电路原理图与PCB图绘制.doc

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1、吉林工程技术师范学院信息工程学院 电子线路CAD 课程设计报告题 目： 电路原理图与PCB图绘制 专 业： 电子信息工程 班 级： 电子信息1142班 姓 名： 葛丹 学 号： 1101034220 指导教师： 许艳惠 李学斌 时 间：2014/06/092014/06/27摘 要 PADS是美国Mentor Graphics公司推出的一款PCB设计软件.电子技术的飞速发展使得产品的PCB设计越来越复杂,布线层数增加,高密度互连及高速处理等问题已直接影响到产品的可靠性,研发成本及上市时间.Mmentor Graphics公司的的PADS Layout/Router环境作业为业界主流的PCB设计

2、平台，以其强大的交互式布局、布线功能和易学易用等特点，在通信、半导体、消费电子、医疗电子等当前最活跃的工业领域得到了广泛的应用。PADS Layout/Router支持完整的PCB设计流程，涵盖了从原理图网络表导入，规则驱动下的交互式布局、布线，DRC/DFT/DFM校验与分析，直到最后的生产文件（Gerber）、装配文件及物料清单（BOM）输出等全方位的功能需要，确保PCB设计工程师高效地完成设计任务。关键字：PCB 电子产品 工程设计目 录第一章 PADS设计制作.11.1 PADS设计目的.11.2 设计内容 .1第二章 原理图的绘制.22.1 原理图绘制的一般流程.22.2 放置元器件

3、.22.3 原理图连线.42.4 添加总线.52.5 定义元器件库.72.6 修改设计.10第三章 PADS印制电路的设计.133.1 PADS设计流程与PADS印制电路设计.133.2 PADS印制电路设计的注意事项.15第四章 电路板的制作.18第五章 总结与体会.19参考文献.20第一章 PADS设计制作1.1 PADS设计目的 作为电子与信息技术生产、服务和管理领域工作的高素质劳动者和高级专门技术人才所应具备电子设计自动化的基本知识、基本技能，为学生学习专业知识，增强实践操作能力打下一定的基础。 通过PADS课程设计，掌握电子产品自动化设计与制作的一般过程，能阅读电路原理图、PCB（印

4、制电路板，简称印制板）图。 能借助手册查阅与电子元器件及材料的有关数据，能正确选择使用元器件和材料，能借助微机熟练进行电路原理图、PADS（印制电路板，简称印制板）图设计，并通过手工制作简单的PCB电路板。 能够装接电子电路并使用电子仪器进行测试，能在教师指导下解决电子电路制作过程中出现的一般问题，能对所制作电路的指标和性能进行测试并提出改进意见。1.2 设计内容1.PADS的原理图绘制基础的学习;2.原理图设计;3.原理图的绘制;4.PADS原理图电路板的制作。第二章 原理图的绘制2.1 原理图绘制的一般步骤1.添加和编辑元器件2.建立和编辑连线3.总线操作4.修改设计数据5.定义设计规则2

5、.2 放置元器件1.从设计(Design)工具条中选择添加元件图标，如图2-1所示。图2-1 添加元器件工具栏2.新建一个文件，添加所需的元器件。在Items内填入您所查找的元器件名称，选好元器件后按Add按钮，可以看到元器件悬浮在鼠标上，按左键放到原理图内，见图2-2。图2-2 添加所需元器件3.有的库里没有的元器件需要自己制作。图2-3 绘制元器件4.画完的元器件需要做封装。图2-4 元器件封装2.3 原理图连线 建立新的连线：从设计工具盒(Design Toolbox)内选择添加连线(Add Connection)图标。 注意：在这个管脚号码的管脚封装的结束点，按鼠标左键，当您移动光标到

6、其它地方时，当遇到其他管脚时，会出现高亮状态。移动光标也可以观察到连线将以正交的方式出现。 移动目标：从工具条(Toolbar)中选择移动方式(Move Mode)图标，或是快捷键Ctrl+E。按Esc键，取消移动。 添加连线到电源(Power)和地(Ground)：打开设计(Design)工具盒，选择添加连线(Add Connection)，点击右键弹出菜单包含了添加地线和电源符号的选项。按鼠标右键，并从弹出菜单中选择电源(Power)，一个电源符号将粘连在光标上。为了连接您所需要的电源类型可以按Tab键来选择各种各样的电源符号，如图2-5所示。图2-5 添加电源在不同页面之间加连线: 从设

7、计(Design)工具盒内选择加连线(Add Connection),右键选择页间连接符号(Off-page)，如图2-6所示。图2-6 添加页面间的连接符号2.4 添加总线从工具条(Toolbar)中选择加总线(Add Bus)图标，弹出对话框如图2-7所示。当您在绘制完成总线会弹出总线对话框。Bus内添加总线名称。图2-7 添加总线连接到总线(Bus)：从工具条中选择添加连线(Add Connection)图标后会出现如图2-8所示对话框。Net Name内添加网络名称。图2-8 所示添加总线连接网络名2.5 定义元器件库2.5.1 建立 CAE 封装(CAE Decal)1.通过选择工具

