電子產(chǎn)品工藝與管理實訓(xùn)課件

項目目標(biāo)項目二的任務(wù)目標(biāo)是利用電子CAD軟件protelDXP完成該電路的PCB設(shè)計與制作，項目參考結(jié)果如圖2-1所示。圖2-1

語音放大器的PCB圖

項目目標(biāo)項目二的任務(wù)目標(biāo)是利用電子C1任務(wù)分解規(guī)劃板框及設(shè)置PCB工作環(huán)境1LM317元件封裝制作2PCB版框架的制作

3PCB布線單面板4任務(wù)分解規(guī)劃板框及設(shè)置PCB工作環(huán)境1LM317元件封裝制作2二、設(shè)置PCB工作環(huán)境公、英制換算關(guān)系如下：

1mil=0.0254mm1mm=39.37mil100mil=2.54mm1000mil=25.4mm=2.54cm公英制切換建議使用快捷鍵“Q”。

二、設(shè)置PCB工作環(huán)境公、英制換算關(guān)系如下：3一、指定元件封裝

元件封裝是指實際元件焊接到電路板時所指示的元件外輪廓形狀及引腳尺寸，它由元件引腳焊盤大小、相對位置及外輪廓形狀、尺寸等部分組成。某些元件的外輪廓形狀及引腳尺寸完全一致，那么這些元件可以共用同一個封裝，如74LS20和74LS00，它們都是雙列直插14腳器件，那么它們的封裝形式都是DIP14；另一方面，同種元件可有不同的封裝，如原理圖中RES2代表電阻，如有AXIAL0.3、AXIAL0.4、AXIAL0.6等等。設(shè)計時需要根據(jù)不同的功率選擇合適的電阻封裝。設(shè)計PCB時，不僅要知道元件名稱，還要知道其封裝形式。一般我們會在繪制原理圖時指定元件封裝，即在任務(wù)一繪制電路圖的編輯元件序號和參數(shù)過程中一同指定元件封裝。也可在事后加以補充指定。一、指定元件封裝元件封裝是指實際元件焊接到電路板時所4一、指定元件封裝

元件封裝形式分兩大類：針腳式封裝和表面貼裝式（即貼片式）元件。針腳式元件焊盤的中心有孔，焊盤屬性對話框中“Layer”板層為Multilayer（多層），而貼片式元件焊盤的中心沒有孔，焊盤屬性對話框中“Layer”板層為Toplayer（頂層），有時根據(jù)設(shè)計需要可以修改成底層，但必須為單一的面。圖2-15元件封裝的分類

一、指定元件封裝元件封裝形式分兩大類：針腳式封裝和表5一、指定元件封裝

元件封裝的編號一般為“元件類型+焊盤距離（焊盤數(shù)）+元件外形尺寸”。根據(jù)元件封裝編號可以判別元件封裝的編號規(guī)格。如AXIAL0.4表示此元件為軸狀，兩焊盤間距為400mil；DIP14表示此元件為雙列直插元件，共有14腳。常見的分立元件封裝有以下幾種：

電阻的封裝名為“AXIAL+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如AXIAL0.3、~AXIAL1.0。

二極管的封裝名為“DIODE+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如DIODE0.4、DIODE0.7。

扁平狀電容的封裝名為“RAD+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如RAD0.1~RAD0.4。

筒狀電容的封裝名為“RB+數(shù)字/+數(shù)字”，其中的第一個數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距，第二個數(shù)字表示圓筒的直徑。如RB.2/.4~RB.5/1.0。一、指定元件封裝元件封裝的編號一般為“元件類型+焊盤距6圖所示：直插型電阻元件封裝固定電阻常用的封裝模型為“AXIAL”系列的其后綴的數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤的間距，單位為“英寸”（1英寸＝1000mil=2.54cm）。貼片電阻封裝模型0805指的是80mil*50mil圖所示：固定電阻常用的封裝模型為“AXIA7常用電容封裝

無極性電容的封裝模型為RAD系列，例如“RAD-0.1”“RAD-0.2”“RAD-0.3”“等，其后綴的數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤間的距離，單位為“英寸”。電解電容的封裝模型為RB系列，例如從“RB-.2/.4”到“RB-.5/.10”，其后綴的第一個數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤間的距離，第二個數(shù)字表示電容外形的尺寸，單位為“英寸”。常用電容封裝

無極性電容的封裝模型為RAD系列，例如“RA8二極管：封裝屬性為diode-0.4(小功率）~diode-0.7(大功率），其中的數(shù)字亦指兩管腳間的距離（英寸）。發(fā)光二極管：管腳間距為2.54mm，則可以選用0805或1206或RB.1/.2等

三極管：常見的封裝屬性為to-18（普通三極管）to-22(大功率三極管)to-3(大功率達林頓管)，由于形式眾多，具體可以看datasheet中，如9013是T0-92。二極管：封裝屬性為diode-0.4(小功率）~diode-9元件封裝的繪制1：測量實際元件的尺寸大小，如果庫里面有就從庫里面找。2：按照實際尺寸或PDF文檔標(biāo)注的尺寸來繪制元器件的封裝。3:注意電解電容、二極管、LED、蜂鳴器的正負(fù)極；注意三極管的EBC極。4：注意芯片的引腳排序及序號。元件封裝的繪制1：測量實際元件的尺寸大小，如果庫里面有就從庫10

protel在利用原理圖或網(wǎng)絡(luò)表更新PCB圖時是根據(jù)元件序號來放置相應(yīng)的元件封裝，因此原理圖中的元件序號一欄不能省略。引腳和引腳之間的電氣連接轉(zhuǎn)換成了PCB中的焊盤和焊盤之間的電氣連接，所以還必須嚴(yán)格要求引腳序號和焊盤序號一致。如圖2-22中所示元件和元件封裝都是對應(yīng)的，極性電容元件符號中1腳是正極，那么元件封裝中也必須是1號焊盤是正極。圖2-22元件和元件封裝對應(yīng)實例

1.元件引腳序號必須和封裝引腳序號一致protel在利用原理圖或網(wǎng)絡(luò)表更新PCB圖時是根據(jù)11絲印層

但也有一些元件符號和元件封卻是不對應(yīng)的，如圖2-23所示。出現(xiàn)這種情況時必須通過兩種常用的方法解決，一是修改元件符號，二是修改元件封裝符號。圖2-23元件和元件封裝不對應(yīng)實例

12表2-2 網(wǎng)絡(luò)表修改提示表2-2 網(wǎng)絡(luò)表修改提示13三、修改網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)以表2-2中的第一個修改為例說明操作過程。

第一步：在圖2-24左側(cè)文本編輯器的Find一欄輸入VD-1，表示快速查找網(wǎng)絡(luò)表文件中的VD-1字符串。

第二步：單擊Search按鈕，搜索結(jié)果如圖2-25所示。表示在網(wǎng)絡(luò)表的第343行出現(xiàn)了一次該字符。

第三步：光標(biāo)移至“0343：Y”上單擊選中該行，網(wǎng)絡(luò)表文件中將快速顯示出該行。

第四步：光標(biāo)移至網(wǎng)絡(luò)表文件中，將VD-1修改成VD-A即可，結(jié)果如圖2-26所示。

三、修改網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)以表2-2中的第一個修改為例說明操作過14四、加載網(wǎng)格表后常見錯誤

常見的錯誤提示如下：◆Netnotfound：找不到對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)。◆Componentnotfound：找不到對應(yīng)的元件?！鬘ewfootprintnotmatchingoldfootprint：新的元件封裝與舊的元件封裝不匹配?！鬎ootprintnotfoundinLibrary：在PCB元件庫中找不到對應(yīng)元件的封裝?！鬢arningAlternativefootprintxxxusedinsteadof：警告信息，用xxx封裝替換。一般用戶應(yīng)該根據(jù)錯誤提示回到原理圖進行修改，重新生成網(wǎng)絡(luò)表，直至沒有錯誤提示為止，完成網(wǎng)絡(luò)表和元件的裝入。四、加載網(wǎng)格表后常見錯誤常見的錯誤提示如下：15板框規(guī)劃

值得注意的是，對于機器制板或需要自動布線的PCB圖，系統(tǒng)在識別時需要有一個由KeepoutLayer（禁止布線層）框出的封閉區(qū)域，即布線區(qū)，布線區(qū)要小于板框尺寸，一般至少在板框內(nèi)50mil處，對于采用導(dǎo)軌固定的印制板上的導(dǎo)電圖形與導(dǎo)軌邊緣的距離則要大于100mil。因此，建議大家在板框規(guī)劃后習(xí)慣性的在禁止布線層作一個封閉區(qū)域，操作方法與板框規(guī)劃相似，不同的是工作層應(yīng)該切換到KeepoutLayer。繪制完成后如圖2-8所示。

