《电子CAD综合实训》项目二较复杂单面印制板图设计.ppt

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1、1,较复杂单面印制板图设计,电子CAD综合实训,项目二,2,目 录,任务一绘制原理图元器件符号,任务二绘制本项目封装符号,任务三绘制原理图与创建网络表,任务四绘制单面印制板图,任务五原理图与PCB图的一致性检查,任务六本项目工艺文件,3,项目二 较复杂的单面印制板图设计,项目二的任务目标是利用电子CAD软件Protel 99 SE完成较复杂的单面印制板图设计，图2-1是电路图，表2-1是该原理图对应的元器件属性列表。该项目与前面项目的区别是元器件的种类增多，对印制板图设计的要求增加。在元器件种类方面，增加了常用元器件符号的封装确定，如电阻、普通电容、二极管、发光二极管、双列直插式芯片、三极管、

2、开关以及继电器等；在印制板图设计方面，增加了对元器件指定放置位置的要求等。,4,项目二 较复杂的单面印制板图设计,图2-1 项目二电路图,5,项目二 较复杂的单面印制板图设计,6,项目二 较复杂的单面印制板图设计,7,项目二 较复杂的单面印制板图设计,本项目重点是进一步了解和学习确定常用元器件封装的多种方法，了解对有位置要求元器件的操作，掌握更多关于布局的方法。具体要求：1根据实际元件绘制继电器和双色发光二极管电路符号，修改系统提供的NPN三极管电路符号。2根据实际元件确定并绘制所有元器件封装。3根据元器件属性列表绘制原理图并创建网络表文件。4根据工艺要求绘制单面印制板图。,8,图2-2 项目

3、二印制电路板尺寸要求,项目二 较复杂的单面印制板图设计,图2-2是印制板图的尺寸、定位孔位置与尺寸以及发光二极管、开关、双色发光二极管的位置要求，尺寸单位是mm。,9,项目二 较复杂的单面印制板图设计,（1）印制板尺寸：宽：37mm、高：50mm，图2-2中标注3的两个孔是安装孔，直径是3mm，位置要求如图2-2所示。（2）绘制单面板。（3）图2-2中印制板左上角和右上角两个标注R2的圆表示发光二极管L1、L2的位置，其中圆心是指发光二极管的中心，L1、L2要放置在底层Bottom Layer。（4）图2-2中印制板中心位置标注R3的圆表示开关K1的位置，其中圆心是指开关的中心，开关K1要放置

4、在底层Bottom Layer。（5）图2-2中印制板右下方标注R1的圆表示双色发光二极管的位置，其中圆心是指双色发光二极管的中心，双色发光二极管L3要放置在底层Bottom Layer。（6）信号线宽为20mil。,10,（7）从电源输入到桥式整流、滤波、稳压等部分的线要足够粗，可设置为40mil，接地和+12v的网络线宽为40mil。（8）继电器的触点到输出端子J1的线应大于或至少等于70mil。5原理图与印制板图的一致性检查。6编制工艺文件。,项目二 较复杂的单面印制板图设计,11,一、绘制U1 矩形轮廓：高：8格，宽：8格，栅格尺寸为10mil。,任务一 绘制原理图元器件符号,图2-3

5、 项目二电路图中的集成芯片符号U1,12,图2-7 修改引脚后的L3符号,二、绘制双色发光二极管L3引脚参数：Name Number Electrical Type Length RRPassive20 GGPassive20 KKPassive20,任务一 绘制原理图元器件符号,13,三、绘制继电器符号 矩形轮廓：高：6格，宽：13格，栅格尺寸为10mil，锁定栅格Snap尺寸为5mil。绘制继电器符号时应注意，矩形轮廓内的图形用直线绘制，矩形外是引脚。,任务一 绘制原理图元器件符号,图2-8 继电器符号,14,图2-12 修改三极管符号,四、绘制三极管符号 将Miscellaneous D

