PCB电路板入门教程
PCB入门教程
1、概述PCB(PrintedCircuitBoard),中文名称为印制线路板,简称印制板,是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备,小到电子手表、计算器,大到计算机,通讯电子设备,军用武器系统,只要有集成电路等电子元器件,为了它们之间的电气互连,都要使用印制板。在较大型的电子产品研究过程中,最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本,甚至导致商业竞争的成败。一.印制电路在电子设备中提供如下功能:提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。提供所要求的电气特性,如特性阻抗等。为自动焊锡提供阻焊图形,为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。二.有关印制板的一些基本术语如下:在绝缘基材上,按预定设计,制成印制线路、印制元件或由两者结合而成的导电图形,称为印制电路。在绝缘基材上,提供元、器件之间电气连接的导电图形,称为印制线路。它不包括印制元件。印制电路或者印制线路的成品板称为印制电路板或者印制线路板,亦称印制板。印制板按照所用基材是刚性还是挠性可分成为两大类:刚性印制板和挠性印制板。今年来已出现了刚性-----挠性结合的印制板。按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。导体图形的整个外表面与基材表面位于同一平面上的印制板,称为平面印板。有关印制电路板的名词术语和定义,详见国家标准
GB/T2036-94“印制电路术语”。电子设备采用印制板后,由于同类印制板的一致性,从而避免了人工接线的差错,并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动焊锡、自动检测,保证了电子设备的质量,提高了劳动生产率、降低了成本,并便于维修。印制板从单层发展到双面、多层和挠性,并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减轻成本、提高性能,使得印制板在未来电子设备地发展工程中,仍然保持强大的生命力。三.印制板技术水平的标志:印制板的技术水平的标志对于双面和多层孔金属化印制板而言:既是以大批量生产的双面金属化印制板,在2.50或2.54mm标准网格交点上的两个焊盘之间,能布设导线的根数作为标志。在两个焊盘之间布设一根导线,为低密度印制板,其导线宽度大于0.3mm。在两个焊盘之间布设两根导线,为中密度印制板,其导线宽度约为0.2mm。在两个焊盘之间布设三根导线,为高密度印制板,其导线宽度约为0.1-0.15mm。在两个焊盘之间布设四根导线,可算超高密度印制板,线宽为0.05--0.08mm。国外曾有杂志介绍了在两个焊盘之间可布设五根导线的印制板。对于多层板来说,还应以孔径大小,层数多少作为综合衡量标志。四、PCB先进生产制造技术的发展动向。综述国内外对未来印制板生产制造技术发展动向的论述基本是一致的,即向高密度,高精度,细孔径,细导线,细间距,高可靠,多层化,高速传输,轻量,薄型方向发展,在生产上同时向提高生产率,降低成本,减少污染,适应多品种、小批量生产方
向发展。印制电路的技术发展水平,一般以印制板上的线宽,孔径,板厚/孔径比值为代表,其发展历程和水平如下表:印制电路的技术发展水平197019751980198519901995孔径(mm)1.00.80.60.40.30.15线宽(mm)0.250.170.130.10.0.080.05板厚/孔径比1.52.55102040孔密度,孔数/CM247.5152540552、PCB工程制作一、PCB制造工艺流程:一>、菲林底版。菲林底版是印制电路板生产的前导工序,菲林底版的质量直接影响到印制板生产质量。在生产某一种印制线路板时,必须有至少一套相应的菲林底版。印制板的每种导电图形(信号层电路图形和地、电源层图形)和非导电图形(阻焊图形和字符)至少都应有一张菲林底片。通过光化学转移工艺,将各种图形转移到生产板材上去。菲林底版在印制板生产中的用途如下:图形转移中的感光掩膜图形,包括线路图形和光致阻焊图形。网印工艺中的丝网模板的制作,包括阻焊图形和字符。机加工(钻孔和外型铣)数控机床编程依据及钻孔参考。随着电子工业的发展,对印制板的要求也越来越高。印制板设计的高密度,细导线,小孔径趋向越来越快,印制板的生产工艺也越来越完善。在这种情况下,如果没有高质量的菲林底版,能够生产出高质量的印制电路板。现代印制板生产要求菲林底版需要满足以下条件:菲林底版的尺寸精度必须与印制板所要求的精度一致,并应考虑到生产工艺所造成的偏差而进行补偿。菲林底版的图形应符合设计要求,图形符号完整。菲林底版的图形边缘平直整齐,边缘不发虚;黑白反差大,满足感光工艺要求。
菲林底版的材料应具有良好的尺寸稳定性,即由于环境温度和湿度变化而产生的尺寸变化小。双面板和多层板的菲林底版,要求焊盘及公共图形的重合精度好。菲林底版各层应有明确标志或命名。菲林底版片基能透过所要求的光波波长,一般感光需要的波长范围是3000--4000A。以前制作菲林底版时,一般都需要先制出照相底图,再利用照相或翻版完成菲林底版的制作。今年来,随着计算机技术的飞速发展,菲林底版的制作工艺也有了很大发展。利用先进的激光光绘技术,极大提高了制作速度和底版的质量,并且能够制作出过去无法完成的高精度、细导线图形,使得印制板生产的CAM技术趋于完善。
