pcb设计基础教程
2024利用Protel99SE设计PCB基础教程
利用Protel99SE设计PCB基础教程目录•基础知识与概念•原理图设计入门•PCB设计进阶操作•层次化设计与多板协同•报表输出与文档整理•实战案例分析与讨论01基础知识与概念PCB设计简介PCB（Printed Circuit Board）…即印制电路板，是电子元器件的支撑体，也是电子元器件电路连接的提供者。
PCB设计的重要性PCB设计的好坏直接影响电子产品的性能、可靠性和成本。
PCB设计的发展趋势随着电子技术的不断发展，PCB设计正朝着高密度、高速度、高可靠性、低成本的方向发展。
Protel99SE软件概述Protel99SE软件介绍Protel99SE是Protel公司推出的一款基于Windows平台的电子设计自动化软件，广泛应用于电路原理图设计、印制电路板设计等领域。
Protel99SE软件特点界面友好、操作简便、功能强大、支持多种文件格式等。
Protel99SE软件安装与配置安装Protel99SE软件需要一定的计算机硬件配置，同时需要进行相应的软件配置，如设置工作区、加载元件库等。
原理图与PCB关系原理图与PCB的关系原理图是电路设计的图形化表示，而PCB是电路的物理实现。
原理图与PCB之间需要相互转换，即将原理图转换为PCB图，或者将PCB图转换为原理图。
原理图与PCB的转换过程在Protel99SE中，可以通过网络表文件（Netlist）将原理图与PCB进行关联和转换。
网络表文件包含了原理图中所有元件的封装信息、连接关系等信息，是原理图与PCB之间的桥梁。
设计流程与规范PCB设计流程一般包括原理图设计、元件封装制作、PCB布局、布线、DRC检查、输出制板文件等步骤。
PCB设计规范为了保证PCB设计的质量和可靠性，需要遵循一定的设计规范，如元件布局规范、布线规范、接地规范、电源规范等。
这些规范可以帮助设计师避免一些常见的错误和问题，提高设计效率和成功率。
02原理图设计入门010204原理图编辑器介绍编辑器界面与工具栏功能菜单命令与快捷键操作原理图编辑器设置与参数配置原理图模板创建与保存03元件库类型与加载方式元件封装与引脚定义元件属性编辑与修改元件库自制与扩展方法元件库与元件管理01020304新建原理图文件并设置参数放置元件并调整布局连接电路并添加注释原理图打印输出与分享绘制原理图基本步骤原理图检查与错误排查电气规则检查与报告生成网络表比对与错误定位元件封装完整性检查常见问题分析与解决方案03PCB设计进阶操作菜单栏与工具栏显示当前设计项目的结构，方便管理各个设计文件。
印制电路板设计步骤和方法
印制电路板设计步骤和方法
印制电路板（PCB）的设计步骤和方法如下：
1. 确定电路板尺寸和布局：根据电路的功能和复杂度，确定电路板的尺寸和布局。
考虑电路板的形状、大小、接口位置等因素，以确保电路板能够满足实际应用需求。
2. 准备电路原理图：根据电路的功能和设计要求，画出电路原理图。
确保原理图正确无误，并经过仔细检查和验证。
3. 设计电路板布线图：根据电路原理图，设计电路板布线图。
确定导线的走向、宽度、间距等参数，并选择合适的元器件放置位置。
在布线过程中，要遵循电磁兼容性、抗干扰等原则，以确保电路性能稳定可靠。
4. 制作电路板：将设计好的电路板布线图制作成物理电路板。
这一步通常包括打印电路板图、制版、腐蚀、去膜等工序，最终得到实际的电路板。
5. 测试和调试：在制作好的电路板上进行测试和调试。
检查电路板的电气性能是否符合设计要求，并排除可能存在的故障和问题。
6. 优化和改进：根据测试和调试的结果，对电路板进行优化和改进。
对电路板进行重新设计和布线，以提高其性能和稳定性。
以上是印制电路板设计的基本步骤和方法。
在实际应用中，根据具体情况和需求，可以采用不同的设计方法和工具，以达到最佳的设计效果。
PCB设计基础知识培训教程
PCB设计基础知识培训教程PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中使用最广泛的一种电路基板，其作用是提供零部件之间的连接和支持。
在进行PCB设计之前，有一些基础知识是需要我们了解的。
一、PCB设计流程1.需求分析：明确设计需求，包括电路功能、性能指标、电气特性等。
2.原理图设计：根据需求设计电路的原理图。
3.元器件选型：根据原理图选择适合的元器件。
4.布局设计：将元器件按照一定规则布置在PCB板面上，确保电路性能的稳定和可靠。
5.布线设计：根据原理图和布局设计将电路进行连线。
6.制作工程图：将布线设计的信息转化为工程图纸，方便制造厂家制作板子。
7.制造生产：将制作好的工程图纸发送给制造厂家制作PCB板。
8.原型制作：将制作好的PCB板安装元器件并进行调试。
9.测试验证：对已制作的PCB板进行功能性、可靠性等测试验证。
10.量产生产：确定原型的性能满足要求后，进行量产生产。
二、PCB设计工具常见的PCB设计软件有：Altium Designer、Protel、PADS、Eagle 等。
通过这些软件，我们可以绘制原理图、进行布局设计，进行电路连线等。
三、电路设计规范1.引脚布局：将引脚相互之间的连接线尽量缩短，减小传输过程中的电阻、电感和电容等效应。
2.层次布局：将不同功能的电路分配到不同的PCB板层上，以达到电磁屏蔽和减少串扰的目的。