圖2-8具有布線區(qū)的板框規(guī)劃結(jié)果

板框規(guī)劃值得注意的是，對于機器制板或需要自動布線的P16工作層標(biāo)簽可以用來切換PCB不同的工作層。印制線路板設(shè)計時，層是一個十分重要的概念。頂層（TopLayer）：又名元件面，是元器件主要的安裝層面。對單面板，元件都安裝在該面，該層沒有印制導(dǎo)線，工作層標(biāo)簽可以用來切換PCB不同的工作層。印制線路板設(shè)計時，17一、板框規(guī)劃底層（BottomLayer）：又名焊錫面，是布線的主要層面。對于單面板，該層面是唯一能布線的一層。在PCB中，底層的印制導(dǎo)線默認(rèn)顯示的顏色是藍色。一、板框規(guī)劃底層（BottomLayer）：又名焊錫面，是18一、板框規(guī)劃禁止布線層（KeepoutLayer）：用于定義在電子線路板上能夠有效放置元件和布線的區(qū)域。在該層繪制一個封閉區(qū)域作為布線有效區(qū)，在該區(qū)域外是不能自動布局和布線的。在自動布線時，該層的設(shè)置顯得尤為重要，有時就是因為忘了設(shè)置布線區(qū)域，而不能實現(xiàn)自動布線。

一、板框規(guī)劃禁止布線層（KeepoutLayer）：用于19絲印層（SilkscreenLayer）：主要用于放置印制信息，如元件的輪廓和標(biāo)注、各種注釋字符等。Protel99SE提供了TopOverlay和BottomOverlay兩個絲印層。一般情況下，各種標(biāo)注字符都在頂層絲印層。多層（MultiLayer）：電子線路板上焊盤和穿透式過孔要穿透整個電子線路板，與不同的導(dǎo)電圖形層建立電氣連接關(guān)系，因此系統(tǒng)專門設(shè)置了一個抽象的層：多層。一般情況下，焊盤與過孔都要設(shè)置在多層上，如果關(guān)閉此層，焊盤與過孔就無法顯示出來。絲印層（SilkscreenLayer）：主要用于放置印制20二、設(shè)置PCB工作環(huán)境執(zhí)行“Design\Rules…”命令。彈出如圖2-9所示的DocumentOptions對話框，單擊Layer選項卡，可以發(fā)現(xiàn)窗口中有很多工作層，每個層前都有一個復(fù)選框。如果相應(yīng)工作層前的復(fù)選框中被選中打“√”，則表明該層被打開，否則該層處于關(guān)閉狀態(tài)。一般我們根據(jù)設(shè)計需要打開要用的工作層即可。

圖2-9DocumentOptions對話框二、設(shè)置PCB工作環(huán)境執(zhí)行“Design\Rules21二、設(shè)置PCB工作環(huán)境◆DRCErrors：用于設(shè)置是否顯示電路板上違反DRC的檢查標(biāo)記，當(dāng)電路設(shè)計中有出現(xiàn)違反設(shè)計規(guī)則的地方時，PCB圖中將顯示為高亮度的綠色，對設(shè)計者起到很好的提示作用，所以一般選擇打“√”。◆Connections：用于設(shè)置是否顯示飛線，飛線是在從原理圖更新到PCB中后提示電路電氣連接關(guān)系的“飛線”，在元件布局和布線過程中都給工作帶來很大的方便，所以一般選擇打“√”?！鬚adHoles：用于設(shè)置是否顯示焊盤通孔，一般需要打“√”。◆ViaHoles：用于設(shè)置是否顯示過孔的通孔，一般需要打“√”?！鬡isibleGrid1：用于設(shè)置第一組可視網(wǎng)格間距以及是否顯示出來。

◆VisibleGrid2：用于設(shè)置第二組可視網(wǎng)格間距以及是否顯示出來。

PCB中可視網(wǎng)格的作用和SCH環(huán)境中可視網(wǎng)格的作用是一樣的，不同的是PCB中有兩組網(wǎng)格。一般我們在工作窗口看到的網(wǎng)格為第二組網(wǎng)格，放大畫面之后，如果第一組網(wǎng)格也打“√”，才可見到第一組網(wǎng)格。二、設(shè)置PCB工作環(huán)境◆DRCErrors：用于22圖2-30載入網(wǎng)絡(luò)表效果

元件之間有很多預(yù)拉線，又稱“飛線”，它反映了原理圖中的電氣連接關(guān)系，為以后的手工布線引路；邏輯上表示了各元件焊盤間的電氣連接關(guān)系，并不具備真正意義上的電氣屬性。

三、UpdatePCB圖2-30載入網(wǎng)絡(luò)表效果元件之間有很多預(yù)拉線，又23

元件的布局非常重要，是印制板成敗的關(guān)鍵之一，布局首先要考慮產(chǎn)品的電氣性能，同時還要考慮整體裝配的工藝要求，比如插座的位置會影響整機裝配連線是否方便；也要考慮便于操作、調(diào)試與維護，如電位器的方向與位置等；還要兼顧布線是否方便，尤其對單面板，要確保高的布通率，以減少額外放置跳線；最后還要考慮元件布局的美觀。四、元件布局1.自動布局：適合少量元件電路2.自動布局：復(fù)雜多種元件電路元件的布局非常重要，是印制板成敗的關(guān)鍵之一，布局首先24調(diào)整元件的位置，最終使得電路中的元件布局符合上述基本原則，且預(yù)拉線交叉盡可能的少，以使后續(xù)的手工布線比較方便。

圖2-34手工布局結(jié)果

2.手工布局調(diào)整元件的位置，最終使得電路中的元件布局符合上述基本25四、元件布局元件布局的基本規(guī)則主要有以下幾點：按電路模塊進行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。元器件離印制線路板機械邊框的最小距離必須大于2mm（80mil），如果安裝空間允許，最好保留5mm（200mil）。除微波電路外，一般印制線路板上元件只能沿水平或垂直方向排列，否則不利于插件或貼片。元件間距要結(jié)合插件、焊接工藝、散熱、干擾以及成本等綜合考慮。例如，對于發(fā)熱量大的功率元件，元件間距要足夠大，以利于散熱；當(dāng)元件間電位差較大時，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引起意外短路；帶強電的元件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手接觸不到的地方等。四、元件布局元件布局的基本規(guī)則主要有以下幾點：26四、元件布局盡可能縮短高頻器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互靠得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。質(zhì)量過重的元器件應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布。對于需要調(diào)節(jié)的元件，如電位器、微調(diào)電阻、可調(diào)電感等的安裝位置應(yīng)充分考慮整機結(jié)構(gòu)要求：對于需要機外調(diào)節(jié)的元件，其安裝位置與可調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置要一致；對于機內(nèi)調(diào)節(jié)的元件，其放置位置以打開機蓋后即可方便調(diào)節(jié)為原則。時鐘電路元件應(yīng)盡量靠近芯片的時鐘引腳，盡量將去耦電容和濾波電容等放置在對應(yīng)元件的周圍。四、元件布局盡可能縮短高頻器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布27四、元件布局貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準(zhǔn)從插座腳間穿過。金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其他元器件相碰，不能緊貼印制導(dǎo)線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm。有極性的器件在同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。四、元件布局28

焊盤是元件固定和電氣連接的部位，是影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能的重要指標(biāo)。印制板中大多焊盤都是元件封裝圖中的一部分，也有少量焊盤是作為跳線、電源/地線或輸入/輸出信號線的連接盤以及大功率元件固定螺絲孔、印制板固定螺絲孔等，這些焊盤不歸屬于某個元件封裝，我們稱之為孤立焊盤。五、設(shè)定焊盤

1.單個焊盤的設(shè)置圖2-35焊盤屬性對話框

2.焊盤設(shè)置規(guī)則焊盤是元件固定和電氣連接的部位，是影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能29五、設(shè)定焊盤焊盤形狀有三種選擇，Round（圓形）、Rectangle（方形）和Octagonal（八角形）。當(dāng)X、Y方向外徑尺寸不同時，還有橢圓形、長方形和長八角形。為了增加焊盤的附著力，在中等密度布線條件下，一般采用橢圓形或長圓形焊盤；在高密度布線情況下，常采用圓形或方形焊盤。有時也要根據(jù)需要靈活選擇某個元件或某個元件中個別焊盤的形狀?？傊?，要盡量保證焊盤的附著力，一般焊盤銅環(huán)的外徑比內(nèi)徑要大2倍以上，焊盤的銅環(huán)不能太小，尤其是單面板，當(dāng)銅環(huán)面積太小時，焊盤很容易脫落。

