電路板設(shè)計環(huán)境.ppt

1、印制板設(shè)計教程,目錄,1.電路板設(shè)計環(huán)境 2.人工畫電路板 3.元件封裝庫的修改與創(chuàng)建 4.自動布線畫電路板 5.設(shè)計規(guī)則與信號分析 6.人工布線畫電路板練習(xí) 7.自動布線畫電路板練習(xí) 8.電路板設(shè)計導(dǎo)引 9.簡單收音機電路設(shè)計與制作,第一章 電路板設(shè)計環(huán)境,授課內(nèi)容: 設(shè)計電路板基礎(chǔ) 電路板設(shè)計環(huán)境 電路板設(shè)置 重點難點: 設(shè)計電路板的方法 電路板中的設(shè)計對象 電路板管理器與電路板設(shè)置,1.1設(shè)計電路板基礎(chǔ),電路板:就是所有電子產(chǎn)品都具有的焊接元件的基板 1.1.1印制板種類及結(jié)構(gòu) 根據(jù)導(dǎo)電層數(shù): 單面板 雙面板 多層電路板 根據(jù)覆銅板基底材料: 紙質(zhì)覆銅箔層壓板 玻璃布覆銅箔層壓板,A.單

2、面板的結(jié)構(gòu),詳見教材p183 B.雙面板的結(jié)構(gòu) C.多層板的結(jié)構(gòu),1.1.2如何設(shè)計電路板,1.自動布線法 a.設(shè)計原理圖(在SCH環(huán)境)進行檢查并生成原理圖的網(wǎng)絡(luò)表(Netlist) b.在PCB環(huán)境確定電路板的層數(shù)尺寸(利用板框精靈) c.使用Dsign/ Netlist菜單,調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表 d.布置元件(自動布置,人工布置) e.自動布線(先設(shè)置自動布線規(guī)則) f. 完成修飾等,2.人工布線法,a.人工確定電路板的層面和尺寸 b.人工放置元件封裝和布置元件封裝 c.根據(jù)原理圖,直接使用Place/interactive routing菜單人工布線 d.修飾電路板,1.1.3電路板中設(shè)計對象,

3、Foot Print 元件封裝 Pad 焊盤 Via 過孔 Polygon Plane 多邊形鋪銅 Fill 填充 Interactive Route銅膜線,1.1.4元件封裝,1原理圖元件與封裝之間的關(guān)系 元件封裝就是原理圖元件的Foot print.對于同一個元件來說,經(jīng)常有不同的封裝形式.元件封裝的主要參數(shù)是形狀尺寸. 2封裝圖結(jié)構(gòu).一般元件的封裝圖結(jié)構(gòu)如圖它包含元件圖形.焊盤和元件屬性三部分,部分元件封裝說明表,幾個常用名詞,a.插針元件 b.表面粘貼式元件 c.焊盤 d.銅膜線 e.過孔 f.網(wǎng)絡(luò)表 g.阻焊層,h.安全間距 i.禁止布線層 j.絲網(wǎng)印刷層 k.指示層 l.內(nèi)層,1.

4、2電路板設(shè)計環(huán)境,1.2.1進入電路板設(shè)計 進入電路板設(shè)計環(huán)境的方法 (1)新建設(shè)計數(shù)據(jù)庫,再建PCB文件,雙擊該文件進入(在設(shè)計管理其中) (2)用File/New建PCB文件雙擊進入(在SCH環(huán)境中) (3)選擇File/New,使用板框精靈進入 (4)使用Design/update PCB進入(在SCH環(huán)境中),1.2.2PCB環(huán)境簡介,詳見設(shè)計軟體 1.2.3文件管理 詳見設(shè)計軟體 1.2.4電路板管理器(Browse PCB) 1 Nets 網(wǎng)絡(luò)管理功能 2 Components 元件管理功能 3 Libraries 元件封裝庫管理功能,1.3電路板設(shè)置,1.3.1電路板板層和柵格設(shè)

5、置 (Design/Options) 1 Layers頁面 2 Options頁面,1.3.2電路版畫圖環(huán)境設(shè)置 (Tool/Preferences),1.Options頁面 2.Display頁面 3.Color頁面 4.Show/Hide頁面 5.Default頁面 6.Signal Integrity頁面 BACK,第二章人工畫電路板,授課內(nèi)容: 定義電路板 放置設(shè)計對象 編輯電路板 各式報表 重點難點: 板框精靈的應(yīng)用 元件屬性設(shè)置 其他設(shè)計對象屬性設(shè)置 幾個常用的編輯技巧,2.1定義電路板,電路板設(shè)計的第一步是設(shè)計板框，所有零件及布線，將在所定義的板框內(nèi)進行。而板框的設(shè)計可以“手工繪

