PROTEL 中PCB制作问题
方法:
一、首先要画一个边框,我们可以借助板框导航,来画边框。在“File”下选择“New”中的“Wizards”,在选取“Printed Circuit Board Wizard”,点击“OK”即可,按照显示对话框的每一步提示,完成板框设计。
二、建立PCB文件要进行PCB设计,必须有原理图,根据原理图才能画出PCB图。按照上述板框导航生成一张“IBM XT bus format”形式的印制板边框。选择PCB设计窗口下的“Design”中的“Add/Remove Library”,在对话框上选择“4 Port Serial Interface.ddb”,在“\Design Explorer 99SE\Examples”文件夹中选取。
点取“Add”,然后“OK”关闭对话框。在左侧的导航树上,打开“4 Port Serial Interface.prj”原理图文件,选择“Design”下的“Update PCB”,点取“Apply”,“Update Design”对话框被打开,点取“Execute”选项。对话框“Confirm Component Associations”对话框将被打开,网络连接表列出,选择应用“Apply”更新PCB文件,由于Protel99SE采用同步设计,因此,不用生成网表也可以直接到PCB设计。这时,一个新的带有网络表的PCB文件将生成。
三、层管理 利用Protel99 SE设计PCB板,信号层可达到32个,地电层16个,机械层16个。我们增加层只需运行\\Design\layer stack manager功能菜单,就可以看到被增加层的位置。
四、布局设计布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。“Room”定义规则,可以将指定元件放到指定区域。Protel99 SE在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动倒板上所需位置上了。
当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。新增动态长度分析器。在元件移动过程中,不断地对基于连接长度的布局质量进行评估,并用绿色(强)和红色(弱)表示布局质量。提示:打开布局工具条,可展开和缩紧选定组件的X、Y方向,使选中的元件对齐。
第五章 PCB设计一、板框导航 当我们设计了原理图,生成了网表,下一步就要进行PCB设计。首先要画一个边框,我们可以借助板框导航,来画边框。在“File”下选择“New”中的“Wizards”,在选取“Printed Circuit Board Wizard”,点击“OK”即可,按照显示对话框的每一步提示,完成板框设计。
二、建立PCB文件要进行PCB设计,必须有原理图,根据原理图才能画出PCB图。按照上述板框导航生成一张“IBM XT bus format”形式的印制板边框。选择PCB设计窗口下的“Design”中的“Add/Remove Library”,在对话框上选择“4 Port Serial Interface.ddb”,在“\Design Explorer 99SE\Examples”文件夹中选取,点取“Add”,然后“OK”关闭对话框。在左侧的导航树上,打开“4 Port Serial Interface.prj”原理图文件,选择“Design”下的“Update PCB”,点取“Apply”,“Update Design”对话框被打开,点取“Execute”选项。对话框“Confirm Component Associations”对话框将被打开,网络连接表列出,选择应用“Apply”更新PCB文件,由于Protel99SE采用同步设计,因此,不用生成网表也可以直接到PCB设计。这时,一个新的带有网络表的PCB文件将生成。三、层管理 利用Protel99 SE设计PCB板,信号层可达到32个,地电层16个,机械层16个。我们增加层只需运行\\Design\layer stack manager功能菜单,就可以看到被增加层的位置。
四、布局设计布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。“Room”定义规则,可以将指定元件放到指定区域。Protel99 SE在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件,然后旋转、展开和整理成组,就可以移动倒板上所需位置上了。当简易的布局完成后,使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。新增动态长度分析器。在元件移动过程中,不断地对基于连接长度的布局质量进行评估,并用绿色(强)和红色(弱)表示布局质量。提示:打开布局工具条,可展开和缩紧选定组件的X、Y方向,使选中的元件对齐。四、布线设置