表2-3

常用焊盤設(shè)置尺寸（單位：mm）五、設(shè)定焊盤焊盤形狀有三種選擇，Round（圓形）、30雙擊其中任意一個焊盤，彈出如圖2-35所示對話框，修改焊盤外徑X-Size和Y-Size均為80mil，單擊Global按鈕，彈出如圖2-36所示對話框。在AttributesToMatchBy（編輯條件）區(qū)域中，不作任何條件約束，表示所有焊盤均需要編輯，在CopyAttributes(編輯內(nèi)容）區(qū)域中，將X-Size和Y-Size前面打“√”。在最下方的ChangeScope（操作范圍）中選擇“Allprimitives”，表示操作范圍是所有焊盤，另一選項是“AllFreeprimitives”，表示操作范圍僅僅局限于自由焊盤。設(shè)置完后單擊“OK”即可。

五、設(shè)定焊盤2.同類焊盤的批量處理（以80mil為例）雙擊其中任意一個焊盤，彈出如圖2-35所示對話框，修31五、設(shè)定焊盤圖2-36全局編輯所有焊盤外徑

另外，為提高焊盤的牢固性，對密度高、焊盤本身不允許大的PCB，可以通過補淚滴的方法進行彌補。

五、設(shè)定焊盤圖2-36全局編輯所有焊盤外徑32①印制導(dǎo)線的走向要盡可能取直，以短為佳，不要繞遠。②印制導(dǎo)線的彎折處走線平滑自然，連接處用圓角，避免用直角，因為直角或夾角會在高頻電路中影響電路性能。③印制電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種方法解決。④作為電路輸入與輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相互平行，且在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。六、手工布線布線就是利用印制導(dǎo)線完成原理圖中的元件連接關(guān)系。不良的布線可能會降低電路系統(tǒng)抗干擾性能指標(biāo)，甚至不能工作。因此，布線對操作者要求較高。1.布線基本規(guī)則①印制導(dǎo)線的走向要盡可能取直，以短為佳，不要繞遠。六、手工33⑤盡可能多地保留銅箔作公共地線，且布置在PCB的邊緣；大面積銅箔在使用時最好鏤空成柵格，以利于排除銅箔與基板間黏合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體；導(dǎo)線寬度超過3mm時中間留槽，以利于焊接。⑥盡量加粗電源線的寬度，以便減少環(huán)路電阻；接地線也盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，會使電路抗噪音性能降低；一般應(yīng)滿足地線寬度>電源線寬度>信號線寬度。六、手工布線⑤盡可能多地保留銅箔作公共地線，且布置在PCB的邊緣；大面34⑦印制線路板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏稠度和流過它們的電流值決定；導(dǎo)線間的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。⑧同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。⑨在雙面板中，由于沒有地線層屏蔽，應(yīng)盡量避免在時鐘下方走線。雙面板上兩面的導(dǎo)線應(yīng)避免相互平行。高頻電路中必須嚴(yán)格限制平行走線的最大長度。

六、手工布線六、手工布線35六、手工布線圖2-39布線舉例六、手工布線圖2-39布線舉例36布線規(guī)則設(shè)置主要包括安全間距設(shè)置、布線拐角方式設(shè)置、板層設(shè)置、線寬設(shè)置等。其它基本用默認(rèn)設(shè)置即可。

在PCB編輯器中，執(zhí)行菜單命令“Design/Rules”，將彈出如圖2-40所示的的DesignRules（設(shè)計規(guī)則）對話框。六、手工布線圖2-40設(shè)計規(guī)則對話框布線規(guī)則設(shè)置主要包括安全間距設(shè)置、布線拐角方式設(shè)置、37（1）設(shè)置安全間距（ClearanceConstraint）安全間距用于設(shè)置同一個工作層上的導(dǎo)線、焊盤、過孔等電氣對象之間的最小間距。雙擊圖2-35中第一條安全間距規(guī)則，彈出如圖2-36所示的ClearanceConstraint設(shè)置對話框中。六、手工布線圖2-41設(shè)置安全間距對話框

（1）設(shè)置安全間距（ClearanceConstr38

RuleScope指規(guī)則的適用范圍，一般情況下，指定該規(guī)則適用于整個電路板（WholeBoard）即可。

RuleAttributes指規(guī)則屬性，用來設(shè)置最小間距的數(shù)值（如10mil）及其所適用的網(wǎng)絡(luò)，包括DifferentNetsOnly（僅不同網(wǎng)絡(luò)）、SameNetOnly（僅同一網(wǎng)絡(luò)）和AnyNet（任何網(wǎng)絡(luò)）。本例可以將安全間距設(shè)為15mil，適用整板WholeBoard

。numClearnce后輸入15mil，所適用的網(wǎng)絡(luò)選用默認(rèn)的DifferentNetsOnly。

六、手工布線RuleScope指規(guī)則的適用范圍，一般情況下，指39圖2-42布線拐角模式設(shè)置對話框（2）設(shè)置布線的拐角模式（RoutingCorners）主要用于設(shè)置布線時拐角的形狀及拐角走線垂直距離的最小和最大值。雙擊圖2-40中RuleClasses中的RoutingCorners，將彈出如圖2-42所示的布線拐角方式設(shè)置對話框。本例采用該默認(rèn)設(shè)置即可，采用45度拐角，拐角走線的垂直距離為100mil。圖2-42布線拐角模式設(shè)置對話框（2）設(shè)置布線的拐角40（3）設(shè)置布線工作層（RoutingLayers）

圖2-43布線工作層設(shè)置對話框（3）設(shè)置布線工作層（RoutingLayers）41（4）

設(shè)置布線寬度（WidthConstraint）用于設(shè)置布線時的導(dǎo)線寬度。雙擊圖2-40中RuleClasses中的WidthConstraint，將彈出如圖2-44所示的布線寬度設(shè)置對話框。圖2-44布線寬度設(shè)置對話框

（4）設(shè)置布線寬度（WidthConstraint42同理可以設(shè)置地線的線寬，所有規(guī)則設(shè)置后，設(shè)計規(guī)則窗口將顯示如圖2-46所示。圖2-46線寬規(guī)則設(shè)置結(jié)果

每條規(guī)則前面有一個Enable使能項，可以控制使其啟用規(guī)則或禁用規(guī)則。線寬設(shè)置時一般可以把最大值和最小值的范圍設(shè)得大一點。同理可以設(shè)置地線的線寬，所有規(guī)則設(shè)置后，設(shè)計規(guī)則窗口43印制導(dǎo)線的寬度與流過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)：如果導(dǎo)線線寬太小，則印制導(dǎo)線電阻大，印制導(dǎo)線上的電壓降也就大，影響電路性能，嚴(yán)重時會使印制導(dǎo)線發(fā)熱而損壞；相反，印制導(dǎo)線太寬，則布線密度低，板面積增加，除了增加成本外，也不利于小型化。如果電流負(fù)荷以20A/mm2計算，當(dāng)敷銅箔厚度為0.05mm時（敷銅板銅箔厚度一般為0.05mm），則1mm（約40mil）線寬的電流負(fù)荷大約為1A——這就是所謂的“毫米安培”經(jīng)驗，其含義是1mm線寬的電流負(fù)荷能力為1A。

除了電流容量要求外，印制導(dǎo)線寬度還與焊盤直徑有關(guān)，否則不僅影響美觀，也容易造成虛焊。焊盤直徑D與印制導(dǎo)線寬度W關(guān)系大致為。例如，焊盤直徑為62mil，則與焊盤相連的印制導(dǎo)線寬度為20～40mil。

六、手工布線印制導(dǎo)線的寬度與流過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)：如果導(dǎo)線線寬太小，則44印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折內(nèi)角不能小于90°，一般選擇135°或圓角。原因是由于工藝原因，在印制導(dǎo)線的小尖角處，印制導(dǎo)線有效寬度小，電阻增大；另一方面，小于135°的轉(zhuǎn)角會使印制導(dǎo)線總長度增加，也不利于減小印制導(dǎo)線的寄生電阻和寄生電感。如圖2-47所示。六、手工布線圖2-47繪制完一根導(dǎo)線單擊放置工具欄的放置導(dǎo)線按鈕

