EDA技术--第7章 PCB设计基础,第8章 PCB手工布线(修改)
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EDA技术pcb板设计中布线规则
EDA技术pcb板设计中布线规则EDA技术（Electronic Design Automation）在PCB板设计中的布线规则是非常重要的，它能够帮助设计工程师在电路板布线过程中遵循一系列的电气、物理和制造规则，确保电路的可靠性、稳定性和性能。
以下是PCB板设计中常见的布线规则：1.信号完整性：-差分信号：差分信号是现代高速通信中常用的信号传输方式，要求差分信号的两条线路保持相等的长度和相反的传输延迟，以确保数据的准确传输和抗干扰性能。
-信号传输速率：正常情况下，信号的传输速率应该在PCB材料和器件的允许范围内，以减小信号损耗和时钟偏移。
-减小电磁辐射：高速信号的传输会伴随较强的电磁辐射，因此需要通过适当的布线规则来减小电磁辐射的影响。
2.电源和地面规则：-电源噪声分离：为了保持电路的稳定性和抗干扰性能，需要将不同类型的电源噪声分离，并通过适当的布线规则减小电源噪声的传播和干扰。
-地域规划：在布局和布线过程中要注意地域规划，将信号地、电源地和地面分层合理分开，并减小地线的回流路径长度，提供稳定的地面引用。
3.信号与电源线分离：-相邻信号线的距离：为了减小信号间的串扰和交叉干扰，相邻信号线之间需要保持一定的距离。
-信号与电源线的距离：为了减小信号线对电源线的干扰，信号线与电源线也需要保持一定的距离。
4.电路板布局规则：-分区：将电路板分为不同的区域，如模拟、数字和电源区域，以便优化布线和减少干扰。
-引脚排列：将相邻的引脚布置在一起，减小信号线的长度，提高布线效率和性能。
-电路板尺寸和布线宽度：根据电路的需求和规格，合理选择电路板的尺寸和布线宽度，以保证信号的可靠传输和良好的电气性能。
5.管脚和引脚布线规则：-信号和地线布线：将信号和地线布线在同一层，减小信号线的长度，提高抗干扰性能。
-信号布线：将信号线从信号源直接引出，避免与其他信号线相交或并行，减小信号干扰的可能性。
-引脚布线：将引脚连接至最近的电源或地，减小电源回路的长度，提供稳定的电源引用。
EDA技术pcb板设计中布线规则
EDA技术pcb板设计中布线规则EDA技术pcb板设计中布线规则在EDA技术PCB板设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的。
那么PCB板的布线规则是什么呢?有什么特点呢?一起来看看吧!在整个PCB板设计中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。
PCB板布线分单面布线、双面布线及多层布线。
PCB板布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线。
在自动布线之前，可以用交互式预先进行要求比较严格的布线。
输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰，必要时应加地线隔离。
两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。
PCB板自动布线的布通率，依赖于良好的PCB板布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。
一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线，并试着重新再布线，以改进总体效果。
对目前高密度的PCB板设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这个问题，出现了盲孔和埋孔技术。
它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道，使布线过程完成得更加流畅，更加完善。
PCB板设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需电子工程设计人员去自已体会，总结经验。
1、电源、地线的处理在整个PCB板设计中，即使布线完成得都很好，但因为电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。
所以对电源、地线的布线要认真对待，把电源、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。
对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述。
众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。
尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线>电源线>信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm，最经细宽度可达0.05～0.07mm，电源线为1.2～2.5 mm，对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路，即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用) 用大面积铜层作地线用，在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。
Altium Designer 电路板设计与制作课件第8章
规划电路板。如何利用PCB文件生成向导规划电路板已经在7.4.1节中详细讲
解过，请参考前面所讲内容。这里着重介绍如何在电路板设计编辑器中手工 规划电路板。
8.1.1 定义电路板尺寸
如果不是利用PCB文件生成向导创建PCB文件，就需要自定义电路板 的形状和尺寸，实际上就是在Keep Out Layer (禁止布线层)上，用 直线绘制一个封闭的多边形区域(一般绘制成矩形),多边形内部就是实 际印制电路板大小。
8.1.3 定义电路板板层
【实例8-2】定义电路板板层
(5)在“层堆栈管理器”对话框中选中“顶部绝缘体”或“底部绝缘 体”复选框，即可在顶部或底部添加绝缘层，如图8-12所示，带有 绝缘体的层堆栈管理器示意图。单击复选框前面的“浏览”按钮，即 可弹出“电介质工具”对话框，以修改绝缘层属性。