在布线之前先要设置布线方式和布线规则。Protel99 SE有三种布线方式:忽略障碍布线(Ignore obstacle),避免障碍布线(Avoid obstacle),推挤布线(Push obstacle)。我们可以根据需要选用不同的布线方式,在“Tools”工具菜单下选择“Preferences”优选项中选择不同的布线方式。也可以使用“SHIFT+R”快捷键在三种方式之间切换。接着选择布线规则,在“Design”下选择“Rules”对话框,选择不同网络布线的线宽,布线方式,布线的层数,安全间距,过孔大小等。有了布线规则,就可进行自动布线或手动布线了。如果采用自动布线,选择“Auto Route”菜单,Protel 99SE支持多种布线方式,可以对全板自动布线,也可以对某个网络、某个元件布线,也可手动布线。手动布线可以直接点击鼠标右键下拉菜单“Place track”,按鼠标左键一下确定布线的开始点,按“BackSpace”取消刚才画的走线,双击鼠标左键确定这条走线,按“ESC”退出布线状态。用“Shift”加空格键可以切换布线形式,“45°”“90°”弧形布线等方式之间切换。Protel99 SE提供了很好的在线检查工具“Online DRC”随时检查布线错误(在工具菜单的优选项下面)。如果修改一条导线,只需重画一条线,确定后,原来的导线就会自动被删除。五、电气规则检查当一块线路板已经设计好,我们要检查布线是否有错误,Protel99 SE提供了很好的检查工具“DRC” 自动规则检查。只要运行“Tools”下的“Design Rlue Check”,计算机会自动将检查结果列出来。六、信号完整性分析当PCB设计变得更复杂,具有更高的时钟速度、更高的器件开关速度以及高密度,在设计加工前进行信号的完整性分析变得更尤为重要。Protel99 SE包含一个高级的信号完整性仿真器,它能分析PCB设计和检查设计参数的功能,测试过冲、下冲、阻抗和信号斜率要求。如果PCB板任何一个设计要求(设计规则指定的)有问题,可以从PCB运行一个反射或串扰分析,以确切地查看其情况。信号完整性仿真使用线路的特性阻抗、通过传输线计算、I/O缓冲器宏模型信息,做为仿真的输入。它是基于快速的反射和串扰模拟器,采用经工业证实的算法,产生非常精确的仿真。设置信号完整性设计规则打开“LCD Controller.ddb”设计数据库,在“Design Explorer 99SE\Examples”目录下,通过左侧的导航树,打开“LCD Controller.pcb”文件。设置信号完整性设计规则,测试的描述。必须包含层堆栈规则。在“Tools”下选择“Preferences”对话框中的“Signal Integrity”选项,在这个对话框中,显示了所有元件的标号所代表的元件名称。例如“ R”代表“Resistors”,用“Add”增加,在“Component Type”对话框上,用“R”设置“Designator Prefix”,在“Component Type”中设置为“Resistor”,点击“OK”加入。重复上述操作设置“C-Capacitor; CU-Capacitor; Q-BJT;D-Diode; RP-Connector;U-IC;J-Connector;L-inductor”,当我们设置完成时,点取“OK”退出优选项对话框。
从菜单中选择“Design\Rules”,然后按下设计规则对话框中的信号完整性钮。每个规则包含了该规则测试的描述。一旦配置了信号完整设计规则,从菜单中选择“Tools”下的“Design Rule Check”,显示设计规则检查对话框。按对话框中央的信号完整性按钮,进行信号完整性设计规则检查。包含电源网络设计规则,指定每个电源网络和电压。从“Rule Classes”中选“Overshoot Falling Edge”点击“Add”,在谈出对话框中选择“Fiter Kind”设为“Whole Board”,并且改变右侧“Maximum(Volts)”为“0.5”,点取“OK”,存入这条规则。重复刚才的步骤,设置“Undershoot-Falling Edge”,两个强制信号完整性规则。运行设计规则检查“DRC”,然后在“Report”中运行“Signal Integrity”,找到网络名为“FRAMA1”,选重这个网络,在“Edit”中选“Take Over”从菜单中加入网络,对它进行分析。在“Simulation”的“Reflection”菜单下可以观看波形。我们选种哪一个器件,那个器件的曲线将被点亮。信号完整性分析菜单中还为我们提供消除干扰的方法。