印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折內(nèi)角不能小于90°，一般選擇135°或圓45可以按shift+空格鍵改變走線樣式，按空格鍵改變走線的朝向，也可以在畫導(dǎo)線的過程中改變線的寬度，按TAB鍵，彈出如圖2-48所示對話框，在TraceWidth一欄輸入變細(xì)后的線寬即可。要注意的是，輸入的線寬必須介于設(shè)計規(guī)則中的線寬最大值和最小值范圍以內(nèi)。六、手工布線圖2-48修改線寬對話框

可以按shift+空格鍵改變走線樣式，按空格鍵改變走46布線的過程中某根線如果覺得走線不合理，用戶無須先刪除原來的線再重新布線，可以直接在原來布線的基礎(chǔ)上重新布新的線，原來的線會自動消除。所有導(dǎo)線走通后，PCB如圖2-44所示。六、手工布線圖2-50PCB手工布線完成

布線的過程中某根線如果覺得走線不合理，用戶無須47然后再檢查和完善PCB圖，比如圖中元件序號C2的方向還需要再調(diào)整一下，三極管的型號最好顯示出來等等。具體修改方法：按住文字C2同時，按空格鍵旋轉(zhuǎn)使文字水平后松手即可。雙擊三極管，將Compnent選項卡中的Hide后的“√”去掉。最后PCB的設(shè)計結(jié)果如圖2-51所示，至此，手工布線設(shè)計PCB已經(jīng)基本完成。六、手工布線圖2-51修改完善后的PCB圖然后再檢查和完善PCB圖，比如圖中元件序號C2的方向48

Protel具有一個有效的設(shè)計規(guī)則檢查功能，該功能可以確認(rèn)設(shè)計是否符合設(shè)計規(guī)則。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)，違規(guī)的圖件將被高亮綠色顯示，并給出詳細(xì)的違規(guī)報告。七、設(shè)計規(guī)則檢查1.實時檢查實時檢查是在放置或移動圖片的同時，系統(tǒng)自動利用規(guī)則進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)，就會出現(xiàn)高亮綠色，同時如果PCB編輯器設(shè)為違規(guī)瀏覽模式（Violation）時，其中會顯示違規(guī)的名稱和具體內(nèi)容。執(zhí)行菜單命令“Tools\DesignRuleCheck”命令，彈出如圖2-55所示對話框，選中On-line選項卡。一般檢查項目如圖示設(shè)置即可。

需要說明的是，實時檢查如果要顯示高亮度綠色，必須要符合兩個條件，一是打開在線檢查功能（執(zhí)行“Tools\Preferences……,Option選項卡的OnlineDRC前打√），二是顯示在線檢查錯誤提示（執(zhí)行Design\Options……Layer選項卡的DRCErrors前打√）。Protel具有一個有效的設(shè)計規(guī)則檢查功能，該功能可49七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-55On-line選項卡

七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-55On-line選項卡50執(zhí)行菜單命令“Tools\DesignRuleCheck”命令，彈出對話框，選中Report選項卡,如圖2-56所示。一般用默認(rèn)設(shè)置即可，單擊RunDRC按鈕，系統(tǒng)即進行設(shè)計規(guī)則檢查，并產(chǎn)生報告文件。七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-56Report選項卡

2.分批檢查執(zhí)行菜單命令“Tools\DesignRuleCh51常見的錯誤提示有如下幾種：①未布通七、設(shè)計規(guī)則檢查上例提示電路中W2-1和R5-2兩腳之間未布通，回到PCB可以發(fā)現(xiàn)，那里有一根預(yù)拉線，尚未走通，布通再次檢查該錯誤提示即可消除。②線寬超出線框范圍指定坐標(biāo)處的導(dǎo)線線寬為5mil，而設(shè)計規(guī)則中規(guī)定的線寬范圍為10~100mil，加粗該導(dǎo)線即可。常見的錯誤提示有如下幾種：七、設(shè)計規(guī)則檢查上例提示52③違反安全間距

七、設(shè)計規(guī)則檢查指定坐標(biāo)處的導(dǎo)線或焊盤與另一處的導(dǎo)線之間距離少于安全間距15mil，回到PCB圖，加大兩者之間的距離即可。③違反安全間距七、設(shè)計規(guī)則檢查指定坐標(biāo)處的導(dǎo)線或焊盤53PCB板具體要求1：長9cmX寬6cm2:元件焊盤大小根據(jù)實際元件而定。并注意過孔大小。（例如：電阻焊盤1.8mm,過孔0.8mm）3：元件庫里面沒有的封裝要根據(jù)實際元件測量后，畫出元件封裝，特別注意焊盤間距離。4：信號線寬0.8~1mm、電源線1.0~1.2mm地線1.2~1.4mm5：在電路板上寫出自己的學(xué)號(必須鏡像)PCB板具體要求1：長9cmX寬6cm54圖2-63PCB設(shè)計結(jié)果八、修改PCB圖2-63PCB設(shè)計結(jié)果八、修改PCB55任務(wù)三熱轉(zhuǎn)印法制作單面板

四、腐蝕及清洗二、覆銅板表面處理

三、熱轉(zhuǎn)印

一、

PCB圖的打印輸出

五、鉆孔六、后期處理任務(wù)三熱轉(zhuǎn)印法制作單面板四、腐蝕及清洗二、覆銅板表面處56

實驗室電路板主要制作方法：1、熱轉(zhuǎn)印法。

2、菲林感光法。3、雕刻法。4、手描法。熱轉(zhuǎn)印制板的優(yōu)點是快速、方便、安全、直觀、成功率高，缺點是對激光打印機要求高（需原裝墨盒）且損害大（硒鼓容易壞）、有污染。

所需主要材料是敷銅板、熱轉(zhuǎn)印紙、三氯化鐵（環(huán)保腐蝕液或工業(yè)鹽酸和雙氧水）和松香水（松香+無水酒精）；設(shè)備工具有熱轉(zhuǎn)印機（或電熨斗）、激光打印機、裁板機、銼刀、剪刀、鑷子、細(xì)砂紙、記號筆；此外還要注意勞動保護，要準(zhǔn)備好橡膠手套和圍裙。熱轉(zhuǎn)印法的具體操作流程是：打印—熱轉(zhuǎn)印—修補—腐蝕——鉆孔—擦拭、清洗—涂松香水。

一、PCB圖的打印輸出實驗室電路板主要制作方法：1、熱轉(zhuǎn)印法。2、菲林感光57DXP打印設(shè)置DXP打印設(shè)置58頁面設(shè)置頁面設(shè)置59

1：將多余的層去掉

1：將多余的層去掉

60一、PCB圖的打印輸出圖2-66設(shè)置打印工作層

2：只保留底層（布線層）、焊盤層、禁止布線層3：將過孔的勾打上一、PCB圖的打印輸出圖2-66設(shè)置打印工作層61電子產(chǎn)品工藝與管理實訓(xùn)課件62打印預(yù)覽效果打印預(yù)覽效果63在預(yù)覽中打印在預(yù)覽中打印64電子產(chǎn)品工藝與管理實訓(xùn)課件65在打印機中放上一張熱轉(zhuǎn)印紙，注意光面朝上，要讓墨粉印到光面。打印結(jié)果如圖2-57（a）所示。有時為了節(jié)約熱轉(zhuǎn)印紙，也可以在PCB環(huán)境下先將幾個PCB圖組合到一個文件中，再一起打印，如圖2-57（b）所示，打印完畢后用剪刀將每一塊電路板的圖樣剪開。一、PCB圖的打印輸出

打印機墨粉的成分主要是炭黑和樹脂。其中炭黑是著色劑，樹脂是粘著劑。墨粉中的樹脂在100攝氏度左右開始熔融，到150~180攝氏度左右達到最佳印刷性能。打印機熱輥就是這個溫度。圖2-67打印效果在打印機中放上一張熱轉(zhuǎn)印紙，注意光面朝上，要讓墨粉印66熱轉(zhuǎn)印前必須對覆銅板進行表面處理。由于加工、存儲等原因，在敷銅板的表面會形成一層氧化層或污物。其氧化層或污物將影響底圖的復(fù)印，為此在復(fù)印底圖前因?qū)⒎筱~板表面清理干凈。