(6)在“层堆栈管理器”对话框中双击示意图上板层名称，或选中示 意图上的板层，右击弹出选项列表，单击“属性”一项，弹出如图813所示的“顶层属性编辑层”对话框，可以进行板层名称和铜厚度 的修改。
执行“放置字符串”命令的常用方式有以下两种：
◆“配线”工具栏：选择“放置字符串”快捷图标。
◆ 菜单栏：“放置”→“字符串”。
在进行PCB设计时，需要在电路板上添加导线、焊盘、元件等操作，这些都 可以通过Altium Designer 10中的绘图工具来完成。
8.3.5 放置坐标
设计人员可以将光标当前所在位置的坐标放置在工作平面上以供参考，坐标 与字符串一样不具有任何电气特性，只是提醒用户当前鼠标所在位置与坐标 原点之间的距离。
(3)在PCB文件编辑环境下，选择“设计”→“Import Changes From数字时 钟电路.PrjPCB”命令，弹出“工程更改顺序”对话框如图8-19所示。
解过，请参考前面所讲内容。这里着重介绍如何在电路板设计编辑器中手工 规划电路板。
8.1.1 定义电路板尺寸
如果不是利用PCB文件生成向导创建PCB文件，就需要自定义电路板 的形状和尺寸，实际上就是在Keep Out Layer (禁止布线层)上，用 直线绘制一个封闭的多边形区域(一般绘制成矩形),多边形内部就是实 际印制电路板大小。
8.1.3 定义电路板板层
【实例8-2】定义电路板板层
(5)在“层堆栈管理器”对话框中选中“顶部绝缘体”或“底部绝缘 体”复选框，即可在顶部或底部添加绝缘层，如图8-12所示，带有 绝缘体的层堆栈管理器示意图。单击复选框前面的“浏览”按钮，即 可弹出“电介质工具”对话框，以修改绝缘层属性。
(6)在“层堆栈管理器”对话框中双击示意图上板层名称，或选中示 意图上的板层，右击弹出选项列表，单击“属性”一项，弹出如图813所示的“顶层属性编辑层”对话框，可以进行板层名称和铜厚度 的修改。
执行“放置字符串”命令的常用方式有以下两种：
◆“配线”工具栏：选择“放置字符串”快捷图标。
◆ 菜单栏：“放置”→“字符串”。
在进行PCB设计时，需要在电路板上添加导线、焊盘、元件等操作，这些都 可以通过Altium Designer 10中的绘图工具来完成。
8.3.5 放置坐标
设计人员可以将光标当前所在位置的坐标放置在工作平面上以供参考，坐标 与字符串一样不具有任何电气特性，只是提醒用户当前鼠标所在位置与坐标 原点之间的距离。
(3)在PCB文件编辑环境下，选择“设计”→“Import Changes From数字时 钟电路.PrjPCB”命令，弹出“工程更改顺序”对话框如图8-19所示。
7PCB设计基础
• PCB基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质所制成。 在整个板子的表面上覆盖着铜箔。在制造过程中部 分铜箔被刻蚀处理掉，留下来的部分就变成导线， 用来连接PCB上零件的电路连接。
印制电路板的主要制作材料 • 绝缘材料：一般用二氧化硅（SiO2） • 金属铜：主要用于印制电路板上的电气导线，一般
还会在导线表面再附上一层薄的绝缘层。 • 焊锡：附着在过孔和焊盘的表面。
第7章 PCB设计基础
7.1 PCB设计基础知识 7.2 Protel DXP PCB设计流程 7.3 Protel DXP PCB编辑器的使用 7.4 准备网络表或原理图 7.5 设置参数 7.6 规划电路板 7.7 装入元件封装 7.8 装入网络表 7.9 元件布局 7.10 布线 7.11 覆铜和补泪滴 7.12 其他放置工具 7.13 DRC检查 7.14 打印和输出 7.15 创建项目元件库
7.1 PCB设计基础知识
7.1.1 PCB基础知识
• PCB（Printed Circuit Board）：也称印制电路板， 通过印制板上的印制导线、焊盘及金属化过孔实现 元器件引脚之间的电气连接。
• 由于印制板上的导电图形（如元件引脚焊盘、印制 连线、过孔等）以及说明性文字（如元件轮廓、序 号、型号）等均通过印制方法实现，因此称为印制 电路板。
7.1.2 元件的封装技术
元件封装：指实际元件焊接到电路板时所指示 的外观和焊盘位置。仅仅是空间的概念。
》不同元件可共用同一个元件封装形式。如 8031，8255都是直插双列40引脚器件，封装形 式都是DIP40
》同种元件也可以有不同的封装形式。如 RES3代表电阻，它的封装形式有CR32251210、CR5025-2010、CR6322-2512等。
印制电路板的主要制作材料 • 绝缘材料：一般用二氧化硅（SiO2） • 金属铜：主要用于印制电路板上的电气导线，一般
还会在导线表面再附上一层薄的绝缘层。 • 焊锡：附着在过孔和焊盘的表面。
第7章 PCB设计基础
7.1 PCB设计基础知识 7.2 Protel DXP PCB设计流程 7.3 Protel DXP PCB编辑器的使用 7.4 准备网络表或原理图 7.5 设置参数 7.6 规划电路板 7.7 装入元件封装 7.8 装入网络表 7.9 元件布局 7.10 布线 7.11 覆铜和补泪滴 7.12 其他放置工具 7.13 DRC检查 7.14 打印和输出 7.15 创建项目元件库
7.1 PCB设计基础知识
7.1.1 PCB基础知识
• PCB（Printed Circuit Board）：也称印制电路板， 通过印制板上的印制导线、焊盘及金属化过孔实现 元器件引脚之间的电气连接。
• 由于印制板上的导电图形（如元件引脚焊盘、印制 连线、过孔等）以及说明性文字（如元件轮廓、序 号、型号）等均通过印制方法实现，因此称为印制 电路板。
7.1.2 元件的封装技术
元件封装：指实际元件焊接到电路板时所指示 的外观和焊盘位置。仅仅是空间的概念。
》不同元件可共用同一个元件封装形式。如 8031，8255都是直插双列40引脚器件，封装形 式都是DIP40
》同种元件也可以有不同的封装形式。如 RES3代表电阻，它的封装形式有CR32251210、CR5025-2010、CR6322-2512等。
eda技术基础pcb设计基础概括
五十年代中期，随着大面积的高粘合强度覆铜板的研制， 为大量生产印制板提供了材料基础。1954年，美国通用电气公 司采用了图形电镀－蚀刻法制板。
