印刷电路板(PCB)制作
- 格式：pdf
- 大小：1.54 MB
- 文档页数：27
1 印刷电路板(PCB)制作
1 离散电路开发
电子电路依其适用之讯号类型分为
1. 数字电路(Digital Circuit)
2. 模拟电路(Analog Circuit)
(1) 集成电路(Integrated Circuit，IC)
(2) 离散电路(Discrete Circuit) 第一階段 電路設計 第二階段 電路試作 第三階段 電路成品(樣品)
OK 麵包板試作 電腦模擬 (PsPice等) 電路草稿 (修改) 紙筆計算 (特性分析)
NO 波形量測 (驗證特性)
萬用板電路 (半成品) 佈線 (Protel)
PCB電路 (蝕刻) PCB電路 (雕刻機)
图1 原型电路开发之步骤 2 2 面包板与万用板
图2 面包板结构与试作电路
图3 万用板、OK线与焊枪 3 3 PROTEL布线
1 PROTEL搭配雕刻机之流程图
PCB板可以传统之酸洗蚀刻或雕刻机制作。氯化铁酸洗蚀刻有专用机械设备，适合批量生产；少量之试作样板，若要采用酸洗蚀刻，限于经济量与时效性，只能以手工
酸洗，则有废液处理之环保问题与电路板精密问题。若以雕刻机制作，则一次只能制作一块，仅适合电路板开发之样板制作。上述两种制作方式之共同点为：均可以PROTEL
布线。
PROTEL搭配雕刻机制作PCB板之流程图如图4所示，我们先绘好电路后，再画成PCB布线图，然后转成后续动作需要的GerBer檔；紧接着用雕刻机所附属软件CAM
去把GerBer文件的版层做读取动作，再把每一版层加上一道隔离线后转成LMD檔；此
LMD档可以给雕刻机执行每个版层之雕刻，完成后再做电路零件所需之贯孔，然后将
PCB裁成所需尺寸，最后焊接上组件即告完成。 为方便解说，本章于电路布线与雕刻机制作PCB部分，将以试作桥式整流器之PCB
电路为例，实际操作PROTEL软件与雕刻机硬件之配合。若需更深入详细之内容，坊间
专门讲授PROTEL的书籍众多，读者可以参照。
PROTEL: 電路圖
CAM: 轉Gerber檔 PCB佈線
隔離線 讀取版層
雕刻 貫孔 裁邊 轉LMD檔
雕刻機
: 輸出電路圖 (酸洗蝕刻用)
图 4 PROTEL搭配雕刻机制作PCB板流程图
4 2 PROTEL电路图绘制
开启PROTEL建立一个数据库，选取File主菜单下之New命令，如图5(a)；
点选Browse更改成自己想要的名称与路径。本例如图5(b)所示为KU.Ddb。
一般工作文件都置于Documents目录下，双击鼠标左键，进入Documents目
录下，如图5(c)。选取Schematic Document图示按OK，如图5(d)。
(a) (b)
(c) (d) 图5 项目下建立新档 进入画面后，请在窗口左方之管理器上选按Browse Sch选项就可看见默认零
件库，再选Miscellaneous Devices.lib，一般常用之零件都会在此，如图6(a)。因为
在Protel 99se里二极管的脚位，是预设为1、2，所以必须重新编辑一次，我们找
到零件库里的二极管后，点选Edit进入零件编辑，如图6(b)。
名称.扩展名
储存路径
5
(a) (b) 图6 Protel默认零件库 在左下角可看到Pins部分之脚位设定，如图7(a)，鼠标双击进入后，把默认
值1更改成A，再把2改成K，如图7(b)。
(a) (b) 图7零件编辑
如图8(a)点选Place回到零件绘图画面，如图8(b)所示，把零件依构思的位
置摆好。
6 (a) (b)
图8 摆放零件位置 再以鼠标双击每个组件，更改封装名称(Footprint)、组件型号(Part Type)以及
在电路中的名称(Lib Ref)、代号(Designator)，如图9。
(a) (b)
图9各零件值设定
7 以键盘上PageUp或PageDown调整画面缩放，再以左下方绘图工具之连接线
将电路做连接，如图10。
图10 电路连接线 绘好电路后，我们先要检查电路有无错误，这时候我们点选主选单中Tools
选项，Tools里有个ERC的选项，这是PROTEL里的电气特性检查表，点选后按
OK，则画面会出现检查结果，当检查结果无误时方可进行下一步骤，如图11所示。
图11 ERC
电器检查表检查结果无误之后，点选上方主选单中Design选项里的Create Netlist，转换成脚位文件
报表，确认刚才所设定之值有无错误。所列出之值以组件名称、封装名称、组件型号排序，为PCB布线时读取之参数，如图12。
图12 脚位文件报表
3 PROTEL PCB布线图绘制
再次回到主目录Documents文件夹中，选取File主菜单下之New命令，点选PCB Document
后按OK，如下图13。会出现未命名之PCB檔(PCBX.PCB文件，X为数字)，修改PCB文件名