如果设计不包含电源层分析将仍然执行,但是结果不能认为是准确的。信号完整性分析器不考虑多边形敷铜。DRC测试是从所有可能输出脚对每个网络最坏情况仿真,最坏结果就是DRC结果。执行串扰分析至少需要从网表上确定二个网。然后指定其中一个为侵略者,或受害人。侵略者被加入激励脉冲,受害人为接收串扰。当已经指定侵略者或受害人网络时,按Crosstalk按钮执行仿真,结果将显示在Protel波形分析器上。可以从波形上直接执行许多测量,仅仅击一下波形右边列表上的节点,从分析菜单中选择一个选项。如果你发现波形与设计规则检查给定的结果不匹配(例如:DRC给1.2伏特的过冲,但是波形有小的振铃),大概因为用于反射分析的输出节点不是DRC报告的最坏节点。除了执行反射和串扰分析,还可以执行一个信号完整性效果的网络筛选,例如过冲、延迟、阻抗等等。网络筛选产生类似电子表格的结果表,可以快速查出有问题的网络。执行网络筛选,要指定许多网络(如果需要可选全部),按Net Screening按钮。当筛选结果出现,使用工具条上按钮控制所要显示的内容(阻抗、电压等等),按下列名按结果类型显示。七、可以在PCB中修改元件封装。 操作步骤: ①增加焊盘,将焊盘设置为被选中状态; ②将需要增加的元件恢复原始图素; ③选\Tools\Covert\Add Selected Prmitives to Component; ④提问要增加焊盘的元件,确认即可。八、建立新的PCB器件封装
由于硬件厂家发展速度非常快,器件的不断更新,我们经常需要从库里增加器件封装,或增加封装库。Protel99 SE提供了很好的导航器,帮助我们完成器件的添加。根据文件产生PCB封装库打开“LCD Controller.ddb”设计数据库,选中“LCD Controller.pcb”并打开。在“Tools”下选择“Make Libray”,建立一个新库文件“LCD controller.lib”,所有PCB中的器件封装被自动抽取出来,保存在库文件中。在这个新库文件中建立器件封装,点击左侧导航树上的“Browse PCBlib”,可以浏览这个库里现有的元件,创建一个新的元件选择“Tools”下的“New Component”,弹出一个器件封装模板,按照提示,可以迅速生成一个我们需要的器件封装。 九、 生成GERBER文件在我们将所有设计完成之后,需要把PCB文件拿到制版厂家去做印制版。如果厂家有Protel 98 或Protel 99 ,我们可以用Protel 99SE中“File\Save as选择存储文件格式为3.0,然后导出 PCB文件给厂家。如果厂家没有这两种版本文件,需生成“GERBER”给厂家。具体操作如下:首先我们打开一个设计好的PCB文件“Z80 Microprocessor.ddb”设计数据库中的“Z80 Processor board.pcb”文件,选择“File”主菜单下的“CAM Manager”,
按照输出导航,可以方便的生成光绘文件和数控钻孔文件。所有输出文件被保存在“CAM Manager”文件夹下。光圈文件的后缀为“*.APT”,GERBER文件的后缀为“*.G*”,钻孔文件的后缀为“*.DRR”和“*.TXT”。将所有文件导出到一个指定目录下,压缩后即可交给印制板厂生产。如果我们想看生成的GERBER文件是否正确,请用导入的方法可以打开每一层文件。十、打印预览在Protel 99SE中我们可以观看打印效果,通过\\File\Print/Preview控制打印参数,修改打印结果。可以在打印预览中任意添加层或删除层。十一、3D显示
点击\\VIEW\Board in 3D选项,可以看到设计板的三维图形,并且可以任意旋转、隐藏元件或字符等操作。 十一、强大的输入输出功能 用Import可以读取Orcad(*.max)、P-CAD PDIF(*.PDF)、AutoCAD(*.DWG,*.DXF)文件。并且,新增与CCT公司的接口。
一般PCB基本设计流程如下:前期准备->PCB结构设计->PCB布局->布线->布线优化和丝印->网络和DRC检查和结构检查->制版。
第一:前期准备。这包括准备元件库和原理图。“工欲善其事,必先利其器”,要做出一块好的板子,除了要设计好原理之外,还要画得好。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。
