PCB制板与工艺设计 - 图文

湖南工程学院

电 子 实 习

课题名称 PCB制板与工艺设计 专业班级 姓 名 学 号 指导教师

2012年 7 月 2 日

湖南工程学院 电 子 实 习 任 务 书

课题名称 PCB制板与工艺设计

专业班级 自动化0981 学生姓名 学 号 指导老师

审 批

任务书下达日期 2012 年 7月 2日 任务完成日期 2012年7月 2日

设计内容与设计要求

设计内容：

对给定的电路（按学号进行分配），使用Protel软件，进行电路图绘制，进行PCB制版设计，设计为双面板，板子大小合适，进行合理的规则设置，PCB板子的元器件布局、布线合理，要求补泪滴、铺铜，电源线与地线不小于20mil，要求按工业化标准设计，并进行必要的合理的抗干扰处理。

设计要求：

1）初步分析电路图，按16纸张大小，绘制电路图，若超出16K，则分页绘制。

2）查阅元器件参数与封装，没有的封装要求自建封装库。 3）进行ERC规则检查，生成正确的网络表（不打印）；

4）按工业化标准进行PCB制板与工艺设计（参数设置，规则设置，板子大小确定，布局，布线，补泪滴，铺铜，抗干扰处理等）。

5）生成的报表有（网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件）；

6）写说明书（以图为主，文字为辅）

7) 必须打印的文档为：①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印（各层重叠一起打印）⑥丝印层⑦3D效果图。其他的表单或PCB图层只生成，不打印。

8）提高说明书及电子文档

主 要 设 计 条 件

1.现代电子设计实验室（EDA）； 2.Protel软件。 3.任务电路图；

4.设计书籍与电子资料若干。

5.示范成品PCB样板若干，示范电子成品若干。

说 明 书 格 式

目 录

第1章 电路图绘制

第2章 元器件参数对应封装选择及说明（有适当文字说明） 第3章 ERC与网络表（有适当文字说明，网络表不需打印） 第4章 PCB制板与工艺设计（有适当文字说明） 第5章 各种报表的生成 第6章 PCB各层面输出与打印 第7章 总结 参考文献

目录

第1章 电路图绘制 ........................................ 1 第2章 元器件参数对应封装选择及说明 ...................... 2 第3章 ERC与网络表 ...................................... 5 3.1 ERC ............................................... 5 3.2 网络表 ............................................ 5 第4章 PCB制板与工艺设计 ................................. 6 4.1 PCB制版流程....................................... 6 4.2 工艺设计 .......................................... 6 第5章 各种报表的生成 .................................... 8 第6章 PCB各层面输出与打印 ............................. 10 6.1 顶层 ............................................. 10 6.2 底层 ............................................. 11 6.3 各层叠印 ......................................... 12 6.4 丝印层 ........................................... 13 6.5 3D效果图 ........................................ 14 第7章 总结 ............................................ 15 参考文献 ................................................ 16

第1章 电路图绘制

1

第2章 元器件参数对应封装选择及说明

该电路板中使用的电阻基本上都是小电阻，所有都选用AXIAL-0.4封装即可。 材料清单： Part Type 10K 10K 10K 10uF 11.0592 20p 20p 24C02 78XX 89X5X 104 104 104 104 200 200 200 200 200 8550 9012 9012 9012 9012 9012 BRIDGE1 CAP CAP CAP CAPACITOR CAPACITOR CAPACITOR COM CON2 CON3 CON3

Designator R2 R3 R4 C3 Y1 C1 C2 U3 IC1 U1 C5 C7 C6 C4 R15 R7 R12 R14 R13 Q6 Q3 Q5 Q2 Q1 Q4 BR1 C13 C11 C8 C9 C12 C10 J3 J2 J7 J1 2

Footprint AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 RB-.3/.6 HC-49S RAD-0.1 RAD-0.1 DIP8 TO-220V ZIP-40 car0.2 car0.2 car0.2 car0.2 AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 AXIAL-0.4 TO-92A TO-92A TO-92A TO-92A TO-92A TO-92A bridge_1A car0.1 car0.1 car0.2 RB.1/.2 RB.1/.2 RB.1/.2 DB9SL HDR1X2 HDR1X3 HDR1X3 Description Electrolytic Capacitor Crystal Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor PNP Transistor PNP Transistor PNP Transistor PNP Transistor PNP Transistor PNP Transistor Diode Bridge Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor Capacitor Connector Connector Connector

CON3 DIODE IR1838 JUMPER2 JUMPER2 JUMPER2 LED LED LED LED LED LED LED LED LED LN3461 MAX232 POWER2 R200 RELAY-DPDT RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 RES2 REST SPEAKER SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB

J4 D1 J5 JP2 JP3 JP1 L7 L8 L3 L4 L5 L6 L2 L1 D2 U7 U2 J6 RR3 K1 R20 R8 R16 R9 R6 R11 R1 R5 R18 R17 R19 R10 SW2 LB1 S7 S12 S16 S21 S17 S14 S19 S6 S10 3

HDR1X3 DIODE0.4 HDR1X3 jump-2 jump-2 jump-2 LED LED LED LED LED LED LED LED LED5MM LN3461 DIP16 POWER SIP-9 RL-8 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 AXIAL0.4 SW-5 BEll SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 Connector Diode Jumper2 Jumper2 Jumper2

SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB SW DIP-3 SW DPDT

S3 S4 S1 S2 S20 S8 S11 S15 S9 S5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 SW-5 DIP-6 SW-3 DIP Switch