清洗的具體方法是：用水砂紙蘸水打磨（注意別用粗砂紙），或用去污粉擦洗，直至將板面擦亮為止再用水沖洗干凈，最后再用10%～20%稀鹽酸弱腐蝕2～3分鐘，晾干即可以使用。此外，也可以用涂抹牙膏或肥皂、酒精、細(xì)砂紙輕輕擦拭、極短暫腐蝕等方法。

二、覆銅板表面處理熱轉(zhuǎn)印前必須對覆銅板進行表面處理。由于加工、存儲等原67

采用熱轉(zhuǎn)印機或電熨斗進行熱轉(zhuǎn)印，將熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉通過熱轉(zhuǎn)印機轉(zhuǎn)印到敷銅板上。如圖2-68所示，當(dāng)溫度升高到160℃左右時，將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在敷銅板上，送入熱轉(zhuǎn)印機，反復(fù)過3~4遍，使融化的墨粉完全吸附在敷銅板上。轉(zhuǎn)印過程中最重要的因素就是溫度。溫度過低則墨粉不能充分軟化從轉(zhuǎn)印紙上剝離；溫度過高，雖然磨粉可以充分被加熱，但同時轉(zhuǎn)印紙上的塑料涂層也會熱熔，和墨粉粘在一起，不利于墨粉的分離。三、熱轉(zhuǎn)印圖2-68熱轉(zhuǎn)印采用熱轉(zhuǎn)印機或電熨斗進行熱轉(zhuǎn)印，將熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉通68熱轉(zhuǎn)印完畢后，小心揭開轉(zhuǎn)印紙（在冷卻至剛好不燙手時揭效果最好）。再用油性筆將沒有轉(zhuǎn)印好的地方補描一下，就可以開始進行腐蝕了。熱轉(zhuǎn)印后效果如圖2-69所示。三、熱轉(zhuǎn)印圖2-69熱轉(zhuǎn)印后的覆銅板熱轉(zhuǎn)印完畢后，小心揭開轉(zhuǎn)印紙（在冷卻至剛好不燙手時揭69腐蝕的原理是因為墨粉可以阻擋腐蝕劑和銅的接觸，所以有墨粉覆蓋的地方（即電路板走線的地方）被保護留下敷銅能導(dǎo)電，而其他地方則被腐蝕了。將熱轉(zhuǎn)印后的敷銅板冷卻后揭去熱轉(zhuǎn)印紙，放到雙氧水+鹽酸+水混合液或FeCl3溶液中腐蝕后即可形成做工精細(xì)的印刷電路板。前一種腐蝕液，腐蝕過程快捷，腐蝕液清澈透明，容易觀察電路板被腐蝕的程度。但一定要注意觀察，不要走開。待銅箔剛好消失的時候，用鑷子迅速將線路板撈出。再用水進行沖洗，最后將線路板烘干。腐蝕后的印制板如圖2-70所示。四、腐蝕及清洗圖2-70腐蝕后的印制板

腐蝕的原理是因為墨粉可以阻擋腐蝕劑和銅的接觸，所以有70如圖2-71，利用鉆孔機對準(zhǔn)印制板中的焊盤鉆孔，鉆孔的過程中要根據(jù)需要調(diào)整針的粗細(xì)（實驗室鉆頭：0.6mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm）

五、鉆孔圖2-71鉆孔（b）鉆孔(a）鉆孔機

如圖2-71，利用鉆孔機對準(zhǔn)印制板中的焊盤鉆孔，鉆孔71將印制板上的墨粉用砂紙擦除掉，然后涂上松香水（松香粉末溶于無水酒精），使之有利于焊接，防止氧化，也使板子更美觀。最后的印制板成品如圖2-72所示。六、后期處理圖2-72熱轉(zhuǎn)印法印制板成品將印制板上的墨粉用砂紙擦除掉，然后涂上松香水（松香粉72THEEND!ThankYou！THEEND!ThankYou！73演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！74項目目標(biāo)項目二的任務(wù)目標(biāo)是利用電子CAD軟件protelDXP完成該電路的PCB設(shè)計與制作，項目參考結(jié)果如圖2-1所示。圖2-1

語音放大器的PCB圖

項目目標(biāo)項目二的任務(wù)目標(biāo)是利用電子C75任務(wù)分解規(guī)劃板框及設(shè)置PCB工作環(huán)境1LM317元件封裝制作2PCB版框架的制作

3PCB布線單面板4任務(wù)分解規(guī)劃板框及設(shè)置PCB工作環(huán)境1LM317元件封裝制作76二、設(shè)置PCB工作環(huán)境公、英制換算關(guān)系如下：

1mil=0.0254mm1mm=39.37mil100mil=2.54mm1000mil=25.4mm=2.54cm公英制切換建議使用快捷鍵“Q”。

二、設(shè)置PCB工作環(huán)境公、英制換算關(guān)系如下：77一、指定元件封裝

元件封裝是指實際元件焊接到電路板時所指示的元件外輪廓形狀及引腳尺寸，它由元件引腳焊盤大小、相對位置及外輪廓形狀、尺寸等部分組成。某些元件的外輪廓形狀及引腳尺寸完全一致，那么這些元件可以共用同一個封裝，如74LS20和74LS00，它們都是雙列直插14腳器件，那么它們的封裝形式都是DIP14；另一方面，同種元件可有不同的封裝，如原理圖中RES2代表電阻，如有AXIAL0.3、AXIAL0.4、AXIAL0.6等等。設(shè)計時需要根據(jù)不同的功率選擇合適的電阻封裝。設(shè)計PCB時，不僅要知道元件名稱，還要知道其封裝形式。一般我們會在繪制原理圖時指定元件封裝，即在任務(wù)一繪制電路圖的編輯元件序號和參數(shù)過程中一同指定元件封裝。也可在事后加以補充指定。一、指定元件封裝元件封裝是指實際元件焊接到電路板時所78一、指定元件封裝

元件封裝形式分兩大類：針腳式封裝和表面貼裝式（即貼片式）元件。針腳式元件焊盤的中心有孔，焊盤屬性對話框中“Layer”板層為Multilayer（多層），而貼片式元件焊盤的中心沒有孔，焊盤屬性對話框中“Layer”板層為Toplayer（頂層），有時根據(jù)設(shè)計需要可以修改成底層，但必須為單一的面。圖2-15元件封裝的分類

一、指定元件封裝元件封裝形式分兩大類：針腳式封裝和表79一、指定元件封裝

元件封裝的編號一般為“元件類型+焊盤距離（焊盤數(shù)）+元件外形尺寸”。根據(jù)元件封裝編號可以判別元件封裝的編號規(guī)格。如AXIAL0.4表示此元件為軸狀，兩焊盤間距為400mil；DIP14表示此元件為雙列直插元件，共有14腳。常見的分立元件封裝有以下幾種：

電阻的封裝名為“AXIAL+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如AXIAL0.3、~AXIAL1.0。

二極管的封裝名為“DIODE+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如DIODE0.4、DIODE0.7。

扁平狀電容的封裝名為“RAD+數(shù)字”，其中的數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距。如RAD0.1~RAD0.4。

筒狀電容的封裝名為“RB+數(shù)字/+數(shù)字”，其中的第一個數(shù)字表示兩個焊盤之間的間距，第二個數(shù)字表示圓筒的直徑。如RB.2/.4~RB.5/1.0。一、指定元件封裝元件封裝的編號一般為“元件類型+焊盤距80圖所示：直插型電阻元件封裝固定電阻常用的封裝模型為“AXIAL”系列的其后綴的數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤的間距，單位為“英寸”（1英寸＝1000mil=2.54cm）。貼片電阻封裝模型0805指的是80mil*50mil圖所示：固定電阻常用的封裝模型為“AXIA81常用電容封裝

無極性電容的封裝模型為RAD系列，例如“RAD-0.1”“RAD-0.2”“RAD-0.3”“等，其后綴的數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤間的距離，單位為“英寸”。電解電容的封裝模型為RB系列，例如從“RB-.2/.4”到“RB-.5/.10”，其后綴的第一個數(shù)字表示封裝模型中兩個焊盤間的距離，第二個數(shù)字表示電容外形的尺寸，單位為“英寸”。常用電容封裝

無極性電容的封裝模型為RAD系列，例如“RA82二極管：封裝屬性為diode-0.4(小功率）~diode-0.7(大功率），其中的數(shù)字亦指兩管腳間的距離（英寸）。發(fā)光二極管：管腳間距為2.54mm，則可以選用0805或1206或RB.1/.2等