二>、基板材料。覆铜箔层压板(CopperCladLaminates,简写为CCL),简称覆铜箔板或覆铜板,是制造印制电路板(以下简称PCB)的基板材料。目前最广泛应用的蚀刻法制成的PCB,就是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻,得到所需的线路的图形。覆铜箔板在整个印制电路板上,主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。印制板的性能、质量和制造成本,在很大程度上取决于覆铜箔板。三>、基本制造工艺流程。印制板按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。单面板的基本制造工艺流程如下:覆箔板-->下料-->烘板(防止变形)-->制模-->洗净、烘干-->贴膜(或网印)—>曝光显影(或抗腐蚀油墨)-->蚀刻-->去膜--->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形(印绿油)-->固化-->网印标记符号-->固化-->钻孔-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品。双面板的基本制造工艺流程如下:
近年来制造双面孔金属化印制板的典型工艺是SMOBC法和图形电镀法。在某些特定场合也有使用工艺导线法。1.图形电镀工艺流程。覆箔板-->下料-->冲钻基准孔-->数控钻孔-->检验-->去毛刺-->化学镀薄铜-->电镀薄铜-->检验-->刷板-->贴膜(或网印)-->曝光显影(或固化)-->检验修板---->图形电镀(十Sn/Pb)-->去膜-->蚀刻-->检验修板-->插头镀镍镀金-->热熔清洗-->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形-->固化-->网印标记符号-->固化-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品。流程中“化学镀薄铜-->电镀薄铜”这两道工序可用“化学镀厚铜”一道工序替代,两者各有优缺点。图形电镀--蚀刻法制双面孔金属化板是六、七十年代的典型工艺。八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺(SMOBC)逐渐发展起来,特别在精密双面板制造中已成为主流工艺。2.裸铜覆阻焊膜(SMOBC)工艺。SMOBC 板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象,同时由于铅锡比例恒定,比热熔板有更好的可焊性和储藏性。制造SMOBC板的方法很多,有标准图形电镀减去法再退铅锡的SMOBC工艺;用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀SMOBC工艺;堵孔或掩蔽孔法SMOBC工艺;加成法SMOBC工艺等。下面主要介绍图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺和堵孔法SMOBC工艺流程。图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺法相似于图形电镀法工艺。只在蚀刻后发生变化。双面覆铜箔板-->按图形电镀法工艺到蚀刻工序-->退铅锡-->检查---->清洗--->阻焊图形-->插头镀镍镀金-->插头贴胶带-->热风
整平---->清洗--->网印标记符号--->外形加工--->清洗干燥--->成品检验-->包装-->成品。堵孔法主要工艺流程如下:双面覆箔板-->钻孔-->化学镀铜-->整板电镀铜-->堵孔-->网印成像(正像)-->蚀刻-->去网印料、去堵孔料-->清洗-->阻焊图形-->插头镀镍、镀金-->插头贴胶带-->热风整平-->下面工序与上相同至成品。此工艺的工艺步骤较简单、关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。在堵孔法工艺中如果不采用堵孔油墨堵孔和网印成像,而使用一种特殊的掩蔽型干膜来掩盖孔,再曝光制成正像图形,这就是掩蔽孔工艺。它与堵孔法相比,不再存在洗净孔内油墨的难题,但对掩蔽干膜有较高的要求。SMOBC 工艺的基础是先制出裸铜孔金属化双面板,再应用热风整平工艺。二、PCB工程制作:对于PCB印制板的生产来说,因为许多设计者并不了解线路板的生产工艺,所以其设计的线路图只是最基本的线路图,并无法直接用于生产。因此在实际生产前需要对线路文件进行修改和编辑,不仅需要制作出可以适合本厂生产工艺的菲林图,而且需要制作出相应的打孔数据、开模数据,以及对生产有用的其它数据。它直接关系到以后的各项生产工程。这些都要求工程技术人员要了解必要的生产工艺,同时掌握相关的软件制作,包括常见的线路设计软件如:Protel、Pads2000、Autocad等等,更应熟悉必要的CAM软件如:View2001、CAM350;GCCAM等等,CAM应包括有PCB设计输入,可以对电路图形进行编辑、校正、修理和拼版,以磁盘为介质材料,并输出光绘、钻孔和检测的自动化数据。宇之光公司在激光光绘机市
