。所示。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例图图5-46在机械层在机械层4内画出了印制板边框（双线）和对准孔内画出了印制板边框（双线）和对准孔第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例小结小结布局过程布局过程1.在原理图编辑状态，执行在原理图编辑状态，执行“Design”菜单下的菜单下的“UpdatePCB”命令：命令：2.PreviewChang
48、e预览更新（修改错误）预览更新（修改错误）3.执行更新执行更新4.在禁止布线层（在禁止布线层（KeepOutLayer）内设置布线区）内设置布线区7.执行执行“Tools”菜单下的菜单下的“AutoPlace”自动布局自动布局5.手工预布局手工预布局6.设置自动布局参数设置自动布局参数Design”菜单下的菜单下的“RulesPlacement”8.手工调整元件布局手工调整元件布局9.元件引脚焊盘对准格点元件引脚焊盘对准格点Tools”菜单下的菜单下的“AlignComponentsMoveToGrid”10.选择电路板外形尺寸选择电路板外形尺寸生成相应的生成相应的PCB文件。文件。第第5章章
49、双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例1.启动启动PCBWizard2.选择印制板类型选择印制板类型3.选择印制板尺寸参数选择印制板尺寸参数4.确定印制板信号层确定印制板信号层5.选择过孔类型选择过孔类型5.选择多数元件封装方式选择多数元件封装方式7.设置布线规则设置布线规则8.保存模板保存模板5.3.7利用利用PCB向导生成包含布线区的印制板文件向导生成包含布线区的印制板文件强烈推荐用此方法！强烈推荐用此方法！第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例5.4布线及布线规则布线及布线规则1.布线规律布线规律在布线过程中，必须遵循如下规律：(1)印制导线转折点内角不能小于印制导
50、线转折点内角不能小于90，一般选择135或圆角；导线与焊盘、过孔的连接处要圆滑，避免出现小尖角。第第5章章双面印制电路板设计举例双面印制电路板设计举例(2)导线与焊盘、过孔必须以导线与焊盘、过孔必须以45 或或90 相连相连。(3)在在双双面面、多多面面印印制制板板中中，上上下下两两层层信信号号线线的的走走线线方方向向要要相相互互垂垂直直或或斜斜交交叉叉，尽尽量量避避免免平平行行走走线；线；对对于于数数字字、模模拟拟混混合合系系统统来来说说，模模拟拟信信号号走走线线和和数数字字信信号号走走线线应应分分别别位位于于不不同同面面内内，且且走走线线方向垂直，以减少相互间的信号耦合。方向垂直，以减少相