元件库可以用peotel 自带的库,但一般情况下很难找到合适的,最好是自己根据所选器件的标准尺寸资料自己做元件库。原则上先做PCB的元件库,再做SCH的元件库。PCB的元件库要求较高,它直接影响板子的安装;SCH的元件库要求相对比较松,只要注意定义好管脚属性和与PCB元件的对应关系就行。PS:注意标准库中的隐藏管脚。之后就是原理图的设计,做好后就准备开始做PCB设计了。
第二:PCB结构设计。这一步根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位,在PCB 设计环境下绘制PCB板面,并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等等。并充分考虑和确定布线区域和非布线区域(如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域)。
第三:PCB布局。布局说白了就是在板子上放器件。这时如果前面讲到的准备工作都做好的话,就可以在原理图上生成网络表(Design->Create Netlist),之后在PCB图上导入网络表(Design->Load Nets)。就看见器件哗啦啦的全堆上去了,各管脚之间还有飞线提示连接。然后就可以对器件布局了。一般布局按如下原则进行:
①. 按电气性能合理分区,一般分为:数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)、模拟电路区(怕干扰)、功率驱动区(干扰源);
②. 完成同一功能的电路,应尽量靠近放置,并调整各元器件以保证连线最为简洁;同时,调整各功能块间的相对位置使功能块间的连线最简洁;
③. 对于质量大的元器件应考虑安装位置和安装强度;发热元件应与温度敏感元件分开放置,必要时还应考虑热对流措施;
④. I/O驱动器件尽量靠近印刷板的边、靠近引出接插件;
⑤. 时钟产生器(如:晶振或钟振)要尽量靠近用到该时钟的器件;
⑥. 在每个集成电路的电源输入脚和地之间,需加一个去耦电容(一般采用高频性能好的独石电容);电路板空间较密时,也可在几个集成电路周围加一个钽电容。
⑦. 继电器线圈处要加放电二极管(1N4148即可);
⑧. 布局要求要均衡,疏密有序,不能头重脚轻或一头沉——需要特别注意,在放置元器件时,一定要考虑元器件的实际尺寸大小(所占面积和高度)、元器件之间的相对位置,以保证电路板的电气性能和生产安装的可行性和便利性同时,应该在保证上面原则能够体现的
前提下,适当修改器件的摆放,使之整齐美观,如同样的器件要摆放整齐、方向一致,不能摆得“错落有致” 。
这个步骤关系到板子整体形象和下一步布线的难易程度,所以一点要花大力气去考虑。布局时,对不太肯定的地方可以先作初步布线,充分考虑。
第四:布线。布线是整个PCB设计中最重要的工序。这将直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有这么三种境界的划分:首先是布通,这时PCB设计时的最基本的要求。如果线路都没布通,搞得到处是飞线,那将是一块不合格的板子,可以说还没入门。其次是电器性能的满足。这是衡量一块印刷电路板是否合格的标
准。这是在布通之后,认真调整布线,使其能达到最佳的电器性能。接着是美观。假如你的布线布通了,也没有什么影响电器性能的地方,但是一眼看过去杂乱无章的,加上五彩缤纷、花花绿绿的,那就算你的电器性能怎么好,在别人眼里还是垃圾一块。这样给测试和维修带来极大的不便。布线要整齐划一,不能纵横交错毫无章法。这些都要在保证电器性能和满足其他个别要求的情况下实现,否则就是舍本逐末了。布线时主要按以下原则进行:
①. 一般情况下,首先应对电源线和地线进行布线,以保证电路板的电气性能。在条件允许的范围内,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,最细宽度可达0.05
~0.07mm,电源线一般为1.2~2.5mm。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(模拟电路的地则不能这样使用)
②. 预先对要求比较严格的线(如高频线)进行布线,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。
③. 振荡器外壳接地,时钟线要尽量短,且不能引得到处都是。时钟振荡电路下面、特殊高速逻辑电路部分要加大地的面积,而不应该走其它信号线,以使周围电场趋近于零;