8、/元件编辑器(Tools/Part Editor)，进入PADS Logic 的元件编 辑器(Part Editor)，如图2-9所示。图2-9 元器件编辑2.在元件编辑器(Part Editor)中选择文件/新建(File/New)，如图2-10所示。图2-10 新建元器件3.从对话框中选择CAE 封装(CAE Decal)，并且选择OK，如图2-11所示图2-11 元器件的CAE封装4.进入CAE封装界面工具栏如图2-12、2-13所示。图2-12 CAE封装工具栏图2-13 CAE封装绘制界面 5.用2D线图标画好元器件外形后，添加端点从端点(Terminal)工具盒中选择添加端点(Ad

9、d Terminal)图标。从管脚(Pins)列表中选择PIN 管脚封装(Pin Decal Browse)，然后选择OK，如图2-14所示。图2-14 引脚封装2.5.2 在 CAE 封装向导(CAE Decal Wizard)中建立CAE 封装(CAE Decals)1.从工具条(Toolbar)中选封装编辑（Decal Editing）图标，打开封装编 辑（Decal Editing）工具盒。2.从封装编辑（Decal Editing）工具盒中选择CAE 封装向导工具(CAE DecalWizard)图标 。3.这时候新的端点将跟随着光标，按鼠标右键并且从弹出菜单中选择X 镜 像(X M

10、irror)，此时该端点将以X 轴或横轴镜像,如图2-13所示。4.将端点放在符号指定处，并且按鼠标的左键放置端点。当端点悬浮时也可以右键也可使用分步(Step)和重复(Repeat)命令添加新的端点(Terminals)。选择OK完成分步和重复(Step and Repeat)命令。退出添加端点(Add Terminal) 操作。5.修改端点(Terminals) 管脚封装浏览(Pin Decal Browse)对话框将出现。重新修改端点管脚。6.保存CAE封装(CAE Decal)。2.5.3建立新的元件类型1. 为了建立元件类型(Part Type)，通过选择工具/元件编辑器(Tools

11、/Part Editor)进入元件编辑器(Part Editor)。选择文件/新建(File/New)或打开件完的CAE封装。编辑项目的选择类型(Select Type of Editing Item)对话框将出现 。2. 编辑电气特性按图标可以重建元器件外部封装。从工具条(Toolbar)中选择编辑电参数(Edit Electrical)图标，元件信息(Part Information)对话框中的许多表格将出现。从工具条(Toolbar)中选择编辑电参数(Edit Electrical)图标，元件信息(Part Information)对话框中的许多表格将出现。选择门(Gates)的表格，并

12、且选择添加按钮，Add添加元件类型的第一个门。在弹出窗口,依提示添加元器件。分配PCB封装(PCB Decal)。分配信号管脚(Signal Pins)。保存，退出便可以在原理图绘制界面调用。2.6 修改设计改变元件(Part)的值：双击元器件则会弹出对话框如图2-15所示。图2-15 元器件性质及参数设置在Visibility中设置元器件显示部分；在Attributes中设置元器件基本参数；在PCB Decals中设置元器件封装；绘制界面的背景颜色设置：打开工具栏如图2-16所示，或按快捷键Ctrl+Alt+C。图2-16 背景设置第三章 PADS印制电路的设计3.1 PADS设计流程与PA

13、DS印制电路设计3.3.1 PADS原理图 图3-1 pads电路原理图 图3-2 pads电路原理图图3-3 pads 电路原理图3.1.2 印制电路设计1.原理图打撒如图图3-2 原理图打撒2.绘出外框工具栏中绘制工具（Drafting Toolbar）图标，其下的绘制外框工具（Board Outline and cut out）图标。右键选中绘制方形外框,完成图如图3-3所示。图3-3 完成图3.2 PADS印制电路设计的注意事项（1）焊盘重叠焊盘的重叠,也就是孔的重叠放置,在钻孔时会因为在一处多钻孔导致钻孔致钻头断裂、导线损伤。焊盘或过孔尺寸对人工钻孔不利，焊盘尺寸与钻孔尺寸配合不当对

14、数控钻孔不利。容易将焊盘钻成“C”形，严重的则钻掉焊盘。如果导线太细，而大面积的未布线区又没有设置覆铜，则容易造成腐蚀不均匀。（2）图形层的滥用违反常规设计，如元器件面设计在Bottom层，焊接面设计在Top层，造成文件编辑时正反面错误。PCB内若有需要铣的槽，则用Keepout Layer或Board Layer层画出，不应用其他层面，避免误铣或没铣。（3）异性孔若板内有异型孔，用Keepout Layer层画出一个与孔大小一样的填充区即可。异型孔德长/宽 2:1，宽1.0mm,否则钻床在加工异型孔时极易断钻，造成加工困难。（4）字符的放置字符遮盖焊盘SMD焊片，给印制电路板的通断测试及元器