场成功的一个重要方面就是在工程制作方面为厂家提供了大量的技术力量。同时我们也看到了许多线路板生产厂家对工程制作人员的大量需求,以及对工程技术人员的水平要求也越来越高。因此促使我们不断的提高自身的技术水平,以备满足更多更高的需求。学员在我公司培训学习期间,一方面要熟练掌握我公司的激光光绘机及其配套产品和激光光绘系统软件的使用,另一方面应该尽快熟悉各种电子CAD/CAM软件的基本应用。在这里首先祝大家在本公司期间学习顺利,生活愉快!一>、PCB工程制作的基本要求。PCB工程制作的水平,可以体现出设计者的设计水准,也可以反映出印制板生产厂家的生产工艺能力和技术水平。同时由于PCB工程制作融计算机辅助设计和辅助制造于一体,要求极高的精度和准确性,否则将影响到最终板载电子品的电气性能,严重时可能引起差错,进而导致整批印制板产品报废而延误生产厂家合同交货时间,并且蒙受经济损失。因此作为PCB工程制作者,必须时刻谨记自身的责任重大,切勿掉以轻心,务必仔细、认真、再仔细、再认真。在处理PCB设计文件时,应该仔细检查:接收文件是否符合设计者所制定的规则?能否符合PCB制造工艺要求?有无定位标记?线路布局是否合理?线与线,线与元件焊盘,线与贯通孔,元件焊盘与贯通孔,贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,能否满足生产要求。元件在二维、三维空间上有无冲突?印制板尺寸是否与加工图纸相符?后加在PCB图形中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。对一些不理想的线形进行编辑、修改。在PCB
上是否加有工艺线?阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上,以免影响电装质量。等等…二>、光绘数据的产生。1、拼版。PCB设计完成因为PCB板形太小,不能满足生产工艺要求,或者一个产品由几块PCB组成,这样就需要把若干小板拼成一个面积符合生产要求的大板,或者将一个产品所用的多个PCB拼在一起而便于生产电装。前者类似于邮票板,它既能够满足PCB生产工艺条件也便于元器件电装,在使用时再分开,十分方便;后者是将一个产品的若干套PCB板拼装在一起,这样便于生产,也便于对一个产品齐套,清楚明了。2、光绘图数据的生成。PCB板生产的基础是菲林底版。早期制作菲林底版时,需要先制作出菲林底图,然后再利用底图进行照相或翻版。底图的精度必须与印制板所要求的一致,并且应该考虑对生产工艺造成的偏差进行补偿。底图可由客户提供也可由生产厂家制作,但双方应密切合作和协商,使之既能满足用户要求,又能适应生产条件。在用户提供底图的情况下,厂家应检验并认可底图,用户可以评定并认可原版或第一块印制板产品。底图制作方法有手工绘制、贴图和CAD制图。随着计算机技术的发展,印制板CAD技术得到极大的进步,印制板生产工艺水平也不断向多层,细导线,小孔径,高密度方向迅速提高,原有的菲林制版工艺已无法满足印制板的设计需要,于是出现了光绘技术。使用光绘机可以直接将CAD设计的PCB图形数据文件送入光绘机的计算机系统,控制光绘机利用光线直接在底片上绘制图形。然后经过显影、定影得到菲林底版。
使用光绘技术制作的印制板菲林底版,速度快,精度高,质量好,而且避免了在人工贴图或绘制底图时可能出现的人为错误,大大提高了工作效率,缩短了印制板的生产周期。使用我公司的激光光绘机,在很短的时间内就能完成过去多人长时间才能完成的工作,而且其绘制的细导线、高密度底版也是人工操作无法比拟的。按照激光光绘机的结构不同,可以分为平板式、内滚桶式(InternalDrum)和外滚桶式(ExternalDrum)。宇之光公司的系列光绘机产品均为国际流行的外滚筒式。光绘机使用的标准数据格式是Gerber-RS274格式,也是印制板设计生产行业的标准数据格式。Gerber格式的命名引用自光绘机设计生产的先驱者---美国Gerber公司。光绘图数据的产生,是将CAD 软件产生的设计数据转化称为光绘数据(多为Gerber数据),经过CAM系统进行修改、编辑,完成光绘预处理(拼版、镜像等),使之达到印制板生产工艺的要求。然后将处理完的数据送入光绘机,由光绘机的光栅(Raster)图象数据处理器转换成为光栅数据,此光栅数据通过高倍快速压缩还原算法发送至激光光绘机,完成光绘。3、光绘数据格式。光绘数据格式是以向量式光绘机的数据格式Gerber数据为基础发展起来的,并对向量式光绘机的数据格式进行了扩展,并兼容了HPGL惠普绘图仪格式,AutocadDXF、TIFF等专用和通用图形数据格式。一些CAD和CAM开发厂商还对Gerber数据作了扩展。以下对Gerber数据作一简单介绍。Gerber数据的正式名称为GerberRS-274格式。向量式光绘机码盘上的每一种符号,在Gerber
数据中,均有一相应的D码(D-CODE)。这样,光绘机就能够通过D码来控制、选择码盘,绘制出相应的图形。将D码和D码所对应符号的形状,尺寸大小进行列表,即得到一D码表。此D码表就成为从CAD设计,到光绘机利用此数据进行光绘的一个桥梁。用户在提供Gerber光绘数据的同时,必须提供相应的D码表。这样,光绘机就可以依据D码表确定应选用何种符号盘进行曝光,从而绘制出正确的图形。在一个D码表中,一般应该包括D码,每个D码所对应码盘的形状、尺寸、以及该码盘的曝光方式。以国内最常用的电子CAD软件Protel的某D码表为例,其扩展名为.APT,为ACSII文件,可以用任意非文本编辑软件进行编辑。D11CIRCULAR7.3337.3330.000LINED12CIRCULAR7.8747.8740.0 00MULTID13SQUARE7.9347.9340.000LINED14CIRCULAR8.0008 .0000.000LINED15CIRCULAR10.00010.0000.000LINED16CIRCUL AR11.81111.8110.000LINED17CIRCULAR12.00012.0000.000MU LTID18CIRCULAR16.00016.0000.000MULTID19CIRCULAR19.685 19.6850.000MULTID20ROUNDED24.00024.0000.000MULTID21 CIRCULAR29.52829.5280.000MULTID22CIRCULAR30.00030.000 0.000FLASHD23ROUNDED31.00031.0000.000MULTID24ROUN DED31.49631.4960.000FLASHD25ROUNDED39.00039.0000.000 MULTID26ROUNDED39.37039.3700.000MULTID27ROUNDED4 7.00047.0000.000MULTID28ROUNDED50.00050.0000.000FLAS