六十年代，印制板得到广泛应用，并日益成为电子设备中 必不可少的重要部件。在生产上除大量采用丝网漏印法和图形 电镀－蚀刻法（即减成法）等工艺外，还应用了加成法工艺， 使印制导线密度更高。目前高层数的多层印制板、挠性印制电 路、金属芯印制电路、功能化印制电路都得到了长足的发展。
在十九世纪，由于不存在复杂的电子装置和电气机械，只 是大量需要无源元件，如：电阻、线圈等，因此没有大量生产 印制电路板的问题。
经过几十年的实践，英国 博士提出印制电路板概念，并奠 定了光蚀刻工艺的基础。
随着电子元器件的出现和发展，特别是1948年出现晶体管 电子仪器和电子设备大量增加并趋向复杂化，印制板的发展进 入一个新阶段。
对于一个批量生产的电路板而言，通常在印制板上铺设一 层阻焊剂，阻焊剂一般是绿色或棕色，除了要焊接的地方外， 其它地方根据电路设计软件所产生的阻焊图来覆盖一层阻焊剂 这样可以快速焊接，并防止焊锡溢出引起短路；而对于要焊接 的地方，通常是焊盘，则要涂上助焊剂。
为了让电路板更具有可看性，便于 安装与维修，一般在顶层上要印一些文 字或图案，如图7-2中的R1、C1等，这 些文字或图案用于说明电路的，通常放 在丝网层上，在顶层的称为顶层丝网层 （ ），而在底层的则称为底层丝网层 （ ）。
技术基础（第2版）
第7章 设计基础
本章要点 7.1 印制电路板概述 7.2 99印制板编辑器 7.3 印制电路板的工作层面
本章要点
● 印制板的作用、种类、概念 ● 印制板的结构与相关组件 ● 99的基本操作和设置
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7.1 印制电路板概述
EDA技术第7章PCB设计基础,第8章PCB手工布线修改
22
第8章 PCB手工布线
8.1 设置PCB封装库 8.2 规划电路板尺寸
8.3 放置元件、焊盘和过孔
8.4 元件布局
8.5 元件布线
8.6 PCB元件设计
23
手工设计步骤
手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图进行手 工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程 ⑴ 设置元件库，规划印制电路板。 ⑵ 放置元件、焊盘、过孔等图件。 ⑶ 元件布局。 ⑷ 手工布线。 ⑸ 电路调整 以下采用图8-1所示单管放大电路 为例介绍手工布线方法。
18
7.2.3 工作环境设置
打开文档选项对话框： 工作区单击鼠标右键，选择快捷键【Options】/【Board Options…】 执行菜单命令【Design】/【Options…】
19
设置工作层面
信号层
内部电源/接地层
阻焊层 丝印层
焊盘通孔层
机械层
其他层
系统层
错误层 飞线
过孔通孔层
已经用到的工作层面处于打开状态
现，窗口的排列可以通过执行Windows菜单下的命令来实现，
常用的命令如下： 执行菜单【View】/【Fit Board】可以实现全板显示，用 户可以快捷地查找线路。 执行菜单【View】/【Refresh】可以刷新画面，操作中造
成的画面残缺可以消除。
执行菜单【View】/【Board in 3D】可以显示整个印制板 的 3D 模型，一般在电路布局或布线完毕，使用该功能观察元 件的布局或布线是否合理。
7
2. 焊盘（ Pad） 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件的引脚。 Protel99SE在封装库中给出了一系列不同形状和大小的焊盘， 如圆形、方形、八角形等。 根据元件封装的类型，焊盘分为插针式和表面贴装式两 种，其中插针式焊盘必须钻孔，而表面贴装式无需钻孔。
第8章 PCB手工布线
8.1 设置PCB封装库 8.2 规划电路板尺寸
8.3 放置元件、焊盘和过孔
8.4 元件布局
8.5 元件布线
8.6 PCB元件设计
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手工设计步骤
手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图进行手 工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程 ⑴ 设置元件库，规划印制电路板。 ⑵ 放置元件、焊盘、过孔等图件。 ⑶ 元件布局。 ⑷ 手工布线。 ⑸ 电路调整 以下采用图8-1所示单管放大电路 为例介绍手工布线方法。
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7.2.3 工作环境设置
打开文档选项对话框： 工作区单击鼠标右键，选择快捷键【Options】/【Board Options…】 执行菜单命令【Design】/【Options…】
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设置工作层面
信号层
内部电源/接地层
阻焊层 丝印层
焊盘通孔层
机械层
其他层
系统层
错误层 飞线
过孔通孔层
已经用到的工作层面处于打开状态
现，窗口的排列可以通过执行Windows菜单下的命令来实现，
常用的命令如下： 执行菜单【View】/【Fit Board】可以实现全板显示，用 户可以快捷地查找线路。 执行菜单【View】/【Refresh】可以刷新画面，操作中造
成的画面残缺可以消除。
执行菜单【View】/【Board in 3D】可以显示整个印制板 的 3D 模型，一般在电路布局或布线完毕，使用该功能观察元 件的布局或布线是否合理。
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2. 焊盘（ Pad） 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件的引脚。 Protel99SE在封装库中给出了一系列不同形状和大小的焊盘， 如圆形、方形、八角形等。 根据元件封装的类型，焊盘分为插针式和表面贴装式两 种，其中插针式焊盘必须钻孔，而表面贴装式无需钻孔。
电子线路CAD实用教程-基于Altium Designer平台第7章 PCB设计基础
元件封装方式 贴片元件为主
层规划
顶层(TopLayer) 底层(BottomLayer)
信号线 优先 辅助
电源线 优先 辅助
地线 辅助 优先 (地平面) 优先(地平面) 辅助
