电子线路cad实用教程（第三版）（潘永雄）第4-7章第6章

第6章 双面印制电路板设计举例
矩 形
图
印 制
6
(a)
板 尺 寸 ；
5矩 形 及 圆
(b)
形 圆印 形制 (b) 印 板 制尺 板寸 尺
寸
(a)
-
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值得注意的是，当选择“Custom”(用户自定义)类型 时，必须先在“Width”、“Height”文本盒内输入印制板边框 宽、高尺寸，然后单击“Next”按钮，在图6-6所示窗口内 选择边框形状，当选择“Arc”(圆弧)边框时，还需进一步指 定圆弧弓形的高度。
第6章 双面印制电路板设计举例
第6章 双面印制电路板设计举例
6.1 原理图到印制板 6.2 设置工作层 6.3 元件布局操作 6.4 布线及布线规则 6.5 信号完整性分析 6.6 打印输出
第6章 双面印制电路板设计举例
6.1 原理图到印制板
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，换句话说，原理图编辑是印制板编辑、设 计的前提和基础。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关系应完全相同，只是原理 图中的元件用“电气图形符号”表示，而印制板中的元件用 “封装图”描述，可见原理图中已包含了元件的电气连接关 系，完成了原理图编辑后，在Protel99中，可通过如下方法 之一将原理图中元件的电气连接关系转化为印制板中元件的 连接关系，无须在印制板中逐一输入元件的封装图。
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● 对于由多张原理图组成的层次电路原理图来说：
如果在整个设计项目(.prj)中，只用方块电路I/O端口 表示上、下层电路之间的连接关系，也就是说，子电路中 所有的I/O端口与上一层原理图中方块电路I/O端口一一对 应，此外就再也没有使用I/O端口表示同一原理图中节点的 连接关系，则将“Connectivity”(连接)设为“Sheet Symbol /Port Connections”。
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(1) 通过“更新”方式生成PCB文件。 在Protel99原理图编辑状态下，执行“Design”菜单下的 “Update PCB…”（更新PCB）命令，生成或更新PCB文 件，并把原理图中的元件封装图及电气连接关系数据传送 到PCB文件中，原因是Protel99原理图文件（.sch）与印制 板文件（.pcb）具有动态同步更新功能。
● Keep Out Distance From Board：禁止布线层内到导 电图形边框与机械层内印制板外边框的距离(缺省为50 mil， 即1.27 mm)。考虑到切割时的误差，最好将外边框与布线区 边框之间的距离改为100 mil。
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● Legend String：禁止/允许出现“板层名称”。 ● Corner Cutoff：禁止/允许“缺角”。设置“缺角”的目 的是为了便于放置印制板固定螺丝孔，当允许“缺角”时，单 击“Next”按钮后，将给出图6-7所示的缺角尺寸选择框。 ● Inner Cutoff：禁止/允许“内部挖空”。利用“内部挖 空”功能即可方便地在印制板布线区内设置一禁止布线区。 当选择“内部挖空”时，单击“Next”按钮后，还将给出图6-8 所示的“内部挖空”区域尺寸选择框。
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图6-1 向导列表
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图6-2 PCB向导
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2. 选择印制板类型
单击图6-2中的“Next”按钮，在图6-3所示窗口内，选择 度量单位(英制单位还是公制单位)及印制板种类后，单击 “Next”按钮。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-3 选择印制板规格
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-6 自定义类型印制板边框及特例
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● Boundary Layer：导电图形边框(即布线区边框)层， 缺省时位于“Keep Out Layer”(禁止布线层)内，无须改变。
● Dimension Layer：外边框(印制板切割边框)，缺省 时位于“Mechanical Layer 4”(机械层4)内，一般也不用改变。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-17 完成印制板导入提示
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-18 生成的印制板边框
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6.1.2 通过“更新”方式实现原理图文件与印制板文件之间的 信息交换
在原理图编辑状态下，通过“Update PCB…”(更新PCB) 命令，将原理图中元器件封装图及电气连接关系信息传递 到PCB文件的操作过程如下：
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(2) 通过“网络表”文件(.Net)将元件封装图及电气连接 关系信息传递到PCB文件中。
在原理图编辑状态下，执行“Design”(设计)菜单下的 “Create Netlist…”命令，生成含有原理图元件电气连接关 系信息的网络表文件(.Net)，然后将网络文件装入PCB文 件中。“网络表”文件(.Net)是Protel98及更低版本环境下， 原理图文件(.Sch)与印制板文件(.PCB)之间连接的纽带， Protel99、Protel99 SE也依然保留这一功能。
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图中各项含义如下： ● Width：矩形(Rectangular)，用户自定义(Custom)类 型印制板的宽度。 ● Height：矩形(Rectangular)，用户自定义(Custom)类 型印制板的高度。
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在图6-4所示窗口内，选择“Rectangular”或“Circular” 后，即可在“Width”、“Height”文本盒内输入印制板边框 宽、高尺寸(或单击“Next”按钮后，在图6-5所示窗口内输入 外形尺寸)。