HD29ROUNDED51.49651.4960.000FLASHD30ROUNDED59.055 98.4250.000FLASHD31ROUNDED62.99298.0000.000FLASHD32 ROUNDED63.055102.4250.000FLASH在上表中,每行定义了一个D 码,包含了有6种参数。第一列为D码序号,由字母‘D’加一数字组成。第二列为该D码代表的符号的形状说明,如CIRCULAR表示该符号的形状为圆形,SQUARE表示该符号的形状为方型。第三列和第四列分别定义了符号图形的X方向和Y方向的尺寸,单位为mil;1mil=1/1000英寸,约等于0.0254毫米。第五列为符号图形中心孔的尺寸,单位也是mil。第六列说明了该符号盘的使用方式,如LINE 表示这个符号用于划线,FLASH表示用于焊盘曝光,MULTI表示既可以用于划线又可以用于曝光焊盘。在GerberRS-274格式中除了使用D码定义了符号盘以外,D码还用于光绘机的曝光控制;另外还使用了一些其它命令用于光绘机的控制和运行。不同的CAD软件产生的Gerber数据格式可能有一些小的区别,但总体框架为Gerber-RS0274格式没有变化。3、计算机辅助制造(CAM)计算机辅助制造技术,英文名称为puterAidedManufacturing,简称CAM,是一种由计算机控制完成生产的先进技术。计算机技术的发展和激光绘图机的出现,使得PCB的计算机辅助制造技术走向了使用。CAM技术使印制板的设计生产上了一个新的台阶,一些过去无法实现的功能得以实现。各种CAM系统一般都能对光绘数据(Gerber数据)进行处理,排除设计中的各种缺陷,使设计更易于生产,大大提高了生产质量。CAM系
统的主要功能如下:1、编辑功能:1)添加焊盘、线条、圆弧、字符等元素,生成水滴焊盘。2)修改焊盘、线条尺寸。3)移动焊盘、线条、尺寸等。4)删除各种图形,自动删除没有电气联接的焊盘和过气孔。5)阻焊漏线自动处理。6)网印字符盖焊盘自动处理。2、拼版、旋转和镜像。3、添加各种定位孔。4、生成数控钻床钻孔数据和铣外形数据。5、计算导体铜箔面积。6、其它相关的各类数据。在微机CAM 系统中,具有代表性的是LAVENIR公司开发的View2001软件。View2001是由一系列实用光绘数据处理程序组成的微机CAM系统,可在DOS平台以及WINDOWS’9X的DOS窗口下运行。其中包含多个主要程序,这里简单介绍其中的V2001.EXE。V2001.EXE是一个功能比较完善的Gerber数据编辑软件,能够读取各种类型的Gerber 数据文件,包括Gerber基本格式和各种Gerber的扩展格式,支持多种CAD系统产生的Gerber数据及D码表,并对之进行编辑、修改,最多可以同时处理99层数据。V2001可以识别Lavenir,PADS,P-CAD,ORCAD,Tango,Protel,Mentor等10余种CAD和CAM 系统所产生的D码表,易于操作。V2001的主要功能有:1)删除、移动、添加线条、焊盘、圆弧、字符等图形。2)简单拼版。3)各层之间图形、数据的传递转换。4)字符处理,自动清除字符丝网印网层上与焊盘重叠部分的字符。5)阻焊处理、自动处理漏线条的阻焊。6)焊膏网版处理,自动生成表面贴装元件的焊膏网版图形。V2001能够很好地完成对光绘数据的处理,有较强的应变能力,可以处理各种CAD
软件生成的Gerber数据,只是用户界面不太友善,软件操作采用命令方式,需要记忆的命令较多,而且比较复杂,初学比较困难。但一旦掌握,即可自如应付目前绝大多数的印制板工程制作的需要。学员在培训期间,应该了解对客户提供的文件在V2001中所要进行的具体修改和编辑工作主要有:1)从源文件转换出Gerber数据文件,关于Gerber文件的数据转换,详见宇之光公司的《学员手册》。2)首先检查各层有无板层边框(围边)。若有,应检查边框的粗细程度是否满足生产工艺的需求。通常情况下,目前双面板至少应保证0.15mm (6mil);单面板至少应保证0.2mm(8mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。若无,检查是否漏转,漏转需要重新转换,也可从其它有边框层上拷贝边框。3)将所有能够转化成FLASH焊盘的元素尽量转换成为焊盘(可选)。4)检查线路层的线路线宽、间距是否满足生产工艺要求。通常情况下,目前双面板的线路层的线路线宽、间距至少应保证0.15mm(6mil);单面板的线路层的线路线宽、间距至少应保证0.2mm(8mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。5)检查比较线路层焊盘与绿油阻焊层焊盘的校准性和大小差异。通常情况下,目前双面板的绿油阻焊层焊盘的外围应大于线路层焊盘至少保证0.15mm(6mil)~0.2mm(8mil);单面板的绿油阻焊层焊盘的外围应大于线路层焊盘至少保证0.2mm(8mil)~0.3mm (12mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。注意不要漏转,需要有绿油层焊盘的部位如果源文件没有设计,则应手动补充上。6)