6、evices.ddb元器件符号库中的NPN三极管符号复制到自己建的原理图元器件库新建画面中，按照图2-12所示进行修改。修改完毕将所有的引脚名和引脚号全部隐藏，重新命名并保存。,任务一 绘制原理图元器件符号,15,一、连接器J1、J2封装1J25.08mm两针连接器 将系统提供的AMP_MR3符号复制到新建画面中，按图2-17所示进行修改。修改后的封装参数如下：元器件引脚间距离：5.08mm；焊盘参数：引脚孔径52mil，焊盘直径100mil，1#焊盘设置为矩形。元器件轮廓为矩形；焊盘号无需修改，分别为1、2。,任务二 绘制本项目封装符号,16,任务二 绘制本项目封装符号,图2-13 5.08

7、mm两针连接器封装AMP_MR2,图2-14 自己绘制的5.08mm两针连接器封装,17,2J15.08mm三针连接器,任务二 绘制本项目封装符号,图2-16 5.08mm三针连接器封装,图2-17 修改后的5.08mm三针连接器封装,18,二、二极管D1D6封装（1）实际测量参数 引脚间距离：300mil。焊盘孔径：1mm。（2）二极管封装参数确定 引脚间距离：300mil。焊盘孔径：1mm（39mil）。焊盘直径：大于2mm（选择80mil）。与电路符号引脚之间的对应：封装中的焊盘号分别是1和2。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-18 二极管,图2-21 二极管封装符号,19,三、电容C

8、1C3封装（1）实际测量参数 引脚间距离：200mil；焊盘孔径：大约0.8mm。（2）电容C1C3封装参数确定 引脚间距离：200mil 焊盘孔径：31mil 焊盘直径：68mil 与电路符号引脚之间的对应：焊盘号分别为1、2。可以采用RAD0.2的封装，将焊盘的尺寸修改一下即可。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-23 独石电容,20,四、电解电容C4、C5封装（1）实际测量参数 引脚间距离：约为100mil；焊盘孔径：大约0.8mm。（2）电容C4、C5封装参数确定 引脚间距离：100mil；焊盘孔径：31mil；焊盘直径：X-Size：65mil，Y-Size：80mil。封装轮廓：半

9、径为100mil的圆，正极性标志在1#焊盘附近。,任务二 绘制本项目封装符号,21,图2-24 绘制完成的C4、C5封装,与电路符号引脚之间的对应：焊盘号分别为1、2，其中正极对应1#焊盘。,任务二 绘制本项目封装符号,22,图2-29 TO-126封装中的焊盘参数设置,五、三端稳压器V1封装 本项目中使用的三端稳压器封装可以通过对TO-126符号进行修改而获得。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-28 修改后的TO-126封装,23,图2-31 自己绘制的电阻封装,六、电阻封装,任务二 绘制本项目封装符号,图2-32电阻封装中焊盘的参数设置,24,七、发光二极管L1、L2封装（1）实际测量参

10、数 引脚间距离：约为100mil；焊盘孔径：大约0.8mm。封装轮廓：因为管帽是直径为3mm的圆，考虑留有余地，可以绘制一个直径是4mm的圆。（2）发光二极管L1、L2封装参数确定 引脚间距离：100mil；焊盘孔径：30mil；焊盘直径：焊盘X方向的直径：55mil，Y方向的直径：65mil。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-33 LED,25,封装轮廓：半径为80mil的圆，在TopOverLay工作层绘制。与电路符号引脚之间的对应：发光二极管封装符号中的焊盘号分别为A和K。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-35 LED封装符号,图2-36 LED封装符号焊盘属性设置,26,图2-37