各选项设置依据如下： ① 选择“I/O端口、网络标号”连接范围。 根 据 原 理 图 结 构 ， 单 击 “ Connectivity”( 连 接 ) 下 拉 按 钮，选择I/O端口、网络标号的作用范围： ● 对于单张电原理图来说，可以选择“Sheet Symbol/Port Connections”、“Net Labels and Port Global”或 “Only Port Global”方式中的任一种。
由于Protel99 SE PCB生成向导信号层列表内，没有提 供单面板。因此，对单面板来说，可选择不带金属化过孔 的两信号层印制板，并在随后的布线操作中禁止在元件面 内走线。
对于双面板来说，一般选择具有金属化过孔的双面 板，以提高布线时的布通率。如果没有金属化过孔，而仅 依靠元件引脚实现两信号层的连接，很难连线。
(1) 在原理图编辑状态下，执行“Design”(设计)菜单下 的“Update PCB…”(更新PCB)命令，在图6-19所示的“Update Design”(更新设计)对话窗口内，指定有关选项内容。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-19 “Update Design”(更新设计)对话窗
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第6章 双面印制电路板设计举例 图6-15 布线规则
第6章 双面印制电路板设计举例 8. 保存模板 单击“Next”按钮后，将显示图6-16所示对话窗，询问
是否将该模板作为样板保存。
图6-16 保存模板
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单击“Next”按钮，并单击图6-17所示的“Finish”按钮， 即可完成印制板创建操作过程，并显示图6-18所示的印制 板边框。
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6. 选择多数元件封装方式 选择过孔类型后，单击“Next”按钮，在图6-13所示窗 口内，根据电路板上多数元件封装形式选择元件安装类 型。 表面安装元件占用电路面积小，在小型、微型化电子 设备中得到了广泛应用。 选择穿通式封装元件时，还需在图6-14所示窗口内指 定两元件引脚(100 mil)之间的走线数目。
对于复杂数字电路系统，可采用2～8个信号层及2～4 个电源地线层。例如在四层板中，常用带金属化过孔的两 信号层和两电源地址层。
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5. 选择过孔类型 选择印制板信号层、内电源/地线层后，单击“Next”按 钮，在图6-12所示窗口内，选择金属化过孔类型。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-12 过孔类型
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-10 PCI总线适配卡种类选择
第6章 双面印制电路板设计举例
4. 确定印制板信号层 单击图6-9所示窗口内的“Next”按钮，在图6-11所示的 印制板信号层选择窗内选择印制板层数。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-11 选择印制板结构
第6章 双面印制电路板设计举例
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-13 选择多数元件安装类型
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-14 选择穿通式封装引脚焊盘间走线数目
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7. 设置布线规则 设置了多数元件封装方式后，单击“Next”按钮，在图 6-15所示窗口内，设置印制导线最小宽度、“过孔”最小外 径、“过孔”最小孔径、导电图形最小间距(安全间距)等布线 参数。
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PCB向导提供了10种类型边框的印制板，其中： ● Custom Made Board：用户自定义类型。 ● Eurocard VME bus format：欧规VME Bus适配卡。 ● IBM AT bus format：IBM AT总线适配卡。 ● IBM XT bus format：IBM XT总线适配卡。 ● IBM PC-104 bus format：IBM PC-104总线适配卡。 ● IBM &Apple PCI bus format：PCI总线适配卡。 ● IBM PCMCIA bus format：IBM PCMCIA总线适配卡。 ● IBM PS/2 bus format：IBM PS/2总线适配卡。 ● Standard bus format：标准总线适配卡。 ● SUN Standard bus format：SUN标准总线适配卡。
第6章 双面印制电路板设计举例
如果网络标号及I/O端口在整个设计项目内有效，即 不同子电路中所有网络标号、I/O端口相同的节点均认为电 气上相连，则将“Connectivity”(连接)设为“Net Labels and Port Global”。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-7 缺角尺寸选择
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-8 内部挖空区域位置及尺寸
第6章 双面印制电路板设计举例
● Title Block：禁止/允许出现“标题栏”。当“标题栏” 选项处于选中状态时，单击“Next”按钮后，还将给出图6-9 所示的标题栏设置框。
第6章 双面印制电路板设计举例
3. 选择印制板尺寸参数 在图6-3所示的印制板类型列表内，选择“Custom Made Board”(用户自定义)类型印制板后，单击“Next”按钮，进入 图6-4所示的印制板外形结构、尺寸选择窗。
第6章 双面印制电路板设计举例 图6-4 图6-9 标题栏设置窗
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值得注意的是，除“Custom Made Board”(用户自定义) 类型外，其他9种类型印制板的外形结构、尺寸参数等已标 准化。例如，在图6-3所示的印制板类型列表内选择“IBM &Apple PCI Bus Format”类型，单击“Next”按钮后，只需在 图6-10所示窗口内指定PCI总线适配卡的种类。
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6.1.1 通过“更新”方式生成PCB文件 1. 通过“更新”方式生成PCB文件 在 原 理 图 编 辑 状 态 ， 执 行 “ Design” 菜 单 下 的 “ Update
PCB…”命令，生成相应的PCB文件。首次执行更新PCB命 令时，将给出如图6-1所示的提示信息。