检查线路层与钻孔层的校准性,比较线路焊盘与钻孔大小。通常情况下,目前双面板的钻孔直径至少应保证0.2mm(8mil);单面板的钻孔直径至少应保证0.5mm(20mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。一般情况下,由于生产工艺的要求,只需要将单面板文件的数控钻钻孔文件从源文件转换出来并调入V2001中进行处理,双面板由于钻孔工作是在制版前期完成,因此作为光绘操作通常无须处理钻孔文件。7)检查字符层上的丝网印字符和标识是否与设计文件一致,字符标识是否符合生产工艺要求。通常情况下,目前双面板的丝网印字符的线宽应保证至少0.15mm(6mil);单面板的丝网印字符的线宽应保证至少0.2mm(8mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。8)清除字符丝网印层上与焊盘重叠部分的字符。9)根据客户要求修改线路层铜箔的边缘到板层边框的宽度,通常情况下,目前双面板应保证至少0.15mm(6mil);单面板应保证至少0.2mm (8mil);或者依据客户提供的资料来进行编辑修改。10)按照生产工艺要求或客户资料各层叠加拼版或者分层拼版。11)各层分别加上角标(可选)、生产编号、日期、各种孔位和标识等。12)进入光绘软件排版输出。通常,在V2001中处理Gerber数据文件时,主要处理的应该是:1、单面板:线路层(1层)、绿油阻焊层(1层)、丝网印白字层(1或2层)。2、双面板:线路层(2层)、绿油阻焊层(2层)、丝网印白字层(1或2层)。3、特殊工艺要求的印制板,根据具体情况保留处理相应的层。4、其余层都应在V2001中处理掉,
将保留的文件存盘、输出。有关V2001软件的具体内容,详见宇之光公司编译的《LavenirV2001使用手册》。4、光绘操作一、光绘系统。宇之光激光光绘系统由主控计算机、图形处理卡、激光光绘机和软件组成。它是对计算机图像、文字和数据等信息进行处理,最终由激光光绘机输出制版菲林,属于计算机辅助制版系统。根据系统配置的软件不同,它可以制作PCB光绘菲林、标牌面板菲林、丝网印刷菲林和彩色胶印分色菲林等多种菲林底版。流程如下图所示:(PCB/LCD设计图)-->(CAM系统)-->(Gerber文件)-->(宇之光光绘软件)-->(光栅图像处理器(RIP))-->(激光光绘机)-->(菲林冲片机)-->(菲林)其中光绘软件、光栅图像处理器和激光光绘机3部分是宇之光的核心产品。一>、光绘软件。宇之光光绘软件支持GerberRS-274d、RS-274X等数据格式,能够直接处理现行所有的PCBCAD软件的Gerber或者Plot文件格式。界面友好,工艺参数处理详尽,所见即所得的排版处理,支持多种分辨率和光绘设备的选择,模拟打印及光绘预演功能,易学易用,适用性高,为用户提供了很大便利。软件安装后只要不是误删除或其它非人为因素(如感染计算机病毒等)破坏,可稳定的长期使用。在作好备份的前提下,软件使用时注意以下几点:1、光绘软件使用过程中,注意光绘文件的有序保存,最好不要将Gerber文件、光栅文件、临时文件等非程序文件置于软件安装目录中,以免删除时误删掉程序文件,破坏软件的运行。2、软件可以运行在DOS操作系统,也可以运行在WINDWOS’9X的DOS
窗口模式下。读取文件时,应输入完整的路径和文件名称。软件的设置参数一旦设定好以后不要轻易更改,以免影响光栅文件精度和绘制出的菲林精度。3、进行文件的排版操作以前,应加载鼠标驱动程序,以便利用鼠标进行排版操作。当排版图层过少,不够排满整幅菲林时,可以先将已处理好的文件存盘,以备下次调入和其它文件共同排版。排版、存盘时尽量选择在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下进行,以免在DOS环境下排版存盘时因DOS内存管理序的不足而引起死机。排版时尽量遵循先左后右,先上后下的顺序,便于不满整幅菲林时方便对菲林底片进行剪裁。4、光栅化的完成,则应在DOS环境下完成,充分利用DOS的单一任务进程,尽量避免选择在WINDWOS’9X的DOS窗口模式下进行。5、存储光栅文件的分区应保证尽可能大的硬盘剩余空间,并且经常利用磁盘碎片整理程序对硬盘进行整理,减少文件碎片的产生。光栅化完成以后,应反复预演多次,确保光栅文件无破裂,无缺口等情况出现,然后再发排输出。6、进入光绘系统前的光绘Gerber文件处理,充分利用光绘辅助软件处理掉多余的元素,减小文件数据量。需要填充的部位,尽量采用水平横方向软件填充对于复杂的元素(如圆弧、自定义焊盘等),要在光绘辅助软件中仔细修改、编辑。经过上述步骤的处理,可以降低光栅文件的出错率,大大减少光栅化所需要的时间。7、老版本光绘软件V2.0---V2.8,光栅化时只支持英制(English)、前导零(Leading)、整数小数位(2、3)、绝对坐标(Absolute)这种数据结构的Gerber格式,通常以V2001
的扩展Gerber(ExtendGerber)格式(常在数据量较大时采用)和MDA(MDAAutoplot)格式(常在数据量较小时采用)为主。新版本的光绘软件则无此问题。8、软件安装采用加密手段,因此不要轻易变更电脑主机的硬件设备,以免软件校验出错无法运行。软件安装盘请妥善保存,便于在软件被破坏时加以恢复。有关光绘软件的具体内容详见《宇之光光绘软件用户手册》。二>、光绘机。激光光绘机是集激光光学技术、微电子技术和超精密机械于一体的的照排产品,用于在感光菲林胶片上绘制各种图形,图像,文字或符号。下面以宇之光公司的激光光绘机(简称光绘机)产品为例进行简单介绍。工作原理:宇之光光绘机采用He-Ne激光作为光源,声光调制器作激光扫描的控制开关。图形信息经驱动电路控制声光调制器来偏转,被调制的I级四路衍射激光经过物镜聚焦在滚筒表面,滚筒高速旋转作纵向主扫描,激光扫描平台横移作横向副扫描,两方向的扫描合成实现将计算机内部处理的图文信息以点阵形式还原,在底片上感光成像。激光光绘机采用激光作光源,有容易聚焦、能量集中等优点,对瞬间快速的底片曝光非常有利,绘制的菲林底版导线图形边缘整齐,反差大,不虚光。曝光采用扫描方式,绘片时间短。宇之光光绘机采用世界上流行的外滚筒激光扫描式,菲林采用真空吸附方式固定于滚筒上。由于外滚筒式激光扫描光绘机具有精度高、速度快、操作方便、加工精度容易保证、可靠性好等特点,因此是当今光绘行业的主流。1、光绘机的环境要求。光绘机属于精密仪器类产品,对环境条件有较严的要求,应安