特点 过孔少；电源线与地线(层) 之间有一定的退耦作用； EMC特性较好。 便于测试、维修，电源线与 地线(层)之间有一定的退耦 作用；EMC特性较好。
7.2.4 元件安装工艺的选择
根据多数元件封装方式、PCB板大小、生产成本，选择元件安装工艺，如表7.2.2所示 。 对于只有贴片元件(SMC、SMD)的PCB板，优先选择“单面贴片”(即仅在元件面内放 置元件，采用单面回流焊工艺)；对微型电子设备PCB板来说，也可以选择“双面贴片”( 顶层作为元器件的主要安装面，底层可放置重量较轻的小元件，采用双面回流焊工艺)。
7.3 印制板层数选择及规划
随着器件工艺水平、封装技术的不断进步，电路系统的集成度、工作频率越来越高。 对于复杂的电路系统，单面板、双面板不仅布通率低，而且无法满足EMC要求，采用4、 6、8、10，甚至更多层电路板就成为一种必然的选择(由于工艺原因，偶数层印制板性价 比较高，因此很少用3、5、7层板)。 因此，在设计PCB前，应根据电路系统的复杂度、工作频率、EMI性能指标、生产成 本等，合理、折中选择电路板的层数。 在多层板中，由于各信号层离地线层的距离不同，电磁屏蔽效果有差异，因此在多层 电路板中，各信号层特性不完全相同。此外，电源层与地线层距离不同、完整性不同，电 源退耦效果也不尽相同。因此，在多层PCB设计过程中，必须认真规划其结构，并确定各 信号层的用途。
2018/6/1
电子线路CAD实用教程——基于Altium Designer平台
第7章 PCB设计基础
层规划
顶层(TopLayer) 底层(BottomLayer)
信号线 优先 辅助
电源线 优先 辅助
地线 辅助 优先 (地平面) 优先(地平面) 辅助
特点 过孔少；电源线与地线(层) 之间有一定的退耦作用； EMC特性较好。 便于测试、维修，电源线与 地线(层)之间有一定的退耦 作用；EMC特性较好。
7.2.4 元件安装工艺的选择
根据多数元件封装方式、PCB板大小、生产成本，选择元件安装工艺，如表7.2.2所示 。 对于只有贴片元件(SMC、SMD)的PCB板，优先选择“单面贴片”(即仅在元件面内放 置元件，采用单面回流焊工艺)；对微型电子设备PCB板来说，也可以选择“双面贴片”( 顶层作为元器件的主要安装面，底层可放置重量较轻的小元件，采用双面回流焊工艺)。
7.3 印制板层数选择及规划
随着器件工艺水平、封装技术的不断进步，电路系统的集成度、工作频率越来越高。 对于复杂的电路系统，单面板、双面板不仅布通率低，而且无法满足EMC要求，采用4、 6、8、10，甚至更多层电路板就成为一种必然的选择(由于工艺原因，偶数层印制板性价 比较高，因此很少用3、5、7层板)。 因此，在设计PCB前，应根据电路系统的复杂度、工作频率、EMI性能指标、生产成 本等，合理、折中选择电路板的层数。 在多层板中，由于各信号层离地线层的距离不同，电磁屏蔽效果有差异，因此在多层 电路板中，各信号层特性不完全相同。此外，电源层与地线层距离不同、完整性不同，电 源退耦效果也不尽相同。因此，在多层PCB设计过程中，必须认真规划其结构，并确定各 信号层的用途。
2018/6/1
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第7章 PCB设计基础
EDA技术PPT(7)PCB设计
工作环境设置
1.设置栅格 设置栅格 执行Design→Options，在弹出的对话框中选中 执行 ， Options选项卡，出现图所示的对话框。 选项卡， 选项卡 出现图所示的对话框。
Options选项卡设置捕获栅 选项卡设置捕获栅 ）、元件移动栅格 格（Snap）、元件移动栅格 ）、 ）、电气栅格 （Component）、电气栅格 ）、 ）、可视栅 （Electrical Grid）、可视栅 ）、 格样式（Visible Kind）和单位 格样式（ ） 制（Measurement Unit）； ）； Layers选项卡中可以设置可视 选项卡中可以设置可视 栅格（ 栅格（Visible Grid）。 ）。
2.设置工作层 设置工作层 在Protel99SE中，系统默认打开的信号层仅有顶层和底层， 中 系统默认打开的信号层仅有顶层和底层， 在实际设计时应根据需要自行定义工作层的数目。 在实际设计时应根据需要自行定义工作层的数目。 定义信号层、内部电源层/接地层的数目 ⑴定义信号层、内部电源层 接地层的数目 执行Design→Layer Stack Manager，屏幕弹出图所示工 执行 ， 作层管理对话框。 选中图中的Top Layer，单击【Add 作层管理对话框。 选中图中的 ，单击【 Layer】按钮在顶层之下添加中间层 】按钮在顶层之下添加中间层Mid Layer；单击【Add ；单击【 Plane】按钮可添加内部电源 接地层。 接地层。 】按钮可添加内部电源/接地层 图所示为设置了2个中间层 个中间层， 个内部电源 个内部电源/接地层的工作 图所示为设置了 个中间层，1个内部电源 接地层的工作 层面图。 层面图。
图 优选项设置
印制电路板的工作层面
1.工作层的类型 工作层的类型 中进行印刷电路板设计时， 在 Protel99SE中进行印刷电路板设计时 ， 系统提供了多个 中进行印刷电路板设计时 工作层面，主要层面类型如下。 工作层面，主要层面类型如下。 信号层(Signal layers)。信号层主要用于放置与信号有关 ⑴信号层 。 的电气元素，其中顶层（ 的电气元素，其中顶层（Top layer）和底层（Bottom layer） ）和底层（ ） 可以放置元件和铜膜导线，中间信号层（ 可以放置元件和铜膜导线，中间信号层（Mid layer1～30）布 ～ ） 设铜膜导线。 设铜膜导线。 内部电源/接地层 接地层(Internal plane layers)。主要用于布设 ⑵ 内部电源 接地层 。 电源线及地线，可以给内部电源/接地层命名一个网络名 接地层命名一个网络名， 电源线及地线，可以给内部电源 接地层命名一个网络名，在 设计过程中PCB编辑器能自动将同一网络上的焊盘连接到该 设计过程中 编辑器能自动将同一网络上的焊盘连接到该 层。 机械层(Mechanical layers)。一般用于设置印制板的物理 ⑶机械层 。 尺寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。 尺寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。 丝印层(Silkscreen layers)。主要用于放置元件的外形轮 ⑷丝印层 。