3.接地规范：为了保持信号的稳定性和抗干扰能力，需要合理布置接地线路。
4.走线规范：走线尽量直线、平行、堆叠，减少曲线和突变，以减小电磁辐射和串扰。
5.间距规范：根据电气要求和安全要求确定元器件之间的间距，避免发生放电，以及确保可靠的焊接。
四、PCB制造工艺1.物料准备：准备好需要的PCB板材、铜箔、助焊剂、黏膜等。
2.图形生成：通过PCB设计软件将设计好的工程图转化为生产所需的图形文件。
3.胶膜制作：将图形文件制成胶膜，用于制作版图。
PCB设计基础教程
PCB设计基础教程PCB设计 (Printed Circuit Board Design) 是一项基础而重要的技能，它是电子设备中电路板的设计和制造过程。
该过程涉及到布线、排布和连接电子元件，以及最终在用于生产的电路板上制造的图案。
在本教程中，我们将介绍一些关键的PCB设计基础知识，帮助您快速入门这一领域。
第一步是选择适当的设计工具。
市场上有许多专业的PCB设计软件可供选择，包括Eagle、Altium Designer和KiCad等。
这些软件都提供了丰富的功能，可以帮助您完成从原理图绘制到PCB布局的整个设计流程。
接下来，您需要创建电路的原理图。
原理图是电路板设计的基础，它直观地显示了电路的组成和连接方式。
在原理图中，您可以使用符号和线连接电子元件，以及标注电路的各个参数和特性。
设计原理图后，您可以开始进行PCB布局。
PCB布局是将电子元件放置在电路板上的过程。
在这个过程中，您需要考虑到元件之间的连接、阻抗匹配、信号干扰等因素。
您还可以选择元件的摆放方式，以便优化电路板的性能和尺寸。
一旦您完成了PCB布局，接下来就是进行布线。
布线是将电子元件之间的连接线路绘制到电路板上的过程。
在布线时，您需要考虑信号传输的路径、信号干扰的最小化以及电路板的层间布局等因素。
您可以使用PCB 设计软件提供的自动布线功能，或者手动布线以更精确地控制连接的路径和参数。
完成布线后，您可以进行电路板的验证和调试。
这包括使用PCB设计软件进行电路模拟和仿真，以验证电路的功能和性能。
您还可以进行原型验证，在实际硬件上测试电路的功能和性能。
最后，一旦您满意电路板的设计和验证结果，就可以准备将其转换为适用于生产的文件。
这包括生成PCB制造文件，包括Gerber文件和钻孔文件等。
这些文件将被发送给PCB制造商，用于生产和组装电路板。
综上所述，PCB设计涉及多个步骤，包括原理图绘制、PCB布局、布线、验证和文件生成等。
了解和掌握这些基础知识将帮助您更好地进行PCB设计，并提高您设计出高质量电路板的能力。
利用Protel99SE设计PCB基础教程
连线
表示电子元器件之间的电气连接 关系。
电源和接地符号
表示电路的电源和接地连接点。
注释和说明
对电路或元器件的功能、参数等 进行说明。
元器件库及使用方法
Protel99SE自带元器件库
01
包含大量常用电子元器件，可通过库管理器进行浏览和调用。
自定义元器件库
02
用户可根据需要创建自定义元器件库，方便管理和调用。
利用Protel99SE设计PCB基础 教程
CONTENTS
• PCB设计概述 • 原理图设计基础 • PCB布局与布线 • 元器件封装与库管理 • DRC检查与输出文件生成 • 实际案例分析与操作演示
01
PCB设计概述
PCB定义与作用
定义
PCB（Printed Circuit Board） ，即印刷电路板，是电子元器件 的支撑和连接提供者。
输出与打印
详细演示从原理图导入到PCB设计的过程， 包括板框设置、元件布局、布线规则设置 、自动布线和手动调整等步骤。
介绍如何将设计好的PCB文件输出为 Gerber文件或其他格式，以及如何进行打 印和制作。
谢谢您的聆听
THANKS
设计的准确性和可靠性。同时，也要定期对库文件进行备份和维护，防
止数据丢失或损坏。
05
DRC检查与输出文件生成
DRC检查内容及步骤
DRC检查内容
包括线路间距、线宽、焊盘大小、孔 径等关键参数，以及层间对齐、阻焊 开窗等布局问题。
DRC检查步骤
首先设置DRC规则，然后运行DRC检 查，查看检查结果并定位问题，最后 进行修正并重新检查。
创建自定义封装方法
确定封装尺寸
根据元器件的实际大小，确定封装的长度 、宽度和高度等尺寸参数。
PCB设计_PCB设计基本操作
PCB设计_PCB设计基本操作PCB设计是电子设备制造中不可或缺的一环，它涉及到电路原理设计、元器件选型、PCB布局规划、信号传输、电磁兼容性等多方面内容。
在实际的PCB设计过程中，设计师需要掌握一系列基本操作才能顺利完成设计任务。
本文将介绍PCB设计的基本操作，并结合实例进行详细说明。
1.元器件选型在进行PCB设计之前，首先需要确定电路所需要的元器件。
PCB设计中的元器件包括电阻、电容、电感、晶体管、集成电路等。
在进行元器件选型时，设计师需要考虑元器件的参数如容值、电压、功率、尺寸等是否符合设计要求，并且要选择符合预算的元器件。
2.PCB尺寸确定PCB的尺寸是设计中至关重要的一环。
设计师需要根据电路功能、元器件布局等因素确定PCB的尺寸，并且要考虑到PCB在实际使用中的安装情况，保证PCB可以正常放置在设备内部。
3.PCB布局规划PCB布局规划是PCB设计的重要步骤，它涉及到元器件的摆放、连线、电源线、接地线等内容。