6、制”及利用程序所提供的“板框精靈”兩種方式,2.1.1直接定義電路板,(1)手繪板框 板框是在【Keepout Layer】（禁置板層）建立的，只要在此板層上，繪制一個封閉的區(qū)塊即可；此后，所加載的零件與網(wǎng)絡(luò)，將以此區(qū)塊為中心，零件自動布置、自動布線等，都是在此區(qū)塊中進行。 繪制板框時，工作板層切換為Keepout板層，接著畫板框,執(zhí)行PlaceTrack命令，進入走線狀態(tài)， 結(jié)束畫線，即可完成板框的編輯。 注意： 如果畫出的板框是藍色的或紅色的，那可能忘記把工作板層切換到KeepOut了!,(2)定義單層電路板,2.1.2板框精靈的應(yīng)用,2.2放置設(shè)計對象,2.2.1元件封裝的放置與屬性設(shè)置

7、 1.放置元件封裝 方法一:用Place/Component 方法二:使用工具箱中的按鈕 方法三:使用PCB管理器的元件封裝庫管理器功能放置,2.元件屬性,a. properties頁面 b. designator頁面 c. comment頁面 2.2.2銅膜線的放置與屬性設(shè)置 手工走線要用Place/interactive Routing 菜單 1.手工走線 2.銅膜線屬性,2.2.3文字與它的屬性設(shè)置,1.放置文字 2.文字的屬性 2.2.4焊盤與它的屬性 1.放置焊盤 2.屬性 2.2.5過孔與它的屬性 1.放置過孔 2.屬性,2.2.6鋪銅與它的屬性,1.放置鋪銅 使用菜單或工具箱中的

8、工具按鈕 2.屬性設(shè)置 2.2.7填充與它的屬性,2.2.3編輯電路板,2.3.1幾個基本操作 1.剪切 2.拷貝 3.粘貼 4.刪除,2.3.2陣列粘貼,1.線性數(shù)組式貼放 2.圓形數(shù)組式貼放 2.2.3同時編輯多個對象 1.對象的標記 方法一:拖動左鍵 方法二:Edit/select/inside area 方法三:Edit/Toggle selection 方法四:Edit/ selection/outside area,2.標記解除,方法一:主工具欄快捷菜單 方法二:Edit/Deselect/all 方法三:Edit/Toggle Selection 3.清除多個對象 標記后執(zhí)行Ed

9、it/clear 4.元件自動編號 Tool/Re-Annotate 5.整體編輯,2.4各式報表,1.建立網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)表 2.元件統(tǒng)計表 BACK,第三章元件封裝庫的修改與創(chuàng)建,授課內(nèi)容: 元件封裝編輯環(huán)境 元件封裝圖向?qū)?直接畫元件封裝圖 制作元件封裝圖舉例 重點難點: 元件封裝管理器 元件封裝圖的創(chuàng)建 元件封裝圖的修改,3.1元件封裝編輯環(huán)境,1.進入封裝編輯環(huán)境 2.元件封裝管理器 3.畫封裝工具箱,3.2元件封裝圖向?qū)?選擇菜單Tool/new component進入元件封裝制作向?qū)У牡?步 第2步選擇元件模板 第3步設(shè)置焊盤大小及間距 第4步設(shè)定網(wǎng)層的元件圖形線寬 第5步設(shè)定焊盤編號方

10、式 第6步設(shè)定焊盤排列方式和焊盤數(shù)量 第7步輸入元件名稱完成制作,3.3直接畫元件封裝圖,(1)進入元件封裝編輯環(huán)境 (2)單擊Add按鈕,進入向?qū)У谝徊?(3)設(shè)置基本單位 (4)設(shè)置捕捉柵格間距和可視柵格間距 (5)按照元件尺寸畫紙圖形符號 (6)編輯焊盤 (7)命名,3.4制作元件封裝圖舉例,1.實例教學(xué) 制作發(fā)光二極管封裝 2.課堂練習(xí) 繪制數(shù)碼管封裝 BACK,4.自動布線畫電路板,授課內(nèi)容: 元件封裝設(shè)置和網(wǎng)絡(luò)表的生成 網(wǎng)絡(luò)表的載入與網(wǎng)絡(luò)宏錯誤處理 自動元件布置 自動布線 重點難點: 元件封裝的設(shè)置 常見網(wǎng)絡(luò)宏錯誤的處理 手工修改 元件布局自動設(shè)定,4.1元件封裝設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)表的生成

11、,4.1.1.元件封裝 元件封裝是指元件的外形,也就是元件在電路板中的表現(xiàn)形式. 元件風(fēng)裝有針腳式和表貼式兩種類型 常用封裝含義 DIP雙列直插式 AXIAL管狀元件 RB電解電容 DIODE二極管,4.1.2網(wǎng)絡(luò)表的生成,1.網(wǎng)絡(luò)表的生成 當(dāng)畫好的原理圖設(shè)置了封裝以后,單擊Design菜單,接著執(zhí)行Create Netlist命令就可生成網(wǎng)絡(luò)表 2.選項卡的設(shè)置 Preference選項卡 a. Output Format 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)表格式 b. Net identifier scope 設(shè)置網(wǎng)絡(luò)表標號與端口的范圍 c. Sheet to netlist 生成網(wǎng)絡(luò)表的電路范圍 d.各復(fù)選框,3