11、 开关,八、开关K1封装（1）实际测量参数 引脚间距离：两个短边焊盘之间的距离：小于4.6mm，两个长边焊盘之间的距离：小于6.5mm。焊盘孔径：大约1mm，应测量引脚中最宽的尺寸。封装轮廓：矩形，可以沿焊盘外侧绘制一个矩形。,任务二 绘制本项目封装符号,27,图2-38 开关的电路符号,（2）开关封装确定 引脚间距离：两个短边焊盘之间的距离：176mil，两个长边焊盘之间的距离：256mil；焊盘孔径：39mil；焊盘直径：75mil。封装轮廓：矩形，沿焊盘外侧绘制一个矩形。与电路符号引脚之间的对应：根据开关的电路符号，开关的焊盘号可以分别设置为“1”和“2”，将两个连在一起焊盘的焊盘号均设

12、置为1，另两个连在一起焊盘的焊盘号均设置为2。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-39 开关的引脚分布,28,图2-40 修改后的DIP16封装,九、集成电路芯片U1封装 U1是16引脚双列直插式集成芯片，可以通过对封装库中的DIP16修改得到。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-41 修改后DIP16封装中的焊盘参数,29,十、三极管T1封装 可以直接使用系统提供的TO-92A。十一、继电器JDQ封装（1）实际测量参数 引脚间距离：测量参数如图2-43所示。焊盘孔径：大约0.8mm。封装轮廓：矩形，应该有表示安装方向的标识。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-42 八引脚继电器,30,（2）

13、继电器封装参数确定 引脚间距：参照图2-43所示进行修改；焊盘孔径：31mil；焊盘直径：67mil；封装轮廓：参照图2-43所示绘制；与电路符号中的引脚对应：按照任务一中继电器电路符号设置封装符号的焊盘号。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-43 8引脚继电器封装尺寸,31,十二、双色发光二极管L3封装（1）实际测量参数 引脚间距离：约为100mil；焊盘孔径：大约0.8mm。（2）双色发光二极管L3封装确定 引脚间距离：100mil；焊盘孔径：32mil；焊盘直径：焊盘X方向的直径：75mil，Y方向的直径：100mil。封装轮廓：可以绘制为矩形。与电路符号引脚之间的对应：封装符号的焊盘号

14、分别为G、K、R，K#焊盘在中间。,任务二 绘制本项目封装符号,图2-45 双色发光二极管,32,图2-46 双色LED图形符号和外形图,任务二 绘制本项目封装符号,图2-47 双色LED封装,图2-48 双色LED封装中的焊盘参数,33,任务三 绘制原理图与创建网络表,根据表2-1所示元器件属性列表绘制图2-1所示电路图。按照项目一中任务五的操作步骤，创建图2-1对应的网络表文件。,34,任务四 绘制单面印制板图,一、规划电路板 单面印制板图需要以下工作层：顶层Top Layer、底层Bottom Layer、机械层Mechanical Layer、顶层丝印层Top Overlay、多层Mu

15、lti Layer、禁止布线层Keep Out Layer。本项目中还需要增加底层丝印层BottomOverLay。调出底层丝印层BottomOverLay的方法：（1）在PCB文件中执行菜单命令Design Options，系统弹出Document Options对话框。（2）在Document Options对话框中选择Layers选项卡，在Layers选项卡中选中Bottom Overlay，单击【Ok】按钮，则Bottom Overlay标签出现在屏幕下方的工作层标签中。,35,图2-51 安装孔（过孔）的属性设置,任务四 绘制单面印制板图,二、绘制物理边界和安装孔1绘制物理边界 在机

16、械层Mechanical4 Layer按图2-2所示绘制电路板的物理边界。2绘制安装孔 按图2-2所示绘制安装孔。安装孔的绘制应分两个步骤，一是在安装孔位置放置过孔，二是在KeepOutLayer工作层再绘制一个圆。,36,图2-52 绘制完成的电路板边界与安装孔,任务四 绘制单面印制板图,37,图2-53 装入网络表后的情况,任务四 绘制单面印制板图,三、装入网络表1绘制电气边界 将当前层设置为KeepOutLayer。在物理边界的内侧绘制电气边界，绘制完成电气边界的效果如图2-52。2加载元器件封装库 方法同项目一。3装入网络表,38,图2-54 将所有元器件移到PCB边界之外,任务四 绘