设计师需要根据电路原理图进行元器件布局，保证信号传输通畅、电路稳定，并且要避免元器件之间的相互干扰。
4.信号传输在进行PCB布局时，设计师需要考虑信号传输的问题。
信号传输路径的设计要尽量避免信号线走过大面积的地面，要保持信号线的最短路径和避免信号线之间的干扰。
此外，还要考虑信号线的阻抗匹配，以保证信号传输的稳定性。
5.电源线、接地线布局电源线和接地线是PCB设计中至关重要的部分。
电源线要避免和信号线交叉，以减少电磁干扰，同时要保证电源线的稳定性。
接地线要保持短而宽的设计，减少电磁波的传播，使整个PCB系统的接地电位维持在同一个电位上。
6.元器件布局的示例：以一个简单的LED灯控制电路为例，设计师需要考虑LED的位置、电源和接地线的布局等。
LED应该尽量靠近电源引脚，以减少信号传输路径，电源线和接地线要尽量保持短而宽的设计，以确保LED工作的稳定性。
7.PCB设计软件的使用在进行PCB设计时，设计师需要掌握专业的PCB设计软件，如Altium Designer、Cadence Allegro等。
第7章 PCB设计基础
• 4. 元件的图形符号 • 元件的图形符号反映了元件外形轮廓的形状及尺寸，与元件的引脚布
局一起构成元件的封装形式。印制元件图形符号的目的是显示元件在 PCB上的布局信息，为装配、调试及检修提供方便。在Protel 2004中， 元件的图形符号被设置在丝印层。
7.1.2 PCB的基本元素
• 5. 其他辅助性说明信息 • 为了阅读PCB或装配、调试等需要，可以加入一些辅助信息，包括图形或文字。
图7.3 【板层和颜色】对话框
7.1.3 PCB工作层与管理
• 在【板层和颜色】对话框中，有六个区域分别设置在PCB编辑区要显示的工作层
•
及其颜色。在每个区域中有一个【表示】复选框，选中工作层，在PCB编辑区中 将显示该层标签页；单击【颜色】下的颜色，弹出【颜色】对话框，在该对话框 中可以对电路板层的颜色进行编辑。 在系统颜色栏中，可以对网络连接预拉线(Connections and From Tos)、DRC错 误标记(DRC Error Markers)、选择目标后的颜色(Selections)、可视栅格(Visible Grid)、焊盘内孔(Pad Holes)、过孔内孔(Via Holes)、PCB边框颜色(Board Line Color)、PCB区域颜色(Board Area Color)、图纸边框颜色(Sheet Line Color)、图 纸区域颜色(Sheet Area Color)、工作窗口起始颜色(Workspace Start Color)及工 作窗口结束颜色(Workspace End Color)等内容进行颜色设置和是否显示设置。 3. 工作层的管理 按快捷键D|K弹出【图层堆栈管理器】对话框，如图7.4所示。在该对话框中， 可以为顶部或底部添加绝缘层(【顶部绝缘体】)、(【底部绝缘体】)；可以追加 层(【追加层】)、添加内部电源/接地层(【加内电层】)、将选中的工作层上移 (【向上移动】)或下移(【向下移动】)、删除当前层(【删除】)、设置属性参数 (【属性】)和配置钻孔对，单击【菜单】按钮弹出的菜单，和面板上的命令按钮 相同。
PCB设计基础PPT课件
1.印制板的作用：
依照电路原理图上的元器件、集成电路、开关、连 接器和其他相关元器件之间的相互关系和连接，将他 们用导线的连接形式相互连接到一起。
原理图
元器件图形
印制板图
2. 印制电路板发展过程 单面板
集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面板已经不 能满足布线的要求，由此出现了双面板——双面布线。
内＝0.8～1.0mm
外＝2～3内
② 灵活掌握焊盘形状 对于IC器件，可以将圆形焊盘改为长圆形，以增大
焊盘间的距离便于走线。 ③ 可靠性
焊盘间距要足够大，通常≥0.2mm，如间距过小，可 以改变焊盘的形状以得到足够的焊盘间距，
四、印制导线设计要求 ① 导线应尽可能少、短、不交叉。 ② 导线宽度
导线宽度通常由载流量和可制造性决定，一般要求 PCB设计的导线宽度≥0.2mm，由于制作工艺的限制， 设计时导线不易过细。注：印制板上的铜箔线载流 量，一般可按1A/mm估算。 布线时，遇到折线要走45°。 ④导线间距，一般≥ 0.2mm。 ⑤电源线和地线尽量粗。与其它布线要有明显区别。 ⑥对于双面板，正反面的走线不要平行，应垂直布设。
封装设计内容有焊盘、丝印层上的边框及说明文 字或符号标识等。例如
方法(P210)： 1. 新建元器件封装库
在工程文件下，新建元器件封装库(P210) 2.设置参数
2.手动创建元器件封装(P213)
三极管的封装
T0-126
TO-92
TO-220AB
T0-220S
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初学者设计时需掌握的基本原则是：
1.板面允许的情况下，导线尽量粗一些。 2.导线与导线之间的间距不要过近。 3.导线与焊盘的间距不得过近。 4.板面允许的情况下，焊盘尽量大一些。
PCB设计基础教程
PCB设计基础教程PCB设计是电子工程师必须掌握的基本技能之一，它在电子产品开发中扮演着重要的角色。