12、.網(wǎng)絡(luò)表說明,網(wǎng)絡(luò)表包含兩部分,前一部分描述電路圖中用到的元件及其屬性,后一部分描述網(wǎng)絡(luò)表中的所有網(wǎng)絡(luò). 例 元件描述開始 U1 元件標號 DIP14 元件封裝 74LS161A 元件名 元件描述結(jié)束 ( 網(wǎng)絡(luò)描述開始 NetU1_3 網(wǎng)絡(luò)名 U1_3 網(wǎng)絡(luò)的第1個節(jié)點, U1元件的第3個管腳 CRY_1 網(wǎng)絡(luò)的第2個節(jié)點, CRY的第一個管腳 R5_1 網(wǎng)絡(luò)的第3個節(jié)點, R5的第一個管腳 ) 網(wǎng)絡(luò)描述結(jié)束,4.2網(wǎng)絡(luò)表的載入與網(wǎng)絡(luò)宏錯誤處理,4.2.1網(wǎng)絡(luò)表的載入 執(zhí)行菜單Design/Load Net命令,Netlist輸入框必須輸入要調(diào)入的網(wǎng)絡(luò)表可以直接輸入,也可以單擊Browse按鈕

13、,尋找網(wǎng)絡(luò)表文件 Execute 按鈕:執(zhí)行宏命令,將元件封裝和網(wǎng)絡(luò)放置在電路板圖上,4.2.2常見錯誤及處理方法,1.常見錯誤 Footprint not found in library宏命令使用了當(dāng)前封裝苦衷不存在的元件封裝. Component not found宏命令企圖刪除修改或引用不存在的元件 Component already exists宏命令企圖增加已存在的元件 Net not found宏命令企圖刪除修改或引用不存在的網(wǎng)絡(luò) Net already exists宏命令企圖增加已存在的 Alternative footprint in library警告:宏命令自動使用了可能

14、是不合適的元件封裝.,2.處理方法,對于前面的錯誤通常有兩個處理方法: (1)應(yīng)檢查是否將元件的封裝庫載入,如是自做的元件封裝則要載入自創(chuàng)元件庫.同時也可能是元件封裝的輸入有誤所致. (2)雙擊相應(yīng)的錯誤提示行,在彈出的對話框中修改元件屬性. 注意:在加在網(wǎng)絡(luò)表之前一定要先加入元件封裝庫.,4.2.3從原理圖編輯窗口中將網(wǎng)絡(luò)表直接調(diào)入電路板設(shè)計環(huán)境,原理圖編輯窗口中的Design/update PCB菜單用于把網(wǎng)絡(luò)表直接調(diào)入電路板設(shè)計環(huán)境. 若是沒有電路板文件,他可以自動生成電路板文件.若是已經(jīng)有多個電路板文件,他將需要人工確定網(wǎng)絡(luò)表要調(diào)入那一個電路板文件. Preview Change按鈕,

15、用來查看網(wǎng)絡(luò)表轉(zhuǎn)換成宏命令的情況單擊他就回到宏命令顯示與修改窗口.,4.3自動元件布置,4.3.1設(shè)置自動布局參數(shù) 1.設(shè)置元件自動布局間距 啟動design/rule菜單,然后選擇placement頁面.在rule classes列表框中選擇component clearance constraint選項,然后單擊add按鈕在gap框輸入元件封裝間距. 2.設(shè)置元件放置方向 在placement頁面rule classes列表框中選擇component orientation rule 選項,再單擊add按鈕,在出現(xiàn)的對話框中選擇元件放置的的角度. 3.設(shè)置元件放置層面 在placement

16、頁面rule classes列表框中選擇nets to ignore選項,再單擊add按鈕選擇元件放置的層面.,4.3.2自動布局,自動布置元件的菜單命令是Tool/Auto Placement/auto Placer. 4.3.3手工調(diào)整元件布局 1.粗調(diào)元件位置 2.元件位置精確調(diào)整,4.4自動布線,4.4.1自動布線前的預(yù)處理(參見教材P251) (1)敷銅區(qū)的放置與編輯 (2)放置填充區(qū) 4.4.2自動布線 使用菜單Auto Route/All命令. 4.3.3手工修改(參見教材P256) 1.修改走線的方法 2.修改拐彎很多的走線 3.增加電源,地線,及其他大電流負荷導(dǎo)線的線寬. 4.4.4 布線后的進一步處理 back,5.設(shè)計規(guī)則與信號分析,5.1設(shè)計規(guī)則 5.1.1布線規(guī)律 布線過程中