三極管：常見的封裝屬性為to-18（普通三極管）to-22(大功率三極管)to-3(大功率達林頓管)，由于形式眾多，具體可以看datasheet中，如9013是T0-92。二極管：封裝屬性為diode-0.4(小功率）~diode-83元件封裝的繪制1：測量實際元件的尺寸大小，如果庫里面有就從庫里面找。2：按照實際尺寸或PDF文檔標(biāo)注的尺寸來繪制元器件的封裝。3:注意電解電容、二極管、LED、蜂鳴器的正負(fù)極；注意三極管的EBC極。4：注意芯片的引腳排序及序號。元件封裝的繪制1：測量實際元件的尺寸大小，如果庫里面有就從庫84

protel在利用原理圖或網(wǎng)絡(luò)表更新PCB圖時是根據(jù)元件序號來放置相應(yīng)的元件封裝，因此原理圖中的元件序號一欄不能省略。引腳和引腳之間的電氣連接轉(zhuǎn)換成了PCB中的焊盤和焊盤之間的電氣連接，所以還必須嚴(yán)格要求引腳序號和焊盤序號一致。如圖2-22中所示元件和元件封裝都是對應(yīng)的，極性電容元件符號中1腳是正極，那么元件封裝中也必須是1號焊盤是正極。圖2-22元件和元件封裝對應(yīng)實例

1.元件引腳序號必須和封裝引腳序號一致protel在利用原理圖或網(wǎng)絡(luò)表更新PCB圖時是根據(jù)85絲印層

但也有一些元件符號和元件封卻是不對應(yīng)的，如圖2-23所示。出現(xiàn)這種情況時必須通過兩種常用的方法解決，一是修改元件符號，二是修改元件封裝符號。圖2-23元件和元件封裝不對應(yīng)實例

86表2-2 網(wǎng)絡(luò)表修改提示表2-2 網(wǎng)絡(luò)表修改提示87三、修改網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)以表2-2中的第一個修改為例說明操作過程。

第一步：在圖2-24左側(cè)文本編輯器的Find一欄輸入VD-1，表示快速查找網(wǎng)絡(luò)表文件中的VD-1字符串。

第二步：單擊Search按鈕，搜索結(jié)果如圖2-25所示。表示在網(wǎng)絡(luò)表的第343行出現(xiàn)了一次該字符。

第三步：光標(biāo)移至“0343：Y”上單擊選中該行，網(wǎng)絡(luò)表文件中將快速顯示出該行。

第四步：光標(biāo)移至網(wǎng)絡(luò)表文件中，將VD-1修改成VD-A即可，結(jié)果如圖2-26所示。

三、修改網(wǎng)絡(luò)表現(xiàn)以表2-2中的第一個修改為例說明操作過88四、加載網(wǎng)格表后常見錯誤

常見的錯誤提示如下：◆Netnotfound：找不到對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)?！鬋omponentnotfound：找不到對應(yīng)的元件?！鬘ewfootprintnotmatchingoldfootprint：新的元件封裝與舊的元件封裝不匹配?！鬎ootprintnotfoundinLibrary：在PCB元件庫中找不到對應(yīng)元件的封裝?！鬢arningAlternativefootprintxxxusedinsteadof：警告信息，用xxx封裝替換。一般用戶應(yīng)該根據(jù)錯誤提示回到原理圖進行修改，重新生成網(wǎng)絡(luò)表，直至沒有錯誤提示為止，完成網(wǎng)絡(luò)表和元件的裝入。四、加載網(wǎng)格表后常見錯誤常見的錯誤提示如下：89板框規(guī)劃

值得注意的是，對于機器制板或需要自動布線的PCB圖，系統(tǒng)在識別時需要有一個由KeepoutLayer（禁止布線層）框出的封閉區(qū)域，即布線區(qū)，布線區(qū)要小于板框尺寸，一般至少在板框內(nèi)50mil處，對于采用導(dǎo)軌固定的印制板上的導(dǎo)電圖形與導(dǎo)軌邊緣的距離則要大于100mil。因此，建議大家在板框規(guī)劃后習(xí)慣性的在禁止布線層作一個封閉區(qū)域，操作方法與板框規(guī)劃相似，不同的是工作層應(yīng)該切換到KeepoutLayer。繪制完成后如圖2-8所示。

圖2-8具有布線區(qū)的板框規(guī)劃結(jié)果

板框規(guī)劃值得注意的是，對于機器制板或需要自動布線的P90工作層標(biāo)簽可以用來切換PCB不同的工作層。印制線路板設(shè)計時，層是一個十分重要的概念。頂層（TopLayer）：又名元件面，是元器件主要的安裝層面。對單面板，元件都安裝在該面，該層沒有印制導(dǎo)線，工作層標(biāo)簽可以用來切換PCB不同的工作層。印制線路板設(shè)計時，91一、板框規(guī)劃底層（BottomLayer）：又名焊錫面，是布線的主要層面。對于單面板，該層面是唯一能布線的一層。在PCB中，底層的印制導(dǎo)線默認(rèn)顯示的顏色是藍色。一、板框規(guī)劃底層（BottomLayer）：又名焊錫面，是92一、板框規(guī)劃禁止布線層（KeepoutLayer）：用于定義在電子線路板上能夠有效放置元件和布線的區(qū)域。在該層繪制一個封閉區(qū)域作為布線有效區(qū)，在該區(qū)域外是不能自動布局和布線的。在自動布線時，該層的設(shè)置顯得尤為重要，有時就是因為忘了設(shè)置布線區(qū)域，而不能實現(xiàn)自動布線。

一、板框規(guī)劃禁止布線層（KeepoutLayer）：用于93絲印層（SilkscreenLayer）：主要用于放置印制信息，如元件的輪廓和標(biāo)注、各種注釋字符等。Protel99SE提供了TopOverlay和BottomOverlay兩個絲印層。一般情況下，各種標(biāo)注字符都在頂層絲印層。多層（MultiLayer）：電子線路板上焊盤和穿透式過孔要穿透整個電子線路板，與不同的導(dǎo)電圖形層建立電氣連接關(guān)系，因此系統(tǒng)專門設(shè)置了一個抽象的層：多層。一般情況下，焊盤與過孔都要設(shè)置在多層上，如果關(guān)閉此層，焊盤與過孔就無法顯示出來。絲印層（SilkscreenLayer）：主要用于放置印制94二、設(shè)置PCB工作環(huán)境執(zhí)行“Design\Rules…”命令。彈出如圖2-9所示的DocumentOptions對話框，單擊Layer選項卡，可以發(fā)現(xiàn)窗口中有很多工作層，每個層前都有一個復(fù)選框。如果相應(yīng)工作層前的復(fù)選框中被選中打“√”，則表明該層被打開，否則該層處于關(guān)閉狀態(tài)。一般我們根據(jù)設(shè)計需要打開要用的工作層即可。

圖2-9DocumentOptions對話框二、設(shè)置PCB工作環(huán)境執(zhí)行“Design\Rules95二、設(shè)置PCB工作環(huán)境◆DRCErrors：用于設(shè)置是否顯示電路板上違反DRC的檢查標(biāo)記，當(dāng)電路設(shè)計中有出現(xiàn)違反設(shè)計規(guī)則的地方時，PCB圖中將顯示為高亮度的綠色，對設(shè)計者起到很好的提示作用，所以一般選擇打“√”?！鬋onnections：用于設(shè)置是否顯示飛線，飛線是在從原理圖更新到PCB中后提示電路電氣連接關(guān)系的“飛線”，在元件布局和布線過程中都給工作帶來很大的方便，所以一般選擇打“√”?！鬚adHoles：用于設(shè)置是否顯示焊盤通孔，一般需要打“√”?！鬡iaHoles：用于設(shè)置是否顯示過孔的通孔，一般需要打“√”?！鬡isibleGrid1：用于設(shè)置第一組可視網(wǎng)格間距以及是否顯示出來。

◆VisibleGrid2：用于設(shè)置第二組可視網(wǎng)格間距以及是否顯示出來。

PCB中可視網(wǎng)格的作用和SCH環(huán)境中可視網(wǎng)格的作用是一樣的，不同的是PCB中有兩組網(wǎng)格。一般我們在工作窗口看到的網(wǎng)格為第二組網(wǎng)格，放大畫面之后，如果第一組網(wǎng)格也打“√”，才可見到第一組網(wǎng)格。二、設(shè)置PCB工作環(huán)境◆DRCErrors：用于96圖2-30載入網(wǎng)絡(luò)表效果