在PCB设计中，每一个元件都有它自己的位置和连接方式，因此，在电子系统中，PCB设计往往决定着电子产品的性能以及稳定性。
本文将向您介绍基础的PCB设计知识。
一、概述PCB的全称是Printed Circuit Board，中文名叫印制电路板。
它是一种载有电子元件的平面板，用于连接各种电子元件和部件，组成一个完整的电子电路系统。
在PCB设计中，主要是通过连接各个元件实现电路功能的设计。
二、PCB设计流程1.确定电路要求：在进行PCB设计之前，需要先明确电路的具体要求，包括电压、电流、容量、频率、负载和噪声等要素。
在明确这些参数后，才有助于进行后续的PCB设计。
2.电路结构设计：在确定完电路的要求之后，接下来需要进行电路结构设计。
这个过程主要是决定元件和部件的安置和连接方式，以及布局的排列顺序和位置。
同时还需关注元件与板面的距离、线宽、线间距、孔径和阻抗等设计要素。
3.部件封装设计：电气部件的外形不同，对应的封装也不同，因此需要进行部件封装的设计。
部件封装的设计要素主要包括引脚、位置和大小等。
在PCB设计过程中，通过确定部件的封装大小和引脚位置等因素，来决定元件的安装位置和方向。
4.电路原理图：PCB设计的最后一步就是进行电路原理图的设计。
在进行电路原理图设计时，需要将PCB部件与设计原理图分离，以便于进行布局、连线的设计和元件的检查。
三、PCB常用工具及其使用方法1. PCB绘图软件：为进行PCB设计，需要使用一款专业的PCB绘图软件。
常用的PCB绘图软件包括Altium Design、Mentor Graphics、Eagle、Pads等。
这些软件提供了各种工具和功能，使得PCB设计变的更加简单、灵活。
2. PCB元件库管理：PCB元件库管理工具使得元件的选取和管理更加方便。
通过这个工具，可以进行元件查找、封装的选择以及导入和导出等操作。
PCB制版教程
PCB制版教程PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）作为电子产品中不可缺少的基础结构，制作质量的优劣直接关系到整个电子产品的性能稳定性和使用寿命。
PCB制版技术是制造印刷电路板的关键环节，因此掌握PCB制版技术对于从事电子制造和研发的人员来说是非常重要的。
PCB制版的步骤主要包括设计图纸，安排元器件，绘制电路板原理图，布线连接元件，考虑最佳途径，制作PCB图纸以及制造PCB板子等过程，这篇文章将详细介绍PCB制版教程。
一、PCB电路板的设计1.电路板需求的梳理首先确定整板的需求，也就是根据电路板所要实现的功能，将各个单元电路通过交叉衔接的方式组装成整体电路板，然后在布局时按照电路板的形状、大小以及元器件的安放位置，合理布局。
2.电路图的绘制完成电路板的初步布局后，开始绘制电路图，就是将电路要经过的所有元器件之间的线路依据电路板布局的设计，通过一定的方式和规则将其连通串联起来，绘图完成后，将电路图上传到EAD图纸软件中进一步处理。
二、PCB电路板的制图1.通过EAD软件绘制在使用EAD软件时，首先需要设置元器件封装形式大小，为了保证绘图的准确性和合理性，建议在绘制过程中不要出现叉线，并保证线路走向规则清晰。
2.通过DIPTRACE 软件绘制在使用DIPTRACE制版时，建议先设置类似于EAD的电器元器件参数，而此时面板上的PIC直接使用其自带的封装图。
三、PCB布局和预览1.PCB的布局所谓PCB的布局就是将电路图中的各个器件和导线通过转化，将它们分布在指定的PCB板子上，每个器件都必须规定所占面积大小即封装图，这样电路图的信息才可以正确加以转化，并在PCB号板上呈现出来，合理布局可以有效保证它们之间的Contact良好，从而达到电路板发挥最佳效果的目的。
2.PCB预览当PCB布局完成后，就可以进行PCB预览了，电路板的预览需要先制作贴片和PCB文档，然后将它们下载到CAM工具中，生成生产图路，并预览版面，通过这样的处理可以更好的观察产品的细节和确保PCB板的质量和准确性。
PCB设计11PCB设计基本操作
2021/9/17
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11.8.3 自定义制作PCB封装
5．绘制外形轮廓 （1）将顶层丝印层（Top Overlay）置为当前层 （2）执行菜单命令【Place】/【Full Circle】或单 击“Pcb Lib Placement”工具栏中的 按钮
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11.4.4 切换图件的选取状态 命令【Edit】/【Select】/【Toggle Selection】 要选择的图件上单击，即可选中该图件
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11.4 图件的选取/取消选择
11.4.5 图件的取消选择 【Edit】/【DeSelect】下的相应命令
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11.5 删 除 图 件
7．旋转已选中的图件 命令【Edit】/【Move】/【Rotate Selection】
光标移动到适当位置单击，确定旋转中心