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7.2.3 工作环境设置
打开文档选项对话框： 工作区单击鼠标右键，选择快捷键【Options】/【Board Options…】 执行菜单命令【Design】/【Options…】
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设置工作层面
信号层
内部电源/接地层
阻焊层 丝印层
焊盘通孔层
机械层
其他层
系统层
错误层 飞线
过孔通孔层
已经用到的工作层面处于打开状态
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PCB99SE 坐标系
PCB99SE的工作区是一个二维坐标系，其绝对原点位于电
路板图的左下角，一般在工作区的左下角附近设计印制板。
执行Edit→Origin→Set，可自定义新的坐标原点； 执行Edit→Origin→Reset，可恢复到绝对坐标原点。 单位制设置 执行View →Toggle Units 可实现公制(mm)和英制(mil)单位 的切换
第7章 PCB设计基础
7.1 印制电路板概述 7.2 Protel99SE印制板编辑器
1
7.1 印制电路板概述
电子系统中所使用的电子元器件都是附着在印制电路板 PCB(Printed Circuit Board)上，简称电路板。当待设计的电子系统 利用EDA工具设计出来之后，还必须制作一块电路板，用于将所设 计系统的全部电子元器件连接在一起，以最终实现所设计的功能。 电路板设计的主要内容是元器件的合理放置(称为布局)和相互 间的走线(称为布线)。布局布线既可以手工进行，也可以借助电路 板设计工具自动实现。 电路板是电子设计的最终目标，而电原理图设计是电路板设 计的基础。只有以正确的原理图为基础，才有可能设计出完美的 电路版图。电路版图与原理图之间通过网络表联系，电路原理图 网络表不仅可以为自动布局布线提供依据，而且还用于对所设计 的电路版图进行检查和校验。 2
30
8.2.2 使用制板向导创建PCB板
1. 执行命令【File】/【New】 2. Wizards→Printed Circuit Board Wizard
新建文档 向导对话框一
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自定义电路模板
选择印制电路板模板
板框线层 尺寸标注层 板框线宽 尺寸线宽 实际电路与 边缘的距离
矩形 圆形 自定义
最小导线宽度 最小过孔外径 最小过孔内径 最小导线间距
设置最小尺寸限制
模板名称 模板描述文字
保存为模板文件
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向导结束
利用向导生成并规划好的印制电路板
X/Y方向上 元件移动单 位距离
计量单位设置， 【Metric】(公制)和 【Imperial】(英制)， 选取【Metric】
可视栅格样式 Dots/Lines
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设置系统参数对话框
选择菜单命令【Tools】/【Preferences…】
中心捕捉 命令扩展
自动滚屏
旋转角度
光标样式
导线随着元 件一起移动
5
（3）多层板 多层板一般指3层以上的电路板。它在双面板的基础上增 加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。随着电子技术 的飞速发展，电路的集成度越来越高，多层板的应用也越来 越广泛。但由于多层电路板的层数增加，给加工工艺带来了 难度，同时制作成本也很高。
SMD表面贴装 器件(Surface Mounted Devices)
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2. 焊盘（ Pad） 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件的引脚。 Protel99SE在封装库中给出了一系列不同形状和大小的焊盘， 如圆形、方形、八角形等。 根据元件封装的类型，焊盘分为插针式和表面贴装式两 种，其中插针式焊盘必须钻孔，而表面贴装式无需钻孔。
（常见焊盘的形状与尺寸）
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3. 过孔 （Via） 对于双层板和多层板，各信号层之间是绝缘的，需在各信 号层有连接关系的导线的交汇处钻一个孔，并在钻孔后的基材 壁上淀积金属，以实现不同导电层之间的电气连接，这种孔称 为过孔 。 过孔有三种，分别是从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从 顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔及内层间的掩埋式过 孔。
24
8.1 设置PCB封装库
在PCB设计前，必须将元件封装所在的库添加到当前 库（Libraries）中，只有这样，这些元件才能被调用。
在PCB99SE中，封装库文件在Design Explorer 99SE\Library\Pcb目录下，常用的封装库是Generic Footprint文件夹下的Advpcb.ddb。
（过孔的尺寸与类型）
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4. 铜模导线 （Track） 印制电路板上，在焊盘与焊盘之间起电气连接作用的是 铜膜导线，简称导线 ，是印制电路板最重要的部分。它也可 以通过过孔把一个导电层和另一个导电层连接起来。印制电 路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。
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5.飞线 在PCB设计过程中，还有一种与导线有关的线，常称为飞 线或预拉线。飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的， 用来指引系统自动布线的一种连线。