4

第3章 ERC与网络表

3.1 ERC

创建好原理图[如图（1）]后，进行ERC规则检查:显示结果如下：

Error Report For : Documents\\chuan.Sch 1-Jul-2012 23:31:01

End Report

可知经过ERC规则检测后，并没有发现错误。

→电气规则检查，

3.2 网络表

原理图经过ERC检测无误后，即可生成网络表成网络表后，可以在PCB文件中单击

→生成网络表，在生

→装入网络表，若显示有错误，则

应该进入原理图进行相应修改，再生成网络表，保存；再调入网络表，检查错误，如此循环操作直到得到正确的网络表文件。

5

第4章 PCB制板与工艺设计

4.1 PCB制版流程

1、绘制电路图，输入每个电路封装形式，进行ERC电气规则检查。 2、生成该电路的网络表。 3、新建一个PCB文件（*.pcb）。

4、设置工作环境参数（工作环境参数也可不设置，采用默认参数即可）。 5、设置相对坐标原点（用命令Edit/Origin/Set）。并在Keepout Layer层画线确定板子边框的尺寸与外形（若要精确按坐标定义板子的尺寸与形状，在画线时，配合使用J+L键进行）。

6、通过设计/装入网络表命令，用网络表的形式调入PCB元件置工作界面（当然也可以在电路图SCH环境中，用同步器设计/更新PCB调入PCB元件，但建议使用网络表的形式）。这一步要注意的是网络表不能有错误，否则要回到电路图中去修改，再次生成网络表并保存覆盖原有网络表，直到网络表正确为止。

4.2 工艺设计

1、要明确设计目标

接受到一个设计任务，首先要明确其设计目标,是普通的PCB板、高频PCB板、小信号处理PCB板还是既有高频率又有小信号处理的PCB板，如果是普通的PCB板，只要做到布局布线合理整齐，机械尺寸准确无误即可，如有中负载线和长线，就要采用一定的手段进行处理，减轻负载，长线要加强驱动，重点是防止长线反射。

2、了解所用元器件的功能对布局布线的要求

3、元器件布局的考虑

6

元器件的布局首先要考虑的一个因素就是电性能,把连线关系密切的元器件尽量放在一起，尤其对一些高速线，布局时就要使它尽可能地短，功率信号和小信号器件要分开。在满足电路性能的前提下，还要考虑元器件摆放整齐、美观,便于测试，板子的机械尺寸，插座的位置等也需认真考虑。印制导线的弯曲处一般用圆弧最小，避免使用小于90度弯的走线，而直角和夹角在高频电路中会影响电性能。

4、对布线的考虑

对印制电路板的走线有如下原则要求

(1)所有平行信号线之间要尽量留有较大的间隔，以减少串扰。如果有两条相距较近的信号线，最好在两线之间走一条接地线，这样可以起到屏蔽作用。 (2) 设计信号传输线时要避免急拐弯，以防传输线特性阻抗的突变而产生反射，要尽量设计成具有一定尺寸的均匀的圆弧线。

（3）印制板上的走线尽可能短是一个原则,PCB板中的导线最小宽度主要由导线与绝缘层基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定，尽量增大电源线宽度，地线短而粗，允许的话接地线在2-3mm以上的直径宽度。 5、PCB的电磁兼容性

首先,要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加，过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB尺寸后。再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

7

第5章 各种报表的生成

本课题需要生成的报表有：网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件。各种报表生成方法与过程如下：

1）网络表：在原理图编辑窗口中进行如下操作

→生成网络表

2）板子信息表：在PCB编辑窗口中进行如下操作：

→板信息，在出现的对话框中选择所要的信息，再点击

Report按钮即可

3）材料清单表：在原理图编辑窗口中进行如下操作

→材料清单，根据向导生成材料清单即可

4）数控钻空文件：进行如下操作

首先新建一个CAM文件，双击此文件，在出现的对话框中选择所要生成数控钻孔文件的PCB文件，根据向导，选择生成NC Drill文件；右击向导生成的文件，选择Generate CAM Files，即可生成NC Drill文件，为.txt格式即可

5）元件拾放文件（元件位置报表）：操作同数控钻孔文件

不同在于此报表应选择Pick Place选项进行生成。

材料清单在第二章已经生成了，这里以生成板子信息表为例（只含有顶层和底层信息）：

Specifications For chuan.PCB

On 3-Jul-2012 at 10:59:25

Top Layer Annular Ring Size Count ----------------------------------

18mil (0.4572mm) 123 20mil (0.508mm) 18 22mil (0.5588mm) 21 24mil (0.6096mm) 9 28.504mil (0.724mm) 2 30mil (0.762mm) 133 34mil (0.8636mm) 107

8

35.433mil (0.9mm) 1 36.378mil (0.924mm) 3 40mil (1.016mm) 2 48.74mil (1.238mm) 1 55.118mil (1.4mm) 1 59.055mil (1.5mm) 42 72mil (1.8288mm) 2 ----------------------------------

Total 465

Bottom Layer Annular Ring Size ----------------------------------

18mil (0.4572mm) 20mil (0.508mm) 22mil (0.5588mm) 24mil (0.6096mm) 28.504mil (0.724mm) 30mil (0.762mm) 34mil (0.8636mm) 35.433mil (0.9mm) 36.378mil (0.924mm) 40mil (1.016mm) 48.74mil (1.238mm) 55.118mil (1.4mm) 59.055mil (1.5mm) 72mil (1.8288mm) ----------------------------------

Total

Count 123 18 21 9 2 133 107 1 3 2 1 1 42 2 465

9

第6章 PCB各层面输出与打印

6.1 顶层

10

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/48m7.html