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11.6 移 动 图 件
8．分离多边形填充 命令【Edit】/【Move】/【Polygon Vertices】
将光标移到所要编辑的多边形填充上单击，即可 将多边形填充分离出显示
出现十字形状，将光标移动到需要移动的图件上 单击，并按住鼠标左键，拖动鼠标
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11.6 移 动 图 件
11.6.2 图件移动操作方法 2．拖动图件
命令【Tools】/ 【Preferences】
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最新第3章-PCB设计基础-(讲).PPT课件
3.3 PCB自动布局和布线
5．在下一页，进入了自定义板选项。选择Rectangular并 在Width和Height栏键入5000。取消Title Block & Scale、 Legend String 和 Dimension Lines 以及 Corner Cutoff 和 Inner Cutoff复选框如图3-9。单击Next继续。
0.9英寸
2.电容器: 原理图用名CAP(无极性) ELECRO1 (有极性), CAPVAR(可变电容)
管脚封装名：RAD 无极性陶瓷电容
扁平包装方式
0.4英寸 0.8英寸
管脚封装名：RB 有极性电解电容
圆筒包装方式
3. 电位器(三只引脚可变电阻器): 原理图用名：POT1… 管脚封装名：VR1～VR5
4. 二极管: 原理图用名 DIODE（普通管） DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管） DIODE TUNNEL（隧道二极管） ZENER1～3（稳压二极管） 管脚封装名 DIODE 小功率
大功率
5. 三极管: 原理图用名BJT有NPN和PNP JFET N, JFET P, MOSFET N, MOSFET P 管脚封装名:TO-18至TO-220
限制，目前一般选0.8mm以上
标称孔径 0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0 1.3 1.6 2.0 mm
最小焊盘直径 1.0 1.0 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 2.5 3.0 mm
3.1.4 PCB设计常用标准
3. 导线宽度
导线宽度没有统一要求，其最小值应能承受通 过这条导线的最大电流值。
3.3 PCB自动布局和布线
图 3-10设置线的宽度、焊盘的大小， 焊盘孔的直径，导线之间的最小距离
pcb自学教程
pcb自学教程在工业与电子领域中，印刷电路板（Printed Circuit Board，简称PCB）是一种用于支持电子元件和实现电路功能的基板。
学习PCB设计和制作是电子爱好者和工程师们必备的技能之一。
本文将向您介绍一份简明的PCB自学教程，帮助您开始掌握PCB的基本知识和技巧。
第一步：了解PCB基础知识在开始学习PCB之前，了解PCB的基础知识是必要的。
PCB是由导电材料覆盖在绝缘材料上，通过导线连接电子元件的一种技术。
掌握PCB的构成，包括基板材料、焊盘、导线、填充区域等，有助于您将来的PCB设计和制造工作。
第二步：选择合适的PCB设计工具PCB设计工具是实现电路设计和布局的关键工具。
市场上有许多成熟的PCB设计软件，如Altium Designer、Eagle等。
根据自己的需求和经济能力选择一个适合自己的PCB设计工具，并且熟悉其相关操作。
第三步：学习PCB设计PCB设计包括电路图设计和布线设计两个阶段。
首先，您需要将电路图绘制在PCB设计软件上，包括元件的连接关系和布局。
在设计电路图时，应该考虑到信号传输的长度、阻抗匹配、电源和地平面等因素。
接下来，您需要进行布线设计，将电路图中的元件通过导线连接起来，并根据布线规则进行布局。
通过合理的布局和布线，可以减少电磁干扰和信号损耗，提高电路性能。
第四步：进行PCB制造完成PCB设计后，您需要将设计转化为实际的PCB板。
这包括生成制造文件（Gerber文件），并选择合适的PCB制造商进行生产。
制造文件可以包括PCB层板图、钻孔图、贴片图等，用于指导制造商的加工工艺。
选择可靠的PCB制造商，通过在线订购或邮寄方式提交制造文件，以获得高质量的PCB板。
第五步：PCB组装和测试获得PCB板后，您可以进行组装和测试。
将元件焊接到PCB板上，确保焊接质量良好。
之后进行电气连通性和功能测试，确保PCB的正常工作。
总结：PCB自学教程的完成，您已经掌握了PCB的基本知识和技能。
第7章PCB设计基础
第7章PCB设计基础PCB设计是电子产品设计中的重要环节，其质量和可靠性直接影响整个产品的性能。
本章将介绍PCB设计的基础知识，包括PCB设计准备、PCB设计规范和PCB设计注意事项等内容。
一、PCB设计准备1.确定设计需求：在开始进行PCB设计之前，需要明确产品的功能和性能要求。
根据产品的功能需求确定是否需要进行单层、双层或多层PCB 设计。
2.设计原理图：将产品的电路原理图转化为可布局的PCB设计。