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8.2.1 手工定义PCB板尺寸
1.手工定义PCB板尺寸
本例中采用公制规划尺寸，板的尺寸为70mm×40mm，具体步骤如下：
⑴ 执行View→Toggle Units，设置单 位制为公制Metric。 ⑵ 设置当前工作层设置为Keep Out Layer。 ⑶ 执行Place→Line放置连线，一般 从工作区的左下角开始，绘制一个闭合 PCB边框，以此边框作为电路板的尺寸， 如图8-3所示。此后，放置元件和布线 都要在此边框内部进行。
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7.1.2 PCB设计中的基本组件
1. 板层（Layer） 板层分为敷铜层和非敷铜层，平常所说的几层板是指敷 铜层的层数。一般敷铜层上放置焊盘、导线等完成电气连接； 在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等。 对于一个电路板而言，通常在印制板上铺设一层阻焊剂， 阻焊剂一般是绿色，除了要焊接的地方外，其它地方根据电 路设计软件所产生的阻焊图来覆盖一层阻焊剂，这样可以快 速焊接，并防止焊锡溢出引起短路；而对于要焊接的地方， 通常是焊盘，则要涂上助焊剂。
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技巧二
(1) 单击放置工具栏上的 图标，自定义相对坐标原点(0，0)。 (2) 单击放置工具栏上的 图标，绘制边框线。此时光标处于 命令状态，按下快捷键<J>+<L>，输入x，y坐标(0，0)，将光 标定位到相对原点，按下<Enter>键确定，然后再次按一下快 捷键<J>+<L>，输入x，y终点坐标(70，0)，再次按下<Enter> 确定，光标跳跃到坐标（70，0）处，然后连按两次<Enter>键 确定此条连线。 (3)同样方法绘制好其他连线。 用这种快捷键的方法比用移动光标的方 法最突出的优点是定位准确，顶点可靠闭 合。
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第8章 PCB手工布线
8.1 设置PCB封装库 8.2 规划电路板尺寸
8.3 放置元件、焊盘和过孔
8.4 元件布局
8.5 元件布线
8.6 PCB元件设计
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手工设计步骤
手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图进行手 工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程 ⑴ 设置元件库，规划印制电路板。 ⑵ 放置元件、焊盘、过孔等图件。 ⑶ 元件布局。 ⑷ 手工布线。 ⑸ 电路调整 以下采用图8-1所示单管放大电路 为例介绍手工布线方法。
印制电路板，简称PCB (Printed Circuit Board)，是通过一 定的制作工艺，在绝缘度非常高的基材上覆盖上一层导电性能 良好的铜薄膜构成覆铜板，然后根据具体的PCB图的要求，在 覆铜板上蚀刻出PCB图上的导线，并钻出印制板安装定位孔以 及焊盘和过孔。
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7.1.1 印制板种类
按照在一块板上导电图形的层数，印制电路板可分为以 下3类。
飞线与铜膜导线有本质的区别：飞线只是一种形式上的连线。它只是形式上表示出各个焊 盘间的连接关系，没有电气的连接意义。铜膜导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系 11 而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。
6. 网络（Net） 从一个元器件的某一个管脚上到其它管脚的电气连接关系 称作网络。每一个网络均有唯一的网络名称，有的网络名是 人为添加的，有的是系统自动生成的，系统自动生成的网络 名由该网络内两个连接点的管脚名称构成。 7. 网络表（Netlist） 网络表描述电路中元器件特征和电气连接关系，一般可以 从原理图中获取，它是原理图设计和PCB设计之间的纽带。 8.安全间距（Clearance） 在进行印制板设计时，为了避免导线、过孔、焊盘及元件的 相互干扰，必须在它们之间留出一定的间距，这个间距称为安 全间距。 12
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载入元件封装库
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8.2 规划电路板尺寸
电路板的边界规划包括物理边界规划和电气边界规划。
其中，物理边界用来定义电路板的物理外形，电气边界用来
限定布线范围和元器件放置的区域。
电气边界是通过在禁止布线层(KeepoutLayer)绘制边界 来实现的。通常只需要设置电气边界。 手动绘制电气边界 利用向导设置板框
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7.2 Protel99SE印制板编辑器
7.2.1 启动PCB99SE编辑器
1. 在Document文件夹下，执行File→New。
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2. 双击新建的文件图标，进入PCB编辑器
PCB管Байду номын сангаас器
网络浏览器
节点浏览器 工作区
监视器
当前工作层
工作层选择
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7.2.2 PCB编辑器的窗口管理
在PCB99SE中，窗口管理可以执行菜单View下的命令实
9. 丝印层(Silkscreen Top／Bottom Overlay) 为方便电路的安装和维修，在印制板的上下两表面印上所 需要的标志图案和文字代号等，例如元器件标号和参数、元器 件轮廓形状和厂家标志、生产日期等等，这就称为丝印层。