放在清洁、有安全绿灯的暗室机房内固定使用。通常机房暗室要求与冲洗底片的暗室分开,以减少冲片药水气体对光绘机的侵蚀。具体要求如下:1>电源:220V+5%,50Hz(配备稳压净化电源);2>温度:20OC+10%;3>湿度:40~80%(+20OC);4>工作现场应无强烈震动、强磁场、强电场干扰及腐蚀性物体。5>应有良好的接地系统,外壳必须与大地相联,接地电阻不大于4欧姆。6>使用带真空气泵的机器时,真空气泵的电源不允许与机房电源共享,气泵应安装在室外。
7>发排系统应共享同一电源及地线。2、光绘机的使用注意事项。1>小心搬运,耐心开箱,切忌重砸猛摔。2>光绘机外壳必须接地,接地电阻小于4欧姆。3>必须在关机状态下才允许插拔光绘机和计算机之间的接口电缆线和接口控制卡。4>光绘机应远离强电场、强磁场和腐蚀性气体。5>激光点亮时,千万不要将眼睛直接对视激光光束。切记!切记!6>在电源开启情况下,切勿触摸激光管电极和电源盘中的高压部分,不允许带电插拔各线路插头。7>注意在上下片操作过程中防止插伤软片(菲林)。光绘菲林时记得先开启真空气泵,并将菲林吸附牢固,防止打片。如果为非标准规格菲林胶片或者未连接真空气泵,则应该在对应前后气槽的软片2端粘贴胶带,以便使菲林与滚筒紧密包合。3、光绘机的发排操作。光绘机的发排操作应按照正确顺序进行,流程如下:1>进入暗房,开启安全绿灯-->2>启动冲片机(冲片机的使用方法参见其使用说明或询问厂家)-->3>开启真空气泵-->4>装片-->5>启动滚筒(此前光绘机运行指示灯应常亮)-->6>导进扫描(此
时光绘机运行指示灯应闪亮)-->7>扫描结束(此时光绘机起始灯亮)-->8>自动换向(时间因机型不同而略有差异,在此期间无法启动光绘机)-->9>取片并且冲洗-->10>重复上述4>至9>的各项步骤-->11>工作完毕关闭光绘机电源、真空气泵电源。具体操作如下:1>首先开启计算机主机电源,在开启光绘机电源;2>在计算机主机上键入正确发排指令,但不要按回车键确认(暂时不向光绘机发送信号),主机置于待命状态。发排指令因接口控制卡的不同而略有差异:A.直接利用光绘软件发排,如SLECADV2.0、SLECADV2.2、SLECADV2.5。B.利用专用发排程序,如RIDOUT,WD96等。进入暗房,关闭一切强光源,只开启安全绿灯,开启气泵。3>从底片盒中取出菲林,打开光绘机上盖,将菲林平置于滚筒上方,注意不要将菲林的药膜面划伤,也不要将安全绿灯近距离直射菲林。用手转动滚筒使菲林的一端对准滚筒上的起始槽,轻轻将菲林压下(此时手应该感觉到气槽吸力),检查片头是否与滚筒边缘平齐(不可超出,以免滚筒高速旋转过程中将菲林挂掉),胶片位置是否适中;而后缓缓将滚筒转动同时用手背轻压菲林直到菲林胶片另一端被后气槽完全紧密吸合为止(注意勿将胶片装斜或使前后气槽勿软片粘贴而漏气),否则易发生打片现象。如果为非标准规格菲林胶片或者未连接、开启真空气泵,则应该在对应前后气槽的软片2端粘贴胶带,以便使菲林与滚筒紧密包合。如果光绘过程中出现“打片”,应该立即切断光绘机电源,防止残片损坏光绘机的内部硬件。如果残片落入机内,应依照光绘机的使用注意事
一、电路板设计的预先准备工作 1、绘制原理图,并且生成对应的网络表。已有了网络表情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统。 2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。 二、画出自己定义的非标准器件的封装库 建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。 三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的板框含中间的镂空等。 1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,板层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。 2、规划电路版,主要是确定电路板的边框,包括电路板的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘。 四、打开所有要用到的PCB 库文件后,调入网络表文件和修改零件封装 这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与电路版设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路板的布线。 在原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,但可以在引进网络表时根据设计情况来修改或补充零件的封装。 五、布置零件封装的位置,也称零件布局 Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令,你需要有足够的耐心。布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目的地,放开左键,将该元件固定。