在设计原理图时，应根据电路的功能、结构和布局要求进行合理的设计，并进行必要的电气规范检查。
3. 选择PCB设计软件：选择适合自己的PCB设计软件进行设计，常用的软件包括Altium Designer、PADS、OrCAD等。
初学者可以选择一些简易易用的软件进行学习和练习。
4.准备原材料：选择适合的PCB基材和焊接材料，通常使用的基材有FR-4、金属基板等。
选择合适的焊接材料和工具，如焊锡丝、焊锡峰等。
二、PCB设计规范1.封装选择：根据元器件的规格和封装类型选择合适的封装，尽量选择标准封装以减少设计和制造成本。
在封装选择时要注意封装的散热性能和机械强度等因素。
2.元件布局：根据电路的功能和性能要求进行元件布局。
合理电路布局有助于减少信号干扰和电磁干扰，提高电路的工作稳定性。
尽量避免布局中的过于密集和密集元件之间的距离较小。
3.信号传输线：根据信号的性质和要求进行信号传输线的布局和走线规划。
将高速信号和低速信号分开布局，避免相互干扰。
合理设计信号走线规则，如长度匹配和阻抗匹配等。
4.电源和地平面：要合理布局电源和地线，使其长度尽量短，减少电源和地线的串扰。
在多层PCB设计中，可以使用电源和地平面层来提高电路的稳定性和抗干扰能力。
三、PCB设计注意事项1.外形尺寸：根据产品的外形和安装要求确定PCB的尺寸。
合理的尺寸设计有助于提高产品的外观和易用性。
2.设计层数：根据电路的复杂性和功耗要求选择适当的PCB层数。
PCB设计基础(附有设计步骤)
PCB设计基础PCB设计•EDA工具•原理图文件•布局布线•原件库•作业软件工具•Altium Designer •PADS（mentor）•Allegro（cadence）•EAGLEPCB设计•EDA工具•原理图文件•布局布线•原件库•作业绘制原理图•新建PCB工程•新建原理图文件•新建PCB文件•保存，为工程与文件命名•打开原理图文件，添加元件库，添加库搜索路径•搜索元件•检查封装•放置元件•连线•保存步骤1 新建PCB工程点击PCB Project，出现如下图步骤2新建原理图文件(右键工程)新建PCB文件保存工程、原理图、PCB文件（右键工程、SaveProject）新建工程文件夹，命名并保存工程、原理图、PCB 三个文件，对话框弹出3次步骤3原理图添加元件，点击侧栏Project中.SchDoc后缀文件若不小心关掉了Project侧栏，请在菜单栏View中寻找添加元件，51单片机1.添加库（选用下载的库，本身的库不全）两个基本元件库添加元件，51单片机2.搜索（已知库中搜索）80C51前加*号，表示前面字省略点击Search，Field中选Name表示搜索内容Operator选Contains，Value写80C51，选择Avaliable libra未知库中搜索3.添加元件选择合适的封装和器件，双击后，将鼠标移到原理图的画板上，按Tab键几处需要注意的地方，分别是设计标号U？，器件描述Comment，放置角度与是否镜像，封装选择。
修改后确定步骤4 编辑原理图添加网络标号，方便设计原理图，增强易读性添加总线，增强易读性添加文字说明通用引脚要用插针引出按键数量不宜太多电阻封装尽量选择成贴片布局布线•由原理图生成PCB •布局布线规则设置•布局•布线•（适当求改封装参数）•铺铜、切割•保存步骤1，由原理图生成PCB（可选两种方法，第一个是在原理图界面下点Design，第二个则是在PCB界面下点Design）步骤2 设定规则设定布局布线规则（具体规则参考资料）特别注意几个地方：1.间隙2.线宽3.过孔（孔径）4.焊盘步骤3 布局1.首先在PCB面板上点快捷键Q，切换距离单位为cm2.点击快捷键G，切换网格大小为2.5cm3.如下图布局（dx、dy表示从上一位置开始鼠标移动距离）布局，切好板子后点快捷键G，切换成小网格布局•将元件手动摆放位置，不必拘谨于连线的复杂程度，尽量顾及外观的整齐有序合理步骤4 布线1.选择布线2.点击某一焊盘3.连出线后不要再次点击而是先点Tab键，调整线宽电源线尽量粗些4.走线转弯走45角如图放置过孔在未放置前点击Tab键修改过孔所属网络放置过孔双层布线（点击布线后按shift+Ctrl键转动滚轮出现过孔）步骤5 铺铜步骤6切割切割元件库元件命名：•放大器库•基础元件•接口、连接器库•。
《PCB设计技巧》课件
电源线与地线设计
1 2
电源和地线应尽量宽
以减小线路电阻和电感，降低噪声和损耗。
避免出现环路
以减小电磁干扰和射频干扰。
3
考虑电源和地的分割
在多层板中，合理分割电源和地层，提高信号完 整性。
信号线布局
遵循信号传输路径
尽量减少信号的反射和延迟。
避免信号线交叉
交叉的信号线可能导致串扰和信号完整性下 降。
导出3D模型
指导用户如何将渲染后的3D模型导出为常见格式，如STEP、IGES 等。
06
PCB设计常见问题与解决 方案
阻抗问题
阻抗不连续
当信号在传输线中传播时，如果 遇到阻抗不连续的情况，会导致 信号反射和能量损失。
解决方法
通过合理控制线宽、线间距和介 质厚度，确保阻抗连续。在布线 时，尽量保持线宽和线间距的一 致性。
需要注意的是，内电层分割可能会增 加电路板的制造成本和复杂度，因此 需要综合考虑其优缺点。
阻抗控制
阻抗控制是确保PCB信号传输 质量的关键因素。
通过合理设置PCB上信号线的 宽度、间距和介质常数等参数 ，可以控制信号线的阻抗，以