称，扩展名.PCB勿改。
(a) (b)
图13 项目下建立PCB布线图档 双击新命名之PCB档，进入PCB布线画面，先点选画面下方之KeepOutLayer页面标签，再用画面右侧之绘图线画出边框线，如图14。画面一样用PageUp或PageDown调整至适合大
小做绘图。
图14 边框 接着在上方主目录中选取Design中的Load Nets后，会出现如图15所示之对话框。选取
右方Browse读取NET档，下方出现All macros validated，确认无误后，按Execute汇入PCB，
如图15。
图15 汇入NET檔
在汇入PCB后，选到上方主选单中Tools→Auto Placement→Auto Placer..选项后，会出现
自动排列的对话框，点选Statistical Placer之选项后按OK，如图16。
10/27 图16 自动排列对话框
因通常排列后无法达到我们默认零件位置的标准，故以手动方式将零件加以调整，零件的摆设方向可由鼠标点击该零件不放，再以空格键每次改变90度，来决定该零件方向，如图
17。
因列
举电路不
是很复杂
关系，所以
我们用单面版就可以布线完成，而通常PROTEL里预设版面是以双面来进行布线，所以我们要选择成单面布线。
选择上方主目录中Design→Rules出现对话框后，选到Routing Layers后，进入右下角的设定
Properties，如图18。
图18 进入设定 把顶层布线TopLayer下拉式选单选成NotUsed，如图19(a)，再把底层布线BottomLayer
选成Any再按OK后完成更改设定，如图19(b)。
(a) (b)
图19 上下层版设定 之后选到主选单AutoRoute中的Net选项后，鼠标箭头会变成十字型状，再点到PCB中
每个零件的连接线后，完成布线，之后我们选到下方标签页BottomLayer底层部份，以右方绘
图线绘出电源线位置，完成PCB布线，如图20。
设定 图20 布线完成
4 输出电路图(酸洗蚀刻用)
当PCB布线完成，若要用酸洗蚀刻来制作PCB板时，在上方主选单中File→Print后，就
可以直接点选打印选项，如图21所示。
图21 布线图打印输出
4 雕刻机制作PCB
4-1 PROTEL转Gerber檔
在Protel布线完成后，点选主选单中File选到CAM Manager，出现对话框后执行下一步
(Next)，直到选取版层之对话框出现，如图22(a) ，选取输出之版层后，再继续下一步(Next)直到Gerber转档完成，完成后在空白区域点击鼠标右键，出现选取列表，点击列表中Insert NC
Drill，如图22(b) ，直接按OK完成鑚孔转档，如图22(c)。
(a) (b)
(c) 图22 转档完成
完成后，选到上方主目录中Tools里的最下面一行，Preferences…里面更改Gerber档到我们指定之输出位置，如图23。
图23 指定输出存取位置
4-2 CAM读取版层
CAM是雕刻机所附属之软件，主要功用在读取各个不同PCB
绘图软件，其所转出来之空白区域点击右键
完成 不一样的档案，都必须经过CAM读取出以后再给雕刻机来作辨识驱动。进入CAM程序后，
按左上方汇入图案，找到Gerber所在位置，选取需要读入之版层，如图24。
(a) (b)
图24 CAM读入版层
我们首先读取零件面GTL，把Layer版层选到顶层TopLayer后，我们就可以按Import输
入。以此类推我们重复刚刚的步骤，把焊锡面GBL读取出来后，在Layer版层选取BottomLayer
后，Import输入。把焊锡面TXT读取出来后，在Layer版层选取Drillplated后，Import输入。
再读取外框面GKO，Layer选到BoardOutline后输入，如图25。
图25 选取汇入之版层 画面显示PCB布线结果，如图26
所示，其中零件面以红色表示，焊锡面以绿色表示，外框以黄色表示。
图26 汇入完成图
4-3 CAM隔离线
接着就是划出隔离线，隔离线是一种给雕刻机辨别的线路，我们从外框开始画起，从上方主选单Edit中，选取Contour Routing出现对话框，选取外框选项Outside，在版层中下拉选
取外框BoardOutline，再来以下都是默认值无须更动，如图27，按Run输出。画面出现如图
28附隔离线之布线图。 此时在原完成之布线图(图26)外框会多一条白灰色隔离线，然而外框隔离线是给雕刻机
裁边时辨识用，所以在裁边时必须保留连接点一至二点，以供PCB板在未完成取下前能与外
围连接在一起，固定位置，以免任意晃动。把鼠标光标移到外框以外区域双击后，隔离线颜色变深，且在隔离在线会出现有米字符号，而米字符号以键盘上数字键里的”+””-“来移
动，当点下保留连接点之按钮时，隔离线则会出现缺口，如图28。
图27 外框隔离线对话框