④. 尽可能采用45º的折线布线,不可使用90º折线,以减小高频信号的辐射;(要求高的线还要用双弧线)
⑤. 任何信号线都不要形成环路,如不可避免,环路应尽量小;信号线的过孔要尽量少;
⑥. 关键的线尽量短而粗,并在两边加上保护地。
⑦. 通过扁平电缆传送敏感信号和噪声场带信号时,要用“地线-信号-地线”的方式引出。
⑧. 关键信号应预留测试点,以方便生产和维修检测用
⑨. 原理图布线完成后,应对布线进行优化;同时,经初步网络检查和DRC检查无误后,对未布线区域进行地线填充,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。或是做成多层板,电源,地线各占用一层。
——PCB布线工艺要求
①. 线
一般情况下,信号线宽为0.3mm(12mil),电源线宽为0.77mm(30mil)或1.27mm(50mil);线与线之间和线与焊盘之间的距离大于等于0.33mm(13mil),实际应用中,条件允许时应考虑加大距离;
布线密度较高时,可考虑(但不建议)采用IC脚间走两根线,线的宽度为0.254mm(10mil),线间距不小于0.254mm(10mil)。
特殊情况下,当器件管脚较密,宽度较窄时,可按适当减小线宽和线间距。
②. 焊盘(PAD)
焊盘(PAD)与过渡孔(VIA)的基本要求是:盘的直径比孔的直径要大于0.6mm;例如,通用插脚式电阻、电容和集成电路等,采用盘/孔尺寸1.6mm/0.8mm(63mil/32mil),插座、插针和二极管1N4007等,采用1.8mm/1.0mm(71mil/39mil)。实际应用中,应根据实际元件的尺寸来定,有条件时,可适当加大焊盘尺寸;
PCB板上设计的元件安装孔径应比元件管脚的实际尺寸大0.2~0.4mm左右。
③. 过孔(VIA)
一般为1.27mm/0.7mm(50mil/28mil);
当布线密度较高时,过孔尺寸可适当减小,但不宜过小,可考虑采用1.0mm/0.6mm
(40mil/24mil)。
④. 焊盘、线、过孔的间距要求
PAD and VIA : ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and PAD : ≥ 0.3mm(12mil)
PAD and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)
TRACK and TRACK : ≥ 0.3mm(12mil)
密度较高时:
PAD and VIA : ≥ 0.254mm(10mil)
PAD and PAD : ≥ 0.254mm(10mil)
PAD and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
TRACK and TRACK : ≥ 0.254mm(10mil)
第五:布线优化和丝印。“没有最好的,只有更好的”!不管你怎么挖空心思的去设计,等你画完之后,再去看一看,还是会觉得很多地方可以修改的。一般设计的经验是:优化布线的时间是初次布线的时间的两倍。感觉没什么地方需要修改之后,就可以铺铜了(Place->polygon Plane)。铺铜一般铺地线(注意模拟地和数字地的分离),多层板时还可能需要铺电源。时对于丝印,要注意不能被器件挡住或被过孔和焊盘去掉。同时,设计时正视元件面,底层的字应做镜像处理,以免混淆层面。
第六:网络和DRC检查和结构检查。首先,在确定电路原理图设计无误的前提下,将所生成的PCB网络文件与原理图网络文件进行物理连接关系的网络检查(NETCHECK),并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证布线连接关系的正确性;
网络检查正确通过后,对PCB设计进行DRC检查,并根据输出文件结果及时对设计进行修正,以保证PCB布线的电气性能。最后需进一步对PCB的机械安装结构进行检查和确认。
第七:制版。在此之前,最好还要有一个审核的过程。
PCB设计是一个考心思的工作,谁的心思密,经验高,设计出来的板子就好。所以设计时要极其细心,充分考虑各方面的因数(比如说便于维修和检查这一项很多人就不去考虑),精益求精,就一定能设计出一个好板子。
够详细了吧
铺铜不一定必要吧,要看你的具体应用了
铺线应该注意线宽和线间距,如果要工厂加工的话要受到工艺的限制,有些工厂的最小线宽是10mile,有些工厂的最小线宽是5mile
这样的问题问得太笼统了 不想回答你