Protel99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,就可以移动到板上所需位置上了。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。 注意:零件布局,应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件,并锁定这些器件,然后是大的占位置的器件和电路的核心元件,再是外围的小元件。 六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定 假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子,应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔,有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘,最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大,将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。 放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果,存盘。
PCB电路设计流程(2011-10-28 11:14) 分类:开关电源 1 推荐 PCB的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复查、输出六个步骤. 1. 网表输入 网表输入有两种方法,一种是使用PowerLogic的OLE PowerPCB Connection功能,选择Send Netlist,应用OLE功能,可以随时保持原理图和PCB图的一致,尽量减少出错的可能。另一种方法是直接在PowerPCB中装载网表,选择File->Import,将原理图生成的网表输入进来。 2.规则设置 如果在原理图设计阶段就已经把PCB的设计规则设置好的话,就不用再进行设置 这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进PowerPCB了。如果修改了设计规则,必须同步原理图,保证原理图和PCB的一致。除了设计规则和层定义外,还有一些规则需要设置,比如Pad Stacks,需要修改标准过孔的大小。如果设计者新建了一个焊盘或过孔,一定要加上Layer 25。 注意:PCB设计规则、层定义、过孔设置、CAM输出设置已经作成缺省启动文件,名称为Default.stp,网表输入进来以后,按照设计的实际情况,把电源网络和地分配给电源层和地层,并设置其它高级规则。在所有的规则都设置好以后,在PowerLogic中,使用OLE PowerPCB Connection的Rules From PCB功能,更新原理图中的规则设置,保证原理图和PCB图的规则一致。 3. 元器件布局 网表输入以后,所有的元器件都会放在工作区的零点,重叠在一起,下一步的工作就是把这些元器件分开,按照一些规则摆放整齐,即元器件布局。PowerPCB提供了两种方法,手工布局和自动布局。 ①、手工布局 A. 工具印制板的结构尺寸画出板边(Board Outline)。 B. 将元器件分散(Disperse Components),元器件会排列在板边的周围。 C. 把元器件一个一个地移动、旋转,放到板边以内,按照一定的规则摆放整齐。 ②、自动布局 PowerPCB提供了自动布局和自动的局部簇布局,但对大多数的设计来说,效果并不理想,不推荐使用。 ③、注意事项 a. 布局的首要原则是保证布线的布通率,移动器件时注意飞线的连接,把有连线关系的器件放在一起 b. 数字器件和模拟器件要分开,尽量远离 c. 去耦电容尽量靠近器件的VCC d. 放置器件时要考虑以后的焊接,不要太密集 e. 多使用软件提供的Array和Union功能,提高布局的效率
pcb设计与制作步骤 为了把产品快速可靠地推向市场,利用设计工具实现设计流程自 动化就显得十分必要,但如何才能确保设计获得成功呢?为了最大程度地提高设计效率和产品质量,应当关注哪些细节?设计工具显然应该直观易用且足够强大,以便克服复杂的设计挑战,但还有哪些事项值得注意?本文列举了为确保PCB设计成功可采取的四个步骤。 第一步一不要停留于基本原理图输入 原理图输入对于生成设计的逻辑连接而言至关重要,其必须准确无误、简单易用且与布局集成为一体才能确保设计成功。 简单地输入原理图并将其传送到布局还不够。为了创建符合预期的高质量设计,需要确保使用最佳元件,并且可以执行仿真分析,从而保证设计在交付制造时不会出问题。
第二步一不要忽视库管理库 管理是设计流程的重要组成部分。为了快速选择最佳元件并将其 放置在设计中,器件的简易创建和轻松管理就显得十分必要了。 PADS 允许您在一个库中维护所有设计任务,并可实时更新该库, 以便于使用并确保设计开发的精确性。您可以通过单个电子表格来访 问 所有元器件信息,而无需担心数据冗余、多个库或耗时费力的工具 开销 JRAl L 4]
第三步一有效管理设计约束规则 当今的关键高速设计异常复杂,如果没有有效的手段来管理约束 规则,则对走线、拓扑和信号延迟等方面的设计、约束和管理将会变 得异常困难。为了在第一次迭代中就构建出成功的产品, 必须在设计 流程的早期设置约束规则,以便设计达到要求的目标。良好的约束规 则管理可防止您使用价格高昂或无法采购到的元件,并且最终确保电 路板符合性能和制造要求。 * r -.-I oni 9 IF 沁Rm 涮r*■期 n.