保证信号的完整性。
阻抗控制需要借助先进的仿真 软件进行计算和优化，以确保 实际制造的电路板符合设计要 求。
绝缘层
防止电子元件之间 短路。
丝印层
用于标注元件和电 路信息。
电路板类型
单面板
01
只有一面有导电层的电路板。
双面板
02
两面都有导电层的电路板。
多层板
03
由多层导电层和绝缘层组成的电路板。
PCB设计流程
确定设计需求
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減除法
銅箔基板
鑽孔
化銅+鍍銅
影像轉移
蝕刻
防焊
圖 1.9
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全加成法
樹脂積層板 (不含銅箔)
鑽孔
半加成法
銅箔基板
鑽孔
化銅+鍍銅
防焊
圖 1.10
樹脂表面活化 印阻劑 (抗鍍也抗焊)
化學銅析鍍
防焊
圖 1.11
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影像轉移 鍍銅,錫鉛 蝕刻
晶圓
第0層次
第1層次 (Module)
第4層次 (Gate)
第3層次 (Board)
第2層次 (Card)
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圖1.1
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1.2 PCB的演變
1.早於1903年Mr. Albert Hanson首創利用“線路”(Circuit)觀念應用於電 話
交換機系統。它是用金屬箔予以切割成線路導體，將之黏著於石蠟紙上 ，上面同樣貼上一層石蠟紙，成了現今PCB的機構雛型。見圖1.2
2.3.2 .資料審查
面對這麼多的資料，製前設計工程師接下來所要進行的工作程序與重點 ，如下所述。
A. 審查客戶的產品規格，是否廠內製程能力可及，審查項目見承接料號製 程能力檢查表.
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料 號資料表
項目
內容
格式
1.料號資料 (Part Number) 2.工程圖 (Drawing)
二.製前準備
2.1.前言
台灣PCB產業屬性，幾乎是以ＯＥＭ，也就是受客戶委托製作空板（ Bare Board）而已，不像美國，很多PCB Shop是包括了線路設計，空板製作 以及裝配(Assembly)的Turn-Key業務。以前，只要客戶提供的原始資料如 Drawing, Artwork, Specification，再以手動翻片、排版、打帶等作業， 即可進行製作，但近年由於電子產品日趨輕薄短小，PCB的製造面臨了幾個 挑戰:（1）薄板（2）高密度（3）高性能（4）高速 (5) 產品週期縮短（6 ）降低成本等。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機做為製前工具，現在己被 電腦、工作軟體及鐳射繪圖機所取代。過去，以手工排版，或者還需要 Micro-Modifier來修正尺寸等費時耗工的作業，今天只要在CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人員取得客戶的設計資料，可能幾小時內，就可 以依設計規則或DFM(Design For Manufacturing)自動排版並變化不同的生 產條件。同時可以output如鑽孔、成型、測試治具等資料。
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2021年2月23日星期二
一. PCB演變
1.1 PCB扮演的角色 PCB的功能為提供完成第一層級構裝的元件與其它必須的電子電路零件接
合的基地，以組成一個具特定功能的模組或成品。所以PCB在整個電子產品中 ，扮演了整合連結總其成所有功能的角色，也因此時常電子產品功能故障時， 最先被質疑往往就是PCB。圖1.1是電子構裝層級區分示意。
e.不同產品結構有不同製作流程，及不同的排版限制，例如，金手指板 ，其排版間距須較大且有方向的考量，其測試治具或測試次序規定也不一樣 。 較大工作尺寸，可以符合較大生產力，但原物料成本增加很多,而且設備 製程能力亦需提升，如何取得一個平衡點，設計的準則與工程師的經驗是相 當重要的。
2.3.製前設計流程：
2.3.1客戶必須提供的資料：
電子廠或裝配工廠，委託PCB SHOP生產空板（Bare Board）時，必須提 供下列資料以供製作。見表料號資料表-供製前設計使用.
上表資料是必備項目，有時客戶會提供一片樣品,一份零件圖，一份保證書（ 保證製程中使用之原物料、耗料等不含某些有毒物質）等。這些額外資料， 廠商須自行判斷其重要性，以免誤了商機。
a.基材裁切最少刀數與最大使用率（裁切方式與磨邊處理須考慮進去。
b.銅箔、膠片與乾膜的使用尺寸與工作PANEL的尺寸須搭配良好，以免浪 費。
c.連片時,piece間最小尺寸,以及板邊留做工具或對位系統的最小尺寸。
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d.各製程可能的最大尺寸限制或有效工作區尺寸.