15、件的焊接带来不便。字符设计的太小，造成丝网印制的困难，使字符不够清晰。（5）单面焊盘孔径的设置单面焊盘一般不钻孔，若钻孔需标注，其孔径应设计为零。如果设计了数值，这样在产生钻孔数据时，就会钻出孔，轻则会影响面板美观，重则电路板损坏。单面焊盘若要钻孔就要做出特殊标注。（6）用填充块画焊盘用填充块画焊盘在设计线路时能够通过DRC检查，但对于加工是不行的，因此类焊盘不能直接生成阻焊数据。上阻焊剂时，该填充区域将被阻焊剂覆盖，导致元器件焊接困难。（7）表面贴装元器件焊盘太短这是对于通断测试而言的，对于太密的表面贴装元器件，其两脚之间的间距非常小，焊盘也很细，安装测试需上下（左右）交错位置。如果焊盘设计

16、太短，虽然不影响元器件贴装，但会使测试针错不开位。（8）大面积网格的间距太小组成大面积网格的线与线之间的边缘太小（小于0.30mm）,在印制过程中会造成短路。（9）大面积铜箔距外框的距离太近大面积铜箔距外框应至少保证0.20mm以上的间距，因为在铣外形时，如13PADS课程设计论文果铣到铜箔上容易造成铜箔翘起，以及由此而引起焊剂脱落等问题的出现。（10）外形边框设计的不明确有时在Keepout Layer、Board Layer、Topover Layer等设计了外形线且这些外形线不重合，使成形时很难判断哪一条是外形线。（11）线条的放置两个焊盘之间的连线，不要断断续续地画，如果想加粗线条不要

17、用线条来重复放置，直接改变线条宽度即可，这样在修改线路时便于修改。有条件做宽的线绝对不做细，高压及高频的线应圆滑，不得有尖锐的倒角，拐弯也不得采用直角。地线应尽量宽，最好使用大面积覆铜，这对接地点问题有相当大的改善。第四章 电路板的制作1曝光将绘制好的PCB电路图印制在硫酸纸上，其次，覆铜板紫外曝光，在将打印后的电路图纸使用曝光机印制在高感度单面正性感光电路板，曝光时间为150秒，拆开覆铜板包装应尽快操作，并将覆铜板远离阳光，日光灯等光源，剩下的覆铜板要及时装回袋子中，避免失效。2显影需要配制好显影剂和刻蚀剂，其中，显影配比为：以50g显影剂和600ml的水混合；刻蚀剂配比为：每包190g的刻

18、蚀剂加入600ml的清水混合，进行搅拌至无晶体沉淀。3腐蚀每隔10分钟翻动一次，观察效果，直至刻蚀完成，捞出，用清水清洗。沥干后，钻孔，用砂纸打磨，完成制板。第五章 总结与体会 本以为简单的实习制作应该没有难度，可是当自己亲自动手弄的时候，问题就开始一个接着出现，通过自己所查的资料，就让人感觉到头疼，因为上面有好多比较专业的知识，而且还是自己不知道的，为了能让自己更好的阅读懂，不得不扩充自己的知识面，光是看资料就让自己头痛了一周，不过收获还是不小的，最明显的就是自己的专业知识得到了巩固。由于电路板较小两个布线的距离较近，很容易在布线的过程中将两条线交叉在一起导致部分电路短路。所以布线时一定要小

19、心。我在制作PADS过程中就出现了元器件封装的问题，直接导致部分电路开路，没有其对应的元器件的封装，最后经过细心检查，终于解决了这一问题。使我对电路布线有了更多的认识，增强了许多的布线知识，相信在今后我会有更大的信心去做其他事情，更好的理解与了解了团队合作的影响。在以后的学习用认真的的态度去做每件事，不但提高了我们的动手能力，同时也提高了我们的团队合作精神，我会在以后的学习中更好的提高自身实践能力。 在覆铜过程中，有可能出现能交叉和角度不准确导致焊点连接的情况，因此在布线覆铜阶段，要多加留心。参考文献【1】 王俞允.PADS Logic高速电路设计:电路图篇M.北京：中国电力出版社，2007。【2】 王俞允.PADS PCB高速电路设计：电路图篇M.北京：中国电力出版社,2007。【3】 周树新，何勇.PADS原理图与布线设计典型事例M.北京：电子工业出版社.2009。【4】 江思敏，姚鹏翼，李跃忠.PADS Layout2007印制电路板设计与实例M.北京：机械工业出版社.2007。【5】 王仁波，魏雄，李忠跃，PADS Layout2007印制电路板设计与实例M.北京：电子工业出版社，2009。