17、制单面印制板图,四、元器件布局1放置有位置要求的元器件 为了布局方便，先将所有元器件封装符号移出印制板边界，如图2-54所示。,39,任务四 绘制单面印制板图,（1）操作思路 将元器件封装符号移到指定位置 按要求设置元器件所在工作层（顶层Top或底层Bottom）调整元器件封装符号的方向和标号位置 将元器件位置锁定。（2）操作方法 以放置发光二极管L1为例。拖动L1到指定位置。将L1放置到底层BottomLayer并锁定位置。双击L1，在弹出的Component对话框中选择工作层Layer为Bottom Layer，选中锁定选项Locked，单击【Ok】按钮后，将L1放置到底层并锁定位置。,4

18、0,图2-57 指定位置元器件的封装,任务四 绘制单面印制板图,41,2调整其他元器件布局,任务四 绘制单面印制板图,图2-58 完成布局,42,五、手工布线1调整焊盘参数 本项目中的电容C1 C3采用的是系统提供的封装符号RAD0.2，其中的焊盘参数需要根据实际元器件进行调整。将焊盘的X-Size和Y-Size的属性值修改为68mil，将Hole Size的属性值修改为31mil。2布线要求解读 本项目对线宽的要求：信号线宽：20mil。+12v和接地线GND网络的线宽：40mil。电路中电源部分的线宽：40mil。,任务四 绘制单面印制板图,43,输出端连接器J1到继电器的线宽要求：至少为

19、70mil。由于本项目所采用的印制板尺寸较小，很难做到线宽70mil的走线，因此在工程上通常会采用一种迂回的方法来实现宽线宽要求，而在设置布线规则时将线宽设置的较小，本例中将输出端连接器J1到继电器的线宽设置为35mil。,任务四 绘制单面印制板图,44,3设置布线规则,图2-65 全部线宽设置完成,任务四 绘制单面印制板图,45,4手工布线 将当前层设置为BottomLayer。（1）在U1的1#、2#、5#、6#、7#、9#、10#、11#、12#外侧分别放置焊盘，然后绘制铜膜导线做引出线，如图2-66所示。,图2-66 在U1周围放置焊盘,任务四 绘制单面印制板图,46,（2）按飞线指示

20、绘制其他铜膜导线。,图2-67 项目二大部分网络连线后的情况,任务四 绘制单面印制板图,47,（3）将凡是有90拐弯的地方用矩形填充改为45角，如U1芯片上接地线的几个45角。（4）绘制J1中3个焊盘的铜膜导线。在BottomLayer工作层按飞线指示绘制J1到继电器的铜膜导线。调出底层阻焊层Bottom Solder。执行菜单命令Design Options，选择Layers选项卡，在对话框中选中Bottom Solder底层阻焊层，而后单击【Ok】按钮。将当前层设置为Bottom Solder底层阻焊层，在BottomLayer已画好的线上再分别重新绘制一次从J1到继电器的三条连线。,任务

21、四 绘制单面印制板图,48,任务五 原理图与PCB图的一致性检查,根据PCB文件再产生一个网络表文件，而后对根据原理图文件和PCB文件产生的两个网络表进行比较，比较结果，两个图完全相同。,图2-69 在底层阻焊层Bottom Solder再绘制一次J1的连线,49,任务六 本项目工艺文件,1是单面板，图形是透视图（或反图），字符为正字。2板厚：1.6mm。3板材：酚醛纸基阻燃板FR-1。4铜箔厚度：不小于35m。5孔径和孔位均按文件中的定义。6表面处理：化学沉银（浸银）。7字符颜色：白色，注意：有两面字符。8阻焊颜色：绿色，注意：部分线条在阻焊层要开窗（裸露出）。9数量：1000片。10工期：7 10天。,50,The end,