包含此料號的版別,更改歷史,日期以及發行資訊. A.料號工程圖:
包括一些特殊需求,如原物料需求,特性阻抗控 制,防焊,文字種類,顏色,尺寸容差,層次等.
B.鑽孔圖: 此圖通常標示孔位及孔號.
C.連片工程圖: 包含每一小片的位置,尺寸,折斷邊,工具孔相關 規格,特殊符號以及特定製作流程和容差.
D.疊合結構圖: 包含各導體層,絕緣層厚度,阻抗要求,總厚度等.
和Drawing一起或另有一Text檔. HPGL 及 Post Script.
HPGL 及 Post Script. HPGL 及 Post Script.
HPGL 及 Post Script.
3.底片資料 (Artwork Data) A:線路層 B:防焊層 C:文字層
Gerber (RS-274)
1.3.1 PCB種類 A. 以材質分 a. 有機材質 酚醛樹脂、玻璃纖維/環氧樹脂、Polyimide、BT/Epoxy等皆屬之。 b. 無機材質 鋁、Copper-invar-copper、ceramic等皆屬之。主要取其散熱功能 B. 以成品軟硬區分 a. 硬板 Rigid PCB b. 軟板 Flexible PCB 見圖1.3 c. 軟硬板 Rigid-Flex PCB 見圖1.4 C. 以結構分 a. 單面板 見圖1.5 b. 雙面板 見圖1.6 c. 多層板 見圖1.7
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2.2.相關名詞的定義與解說
A Gerber file 這是一個從PCB CAD軟體輸出的資料檔做為光繪圖語言。1960年代一家名叫
Gerber Scientific（現在叫Gerber System）專業做繪圖機的美國公司所發展 出的格式，爾後二十年，行銷於世界四十多個國家。幾乎所有CAD系統的發展， 也都依此格式作其Output Data，直接輸入繪圖機就可繪出Drawing或Film，因 此Gerber Format成了電子業界的公認標準。
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有些工廠認為固定某些工作尺寸可以符合最大生產力，但原物料成本 增加很多.下列是一些考慮的方向：
一般製作成本，直、間接原物料約佔總成本30~60%，包含了基板、膠片、銅 箔、防焊、乾膜、鑽頭、重金屬（銅、鍚、鉛），化學耗品等。而這些原物 料的耗用，直接和排版尺寸恰當與否有關係。大部份電子廠做線路Layout時 ，會做連片設計，以使裝配時能有最高的生產力。因此，PCB工廠之製前設計 人員，應和客戶密切溝通，以使連片Layout的尺寸能在排版成工作PANEL時可 有最佳的利用率。要計算最恰當的排版，須考慮以下幾個因素。
D03* D12* X0104Y0048D02*
閃現所選擇Aperture 選擇Aperture 3 移至(1.04,0.48),快門開關
D03* X0064Y0048D02*
D03*
閃現所選擇Aperture 移至(0.64,0.48),快門開關 閃現所選擇Aperture
表 2.1
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C. RS-274X 是RS-274D的延伸版本，除RS-274D之Code 以外，包括RS-274X Parameters
，或稱整個extended Gerber format它以兩個字母為組合，定義了繪圖過程的 一些特性。
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D. IPC-350
IPC-350是IPC發展出來的一套neutral format,可以很容易由PCB CAD/CAM產生,然後依此系統,PCB SHOP再產生NC Drill Program,Netlist,並 可直接輸入Laser Plotter繪製底片.
B. RS-274D 是Gerber Format的正式名稱，正確稱呼是EIA STANDARD RS-274D
(Electronic Industries Association)主要兩大組成：1.Function Code： 如G codes, D codes, M codes 等。2.Coordinate data：定義圖像(Imaging）
C. 上述乃屬新資料的審查, 審查完畢進行樣品的製作.若是舊資料,則須 Check有無戶ECO (Engineering Change Order) ,然後再進行審查.
D.排版
排版的尺寸選擇將影響該料號的獲利率。因為基板是主要原料成本（排版 最佳化，可減少板材浪費）；而適當排版可提高生產力並降低不良率。
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B.原物料需求（BOM - Bill of Material） 根據上述資料審查分析後，由BOM的展開，來決定原物料的廠牌、種類及 規格。主要的原物料包括了：基板（Laminate）、膠片（Prepreg）、銅 箔（Copper foil）、防焊油墨（Solder Mask）、文字油墨（Legend）等 。另外客戶對於Finish的規定,將影響流程的選擇,當然會有不同的物料需 求與規格，例如：軟、硬金、噴鍚、OSP等。 表歸納客戶規範中，可能影響原物料選擇的因素。
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圖2.2
圖2.1
Gerber 資料 X002Y002D02*
D11* D03* D10* X002Y0084D01* D11* D03* D10* X0104Y0084D01* D11*
代表意義
移至(0.2,0.2),快門開關 選擇Aperture 2 閃現所選擇Aperture 選擇Aperture 1 移至(0.2,0.84),快門開關 選擇Aperture 2 閃現所選擇Aperture 選擇Aperture 1 移至(1.04,0.84),快門開關 選擇Aperture 2