7.2.3 工作环境设置
打开文档选项对话框： 工作区单击鼠标右键，选择快捷键【Options】/【Board Options…】 执行菜单命令【Design】/【Options…】
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设置工作层面
信号层
内部电源/接地层
阻焊层 丝印层
焊盘通孔层
机械层
其他层
系统层
错误层 飞线
过孔通孔层
已经用到的工作层面处于打开状态
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PCB99SE 坐标系
PCB99SE的工作区是一个二维坐标系，其绝对原点位于电
路板图的左下角，一般在工作区的左下角附近设计印制板。
执行Edit→Origin→Set，可自定义新的坐标原点； 执行Edit→Origin→Reset，可恢复到绝对坐标原点。 单位制设置 执行View →Toggle Units 可实现公制(mm)和英制(mil)单位 的切换
第7章 PCB设计基础
7.1 印制电路板概述 7.2 Protel99SE印制板编辑器
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7.1 印制电路板概述
电子系统中所使用的电子元器件都是附着在印制电路板 PCB(Printed Circuit Board)上，简称电路板。当待设计的电子系统 利用EDA工具设计出来之后，还必须制作一块电路板，用于将所设 计系统的全部电子元器件连接在一起，以最终实现所设计的功能。 电路板设计的主要内容是元器件的合理放置(称为布局)和相互 间的走线(称为布线)。布局布线既可以手工进行，也可以借助电路 板设计工具自动实现。 电路板是电子设计的最终目标，而电原理图设计是电路板设 计的基础。只有以正确的原理图为基础，才有可能设计出完美的 电路版图。电路版图与原理图之间通过网络表联系，电路原理图 网络表不仅可以为自动布局布线提供依据，而且还用于对所设计 的电路版图进行检查和校验。 2
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8.2.2 使用制板向导创建PCB板
1. 执行命令【File】/【New】 2. Wizards→Printed Circuit Board Wizard
新建文档 向导对话框一
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自定义电路模板
选择印制电路板模板
板框线层 尺寸标注层 板框线宽 尺寸线宽 实际电路与 边缘的距离
矩形 圆形 自定义
最小导线宽度 最小过孔外径 最小过孔内径 最小导线间距
设置最小尺寸限制
模板名称 模板描述文字
保存为模板文件
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向导结束
利用向导生成并规划好的印制电路板
X/Y方向上 元件移动单 位距离
计量单位设置， 【Metric】(公制)和 【Imperial】(英制)， 选取【Metric】
可视栅格样式 Dots/Lines
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设置系统参数对话框
选择菜单命令【Tools】/【Preferences…】
中心捕捉 命令扩展
自动滚屏
旋转角度
光标样式
导线随着元 件一起移动
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（3）多层板 多层板一般指3层以上的电路板。它在双面板的基础上增 加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。随着电子技术 的飞速发展，电路的集成度越来越高，多层板的应用也越来 越广泛。但由于多层电路板的层数增加，给加工工艺带来了 难度，同时制作成本也很高。
SMD表面贴装 器件(Surface Mounted Devices)
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2. 焊盘（ Pad） 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件的引脚。 Protel99SE在封装库中给出了一系列不同形状和大小的焊盘， 如圆形、方形、八角形等。 根据元件封装的类型，焊盘分为插针式和表面贴装式两 种，其中插针式焊盘必须钻孔，而表面贴装式无需钻孔。
（常见焊盘的形状与尺寸）
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3. 过孔 （Via） 对于双层板和多层板，各信号层之间是绝缘的，需在各信 号层有连接关系的导线的交汇处钻一个孔，并在钻孔后的基材 壁上淀积金属，以实现不同导电层之间的电气连接，这种孔称 为过孔 。 过孔有三种，分别是从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从 顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔及内层间的掩埋式过 孔。
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8.1 设置PCB封装库
在PCB设计前，必须将元件封装所在的库添加到当前 库（Libraries）中，只有这样，这些元件才能被调用。
在PCB99SE中，封装库文件在Design Explorer 99SE\Library\Pcb目录下，常用的封装库是Generic Footprint文件夹下的Advpcb.ddb。
（过孔的尺寸与类型）
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4. 铜模导线 （Track） 印制电路板上，在焊盘与焊盘之间起电气连接作用的是 铜膜导线，简称导线 ，是印制电路板最重要的部分。它也可 以通过过孔把一个导电层和另一个导电层连接起来。印制电 路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。