元件之間有很多預(yù)拉線，又稱“飛線”，它反映了原理圖中的電氣連接關(guān)系，為以后的手工布線引路；邏輯上表示了各元件焊盤間的電氣連接關(guān)系，并不具備真正意義上的電氣屬性。

三、UpdatePCB圖2-30載入網(wǎng)絡(luò)表效果元件之間有很多預(yù)拉線，又97

元件的布局非常重要，是印制板成敗的關(guān)鍵之一，布局首先要考慮產(chǎn)品的電氣性能，同時還要考慮整體裝配的工藝要求，比如插座的位置會影響整機裝配連線是否方便；也要考慮便于操作、調(diào)試與維護，如電位器的方向與位置等；還要兼顧布線是否方便，尤其對單面板，要確保高的布通率，以減少額外放置跳線；最后還要考慮元件布局的美觀。四、元件布局1.自動布局：適合少量元件電路2.自動布局：復(fù)雜多種元件電路元件的布局非常重要，是印制板成敗的關(guān)鍵之一，布局首先98調(diào)整元件的位置，最終使得電路中的元件布局符合上述基本原則，且預(yù)拉線交叉盡可能的少，以使后續(xù)的手工布線比較方便。

圖2-34手工布局結(jié)果

2.手工布局調(diào)整元件的位置，最終使得電路中的元件布局符合上述基本99四、元件布局元件布局的基本規(guī)則主要有以下幾點：按電路模塊進行布局，實現(xiàn)同一功能的相關(guān)電路稱為一個模塊，電路模塊中的元件應(yīng)采用就近集中原則，同時數(shù)字電路和模擬電路分開。元器件離印制線路板機械邊框的最小距離必須大于2mm（80mil），如果安裝空間允許，最好保留5mm（200mil）。除微波電路外，一般印制線路板上元件只能沿水平或垂直方向排列，否則不利于插件或貼片。元件間距要結(jié)合插件、焊接工藝、散熱、干擾以及成本等綜合考慮。例如，對于發(fā)熱量大的功率元件，元件間距要足夠大，以利于散熱；當(dāng)元件間電位差較大時，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引起意外短路；帶強電的元件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手接觸不到的地方等。四、元件布局元件布局的基本規(guī)則主要有以下幾點：100四、元件布局盡可能縮短高頻器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互靠得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠離。質(zhì)量過重的元器件應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。發(fā)熱元件不能緊鄰導(dǎo)線和熱敏元件；高熱器件要均衡分布。對于需要調(diào)節(jié)的元件，如電位器、微調(diào)電阻、可調(diào)電感等的安裝位置應(yīng)充分考慮整機結(jié)構(gòu)要求：對于需要機外調(diào)節(jié)的元件，其安裝位置與可調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置要一致；對于機內(nèi)調(diào)節(jié)的元件，其放置位置以打開機蓋后即可方便調(diào)節(jié)為原則。時鐘電路元件應(yīng)盡量靠近芯片的時鐘引腳，盡量將去耦電容和濾波電容等放置在對應(yīng)元件的周圍。四、元件布局盡可能縮短高頻器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布101四、元件布局貼裝元件焊盤的外側(cè)與相鄰插裝元件的外側(cè)距離大于2mm。貼片焊盤上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虛焊。重要信號線不準(zhǔn)從插座腳間穿過。金屬殼體元器件和金屬件（屏蔽盒等）不能與其他元器件相碰，不能緊貼印制導(dǎo)線、焊盤，其間距應(yīng)大于2mm。定位孔、緊固件安裝孔、橢圓孔及板中其他方孔外側(cè)距板邊的尺寸大于3mm。有極性的器件在同一板上的極性標(biāo)示方向盡量保持一致。四、元件布局102

焊盤是元件固定和電氣連接的部位，是影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能的重要指標(biāo)。印制板中大多焊盤都是元件封裝圖中的一部分，也有少量焊盤是作為跳線、電源/地線或輸入/輸出信號線的連接盤以及大功率元件固定螺絲孔、印制板固定螺絲孔等，這些焊盤不歸屬于某個元件封裝，我們稱之為孤立焊盤。五、設(shè)定焊盤

1.單個焊盤的設(shè)置圖2-35焊盤屬性對話框

2.焊盤設(shè)置規(guī)則焊盤是元件固定和電氣連接的部位，是影響產(chǎn)品質(zhì)量和性能103五、設(shè)定焊盤焊盤形狀有三種選擇，Round（圓形）、Rectangle（方形）和Octagonal（八角形）。當(dāng)X、Y方向外徑尺寸不同時，還有橢圓形、長方形和長八角形。為了增加焊盤的附著力，在中等密度布線條件下，一般采用橢圓形或長圓形焊盤；在高密度布線情況下，常采用圓形或方形焊盤。有時也要根據(jù)需要靈活選擇某個元件或某個元件中個別焊盤的形狀。總之，要盡量保證焊盤的附著力，一般焊盤銅環(huán)的外徑比內(nèi)徑要大2倍以上，焊盤的銅環(huán)不能太小，尤其是單面板，當(dāng)銅環(huán)面積太小時，焊盤很容易脫落。

表2-3

常用焊盤設(shè)置尺寸（單位：mm）五、設(shè)定焊盤焊盤形狀有三種選擇，Round（圓形）、104雙擊其中任意一個焊盤，彈出如圖2-35所示對話框，修改焊盤外徑X-Size和Y-Size均為80mil，單擊Global按鈕，彈出如圖2-36所示對話框。在AttributesToMatchBy（編輯條件）區(qū)域中，不作任何條件約束，表示所有焊盤均需要編輯，在CopyAttributes(編輯內(nèi)容）區(qū)域中，將X-Size和Y-Size前面打“√”。在最下方的ChangeScope（操作范圍）中選擇“Allprimitives”，表示操作范圍是所有焊盤，另一選項是“AllFreeprimitives”，表示操作范圍僅僅局限于自由焊盤。設(shè)置完后單擊“OK”即可。

五、設(shè)定焊盤2.同類焊盤的批量處理（以80mil為例）雙擊其中任意一個焊盤，彈出如圖2-35所示對話框，修105五、設(shè)定焊盤圖2-36全局編輯所有焊盤外徑

另外，為提高焊盤的牢固性，對密度高、焊盤本身不允許大的PCB，可以通過補淚滴的方法進行彌補。

五、設(shè)定焊盤圖2-36全局編輯所有焊盤外徑106①印制導(dǎo)線的走向要盡可能取直，以短為佳，不要繞遠。②印制導(dǎo)線的彎折處走線平滑自然，連接處用圓角，避免用直角，因為直角或夾角會在高頻電路中影響電路性能。③印制電路中不允許有交叉電路，對于可能交叉的線條，可以用“鉆”、“繞”兩種方法解決。④作為電路輸入與輸出用的印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相互平行，且在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。六、手工布線布線就是利用印制導(dǎo)線完成原理圖中的元件連接關(guān)系。不良的布線可能會降低電路系統(tǒng)抗干擾性能指標(biāo)，甚至不能工作。因此，布線對操作者要求較高。1.布線基本規(guī)則①印制導(dǎo)線的走向要盡可能取直，以短為佳，不要繞遠。六、手工107⑤盡可能多地保留銅箔作公共地線，且布置在PCB的邊緣；大面積銅箔在使用時最好鏤空成柵格，以利于排除銅箔與基板間黏合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體；導(dǎo)線寬度超過3mm時中間留槽，以利于焊接。⑥盡量加粗電源線的寬度，以便減少環(huán)路電阻；接地線也盡量加粗。若接地線用很細(xì)的線條，則接地電位隨電流的變化而變化，會使電路抗噪音性能降低；一般應(yīng)滿足地線寬度>電源線寬度>信號線寬度。六、手工布線⑤盡可能多地保留銅箔作公共地線，且布置在PCB的邊緣；大面108⑦印制線路板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏稠度和流過它們的電流值決定；導(dǎo)線間的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。⑧同一級電路的接地點應(yīng)盡量靠近，并且本級電路的電源濾波電容也應(yīng)接在該級接地點上。⑨在雙面板中，由于沒有地線層屏蔽，應(yīng)盡量避免在時鐘下方走線。雙面板上兩面的導(dǎo)線應(yīng)避免相互平行。高頻電路中必須嚴(yán)格限制平行走線的最大長度。

六、手工布線六、手工布線109六、手工布線圖2-39布線舉例六、手工布線圖2-39布線舉例110布線規(guī)則設(shè)置主要包括安全間距設(shè)置、布線拐角方式設(shè)置、板層設(shè)置、線寬設(shè)置等。其它基本用默認(rèn)設(shè)置即可。

在PCB編輯器中，執(zhí)行菜單命令“Design/Rules”，將彈出如圖2-40所示的的DesignRules（設(shè)計規(guī)則）對話框。六、手工布線圖2-40設(shè)計規(guī)則對話框布線規(guī)則設(shè)置主要包括安全間距設(shè)置、布線拐角方式設(shè)置、111（1）設(shè)置安全間距（ClearanceConstraint）安全間距用于設(shè)置同一個工作層上的導(dǎo)線、焊盤、過孔等電氣對象之間的最小間距。雙擊圖2-35中第一條安全間距規(guī)則，彈出如圖2-36所示的ClearanceConstraint設(shè)置對話框中。六、手工布線圖2-41設(shè)置安全間距對話框

（1）設(shè)置安全間距（ClearanceConstr112

RuleScope指規(guī)則的適用范圍，一般情況下，指定該規(guī)則適用于整個電路板（WholeBoard）即可。

RuleAttributes指規(guī)則屬性，用來設(shè)置最小間距的數(shù)值（如10mil）及其所適用的網(wǎng)絡(luò)，包括DifferentNetsOnly（僅不同網(wǎng)絡(luò)）、SameNetOnly（僅同一網(wǎng)絡(luò)）和AnyNet（任何網(wǎng)絡(luò)）。本例可以將安全間距設(shè)為15mil，適用整板WholeBoard

。numClearnce后輸入15mil，所適用的網(wǎng)絡(luò)選用默認(rèn)的DifferentNetsOnly。

六、手工布線RuleScope指規(guī)則的適用范圍，一般情況下，指113圖2-42布線拐角模式設(shè)置對話框（2）設(shè)置布線的拐角模式（RoutingCorners）主要用于設(shè)置布線時拐角的形狀及拐角走線垂直距離的最小和最大值。雙擊圖2-40中RuleClasses中的RoutingCorners，將彈出如圖2-42所示的布線拐角方式設(shè)置對話框。本例采用該默認(rèn)設(shè)置即可，采用45度拐角，拐角走線的垂直距離為100mil。圖2-42布線拐角模式設(shè)置對話框（2）設(shè)置布線的拐角114（3）設(shè)置布線工作層（RoutingLayers）

圖2-43布線工作層設(shè)置對話框（3）設(shè)置布線工作層（RoutingLayers）115（4）

設(shè)置布線寬度（WidthConstraint）用于設(shè)置布線時的導(dǎo)線寬度。雙擊圖2-40中RuleClasses中的WidthConstraint，將彈出如圖2-44所示的布線寬度設(shè)置對話框。圖2-44布線寬度設(shè)置對話框

（4）設(shè)置布線寬度（WidthConstraint116同理可以設(shè)置地線的線寬，所有規(guī)則設(shè)置后，設(shè)計規(guī)則窗口將顯示如圖2-46所示。圖2-46線寬規(guī)則設(shè)置結(jié)果

每條規(guī)則前面有一個Enable使能項，可以控制使其啟用規(guī)則或禁用規(guī)則。線寬設(shè)置時一般可以把最大值和最小值的范圍設(shè)得大一點。同理可以設(shè)置地線的線寬，所有規(guī)則設(shè)置后，設(shè)計規(guī)則窗口117印制導(dǎo)線的寬度與流過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)：如果導(dǎo)線線寬太小，則印制導(dǎo)線電阻大，印制導(dǎo)線上的電壓降也就大，影響電路性能，嚴(yán)重時會使印制導(dǎo)線發(fā)熱而損壞；相反，印制導(dǎo)線太寬，則布線密度低，板面積增加，除了增加成本外，也不利于小型化。如果電流負(fù)荷以20A/mm2計算，當(dāng)敷銅箔厚度為0.05mm時（敷銅板銅箔厚度一般為0.05mm），則1mm（約40mil）線寬的電流負(fù)荷大約為1A——這就是所謂的“毫米安培”經(jīng)驗，其含義是1mm線寬的電流負(fù)荷能力為1A。

除了電流容量要求外，印制導(dǎo)線寬度還與焊盤直徑有關(guān)，否則不僅影響美觀，也容易造成虛焊。焊盤直徑D與印制導(dǎo)線寬度W關(guān)系大致為。例如，焊盤直徑為62mil，則與焊盤相連的印制導(dǎo)線寬度為20～40mil。

六、手工布線印制導(dǎo)線的寬度與流過導(dǎo)線的電流大小有關(guān)：如果導(dǎo)線線寬太小，則118印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折內(nèi)角不能小于90°，一般選擇135°或圓角。原因是由于工藝原因，在印制導(dǎo)線的小尖角處，印制導(dǎo)線有效寬度小，電阻增大；另一方面，小于135°的轉(zhuǎn)角會使印制導(dǎo)線總長度增加，也不利于減小印制導(dǎo)線的寄生電阻和寄生電感。如圖2-47所示。六、手工布線圖2-47繪制完一根導(dǎo)線單擊放置工具欄的放置導(dǎo)線按鈕

印制導(dǎo)線轉(zhuǎn)折內(nèi)角不能小于90°，一般選擇135°或圓119可以按shift+空格鍵改變走線樣式，按空格鍵改變走線的朝向，也可以在畫導(dǎo)線的過程中改變線的寬度，按TAB鍵，彈出如圖2-48所示對話框，在TraceWidth一欄輸入變細(xì)后的線寬即可。要注意的是，輸入的線寬必須介于設(shè)計規(guī)則中的線寬最大值和最小值范圍以內(nèi)。六、手工布線圖2-48修改線寬對話框

可以按shift+空格鍵改變走線樣式，按空格鍵改變走120布線的過程中某根線如果覺得走線不合理，用戶無須先刪除原來的線再重新布線，可以直接在原來布線的基礎(chǔ)上重新布新的線，原來的線會自動消除。所有導(dǎo)線走通后，PCB如圖2-44所示。六、手工布線圖2-50PCB手工布線完成

布線的過程中某根線如果覺得走線不合理，用戶無須121然后再檢查和完善PCB圖，比如圖中元件序號C2的方向還需要再調(diào)整一下，三極管的型號最好顯示出來等等。具體修改方法：按住文字C2同時，按空格鍵旋轉(zhuǎn)使文字水平后松手即可。雙擊三極管，將Compnent選項卡中的Hide后的“√”去掉。最后PCB的設(shè)計結(jié)果如圖2-51所示，至此，手工布線設(shè)計PCB已經(jīng)基本完成。六、手工布線圖2-51修改完善后的PCB圖然后再檢查和完善PCB圖，比如圖中元件序號C2的方向122

Protel具有一個有效的設(shè)計規(guī)則檢查功能，該功能可以確認(rèn)設(shè)計是否符合設(shè)計規(guī)則。一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)，違規(guī)的圖件將被高亮綠色顯示，并給出詳細(xì)的違規(guī)報告。七、設(shè)計規(guī)則檢查1.實時檢查實時檢查是在放置或移動圖片的同時，系統(tǒng)自動利用規(guī)則進行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)違規(guī)，就會出現(xiàn)高亮綠色，同時如果PCB編輯器設(shè)為違規(guī)瀏覽模式（Violation）時，其中會顯示違規(guī)的名稱和具體內(nèi)容。執(zhí)行菜單命令“Tools\DesignRuleCheck”命令，彈出如圖2-55所示對話框，選中On-line選項卡。一般檢查項目如圖示設(shè)置即可。

需要說明的是，實時檢查如果要顯示高亮度綠色，必須要符合兩個條件，一是打開在線檢查功能（執(zhí)行“Tools\Preferences……,Option選項卡的OnlineDRC前打√），二是顯示在線檢查錯誤提示（執(zhí)行Design\Options……Layer選項卡的DRCErrors前打√）。Protel具有一個有效的設(shè)計規(guī)則檢查功能，該功能可123七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-55On-line選項卡

七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-55On-line選項卡124執(zhí)行菜單命令“Tools\DesignRuleCheck”命令，彈出對話框，選中Report選項卡,如圖2-56所示。一般用默認(rèn)設(shè)置即可，單擊RunDRC按鈕，系統(tǒng)即進行設(shè)計規(guī)則檢查，并產(chǎn)生報告文件。七、設(shè)計規(guī)則檢查圖2-56Report選項卡

2.分批檢查執(zhí)行菜單命令“Tools\Design