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5.飞线 在PCB设计过程中，还有一种与导线有关的线，常称为飞 线或预拉线。飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的， 用来指引系统自动布线的一种连线。
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8.2.1 手工定义PCB板尺寸
1.手工定义PCB板尺寸
本例中采用公制规划尺寸，板的尺寸为70mm×40mm，具体步骤如下：
⑴ 执行View→Toggle Units，设置单 位制为公制Metric。 ⑵ 设置当前工作层设置为Keep Out Layer。 ⑶ 执行Place→Line放置连线，一般 从工作区的左下角开始，绘制一个闭合 PCB边框，以此边框作为电路板的尺寸， 如图8-3所示。此后，放置元件和布线 都要在此边框内部进行。
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7.1.2 PCB设计中的基本组件
1. 板层（Layer） 板层分为敷铜层和非敷铜层，平常所说的几层板是指敷 铜层的层数。一般敷铜层上放置焊盘、导线等完成电气连接； 在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等。 对于一个电路板而言，通常在印制板上铺设一层阻焊剂， 阻焊剂一般是绿色，除了要焊接的地方外，其它地方根据电 路设计软件所产生的阻焊图来覆盖一层阻焊剂，这样可以快 速焊接，并防止焊锡溢出引起短路；而对于要焊接的地方， 通常是焊盘，则要涂上助焊剂。
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技巧二
(1) 单击放置工具栏上的 图标，自定义相对坐标原点(0，0)。 (2) 单击放置工具栏上的 图标，绘制边框线。此时光标处于 命令状态，按下快捷键<J>+<L>，输入x，y坐标(0，0)，将光 标定位到相对原点，按下<Enter>键确定，然后再次按一下快 捷键<J>+<L>，输入x，y终点坐标(70，0)，再次按下<Enter> 确定，光标跳跃到坐标（70，0）处，然后连按两次<Enter>键 确定此条连线。 (3)同样方法绘制好其他连线。 用这种快捷键的方法比用移动光标的方 法最突出的优点是定位准确，顶点可靠闭 合。
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第8章 PCB手工布线
8.1 设置PCB封装库 8.2 规划电路板尺寸
8.3 放置元件、焊盘和过孔
8.4 元件布局
8.5 元件布线
8.6 PCB元件设计
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手工设计步骤
手工设计PCB是用户直接在PCB软件中根据原理图进行手 工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程 ⑴ 设置元件库，规划印制电路板。 ⑵ 放置元件、焊盘、过孔等图件。 ⑶ 元件布局。 ⑷ 手工布线。 ⑸ 电路调整 以下采用图8-1所示单管放大电路 为例介绍手工布线方法。
印制电路板，简称PCB (Printed Circuit Board)，是通过一 定的制作工艺，在绝缘度非常高的基材上覆盖上一层导电性能 良好的铜薄膜构成覆铜板，然后根据具体的PCB图的要求，在 覆铜板上蚀刻出PCB图上的导线，并钻出印制板安装定位孔以 及焊盘和过孔。
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7.1.1 印制板种类
按照在一块板上导电图形的层数，印制电路板可分为以 下3类。
飞线与铜膜导线有本质的区别：飞线只是一种形式上的连线。它只是形式上表示出各个焊 盘间的连接关系，没有电气的连接意义。铜膜导线则是根据飞线指示的焊盘间的连接关系 11 而布置的，是具有电气连接意义的连接线路。
6. 网络（Net） 从一个元器件的某一个管脚上到其它管脚的电气连接关系 称作网络。每一个网络均有唯一的网络名称，有的网络名是 人为添加的，有的是系统自动生成的，系统自动生成的网络 名由该网络内两个连接点的管脚名称构成。 7. 网络表（Netlist） 网络表描述电路中元器件特征和电气连接关系，一般可以 从原理图中获取，它是原理图设计和PCB设计之间的纽带。 8.安全间距（Clearance） 在进行印制板设计时，为了避免导线、过孔、焊盘及元件的 相互干扰，必须在它们之间留出一定的间距，这个间距称为安 全间距。 12
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载入元件封装库
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8.2 规划电路板尺寸
电路板的边界规划包括物理边界规划和电气边界规划。
其中，物理边界用来定义电路板的物理外形，电气边界用来
限定布线范围和元器件放置的区域。
电气边界是通过在禁止布线层(KeepoutLayer)绘制边界 来实现的。通常只需要设置电气边界。 手动绘制电气边界 利用向导设置板框
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7.2 Protel99SE印制板编辑器
7.2.1 启动PCB99SE编辑器
1. 在Document文件夹下，执行File→New。
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2. 双击新建的文件图标，进入PCB编辑器
PCB管Байду номын сангаас器
网络浏览器
节点浏览器 工作区
监视器
当前工作层
工作层选择
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7.2.2 PCB编辑器的窗口管理
在PCB99SE中，窗口管理可以执行菜单View下的命令实
9. 丝印层(Silkscreen Top／Bottom Overlay) 为方便电路的安装和维修，在印制板的上下两表面印上所 需要的标志图案和文字代号等，例如元器件标号和参数、元器 件轮廓形状和厂家标志、生产日期等等，这就称为丝印层。