首先打开"Altium Designer Summer 09 "下图为软件初始界面 新建pcb 工程 Clrf+ ^ ■cia cuiBr±.-v wcrinjnr 」CA HB mcdv iKC-rt* til .1 cs*^e*w?st aTAJIwm DetijtHi 1 冲呻 i 朱从存 矶崛艸?■如和*科 !r*^5* yptfe-s >?iJ KXCJS 4I SuPMJftln?rr^i 何 Hills 眄fl ? ** 戶* Ah-ffl BnrniM 4*1 ph g aarili 丄
建好之后在新建原理图编辑 注意:文件名要保持一致(可以通过点击另存为改名,后缀用默认的就可以了,千万别改) 上图为原理图编辑界面 F 图为设计好的电路原理图 Ejt w W ■輕 玄十 决叫?^4?p+ff Kw 叭書A3 Qpe*- Hiqjpct. -MM MH F 4UM£-H Gpe*^ C^u* K>_R. *吃弾 ■ 迥efvuAc ! Vou ?re hot 9^r#d tn 1* 51J'J!hMR I GR^ Q CKUIKK OebiM* UnfcFit - !>?¥ 1 fiftK ■ E.HLAdrii
电子科技大学成都学院 实验报告册 课程名称:电路板设计实验 姓名:游恒宽 学号:11 院系:微电子技术系 专业:集成电路与集成系统 教师:刘浩森 2013 年7 月1 日
实验一: 原理图库的绘制 一、实验目的: 1、熟悉Cadence Allegro SPB 工作环境 2、熟悉元件库管理; 3、掌握元件编辑器的使用及编辑器工作环境的设置方法; 4、熟练掌握原理图元件库的创建、新元件的制作。 二、实验原理和内容: 虽然在Cadence Allegro SPB 提供了丰富的元器件库,但在设计过程中,仍然会发生在元器件库中找不到需要的元器件。因此,可以利用元器件的绘图工具及IEEE符号工具创建元器件,并添加到元器件库中。 (1)利用元件库编辑器提供的制作工具,分别绘制AT89S51、74HC138、74HC573、LCD128*64、LCD1602、PNP以及数码管的的元件,并将它保存在“” AT89S51 74HC138 三、实验步骤: 1、在“Cadence Allegro SPB ”中,选中“Cadence Product Choies”对话框。选择“OrCAD Capture”进入页面,然后执行【File】→【New】→【Library】命令,创建“”原理图元件库,保存到自己学好下,并在该库中制作AT89S51等元件。 2、选中“”单击鼠标右键选择“New Part…”,创建新的元器件,弹出“New
Part Properties”对话框,按要求填写。 3、给元器件添加引脚,安元器件添加引脚,并写上引脚的名称及代号。 4、绘制元器件外形,按要求选择所画的形状。 5、按要求添加文本。 6、检查元器件,确认无误后保存。 四、实验数据和结果: AT89S5174HC138 74HC573 PNP
PCB制造流程及说明 一.PCB演变 1.1 PCB扮演的角色?PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地,以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中,扮演了整合连结总其成所有功能的角色,也因此时常电子产品功能故障时,最先被质疑往往就是PCB。图1.1是电子构装层级区分示意。 1.早于1903年Mr. Albert Hanson首创利用"线路"(Circui1.2 PCB的演变? t)观念应用于电话交换机系统。它是用金属箔予以切割成线路导体,将之黏着于石蜡纸上,上面同样贴上一层石蜡纸,成了现今PCB的机构雏型。见图1.2 2. 至1936年,Dr Paul Eisner真正发明了PCB的制作技术,也发表多项专利。而今日之print-etch(photoimagetransfer)的技术,就是沿袭其发明而来的。 1.3PCB种类及制法 在材料、层次、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。以下就归纳一些通用的区别办法,来简单介绍PCB的分类以及它的制造方法。 1.3.1 PCB种类? A. 以材质分?a.有机材质?酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyamide、BT/Epoxy等皆属之。? b. 无机材质?铝、Copper Inver-copper、ceramic等皆属之。主要取其散热功能?B.以成品软硬区分? a.硬板RigidPCB ?b.软板Flexible PCB见图1.3 c.软硬板Rigid-Flex PCB 见图1.4 ? C. 以结构分 a.单面板见图1.5?b.双面板见图1.6 c.多层板见图1.7 D.依用途分:通信/耗用性电子/军用/计算机/半导体/电测板…,见图1.8 BGA. 另有一种射出成型的立体PCB,因使用少,不在此介绍。 1.3.2制造方法介绍 A. 减除法,其流程见图1.9 ?B.加成法,又可分半加成与全加成法,见图1. 101.11 C. 尚有其它因应IC封装的变革延伸而出的一些先进制程,本光盘仅提及但不详加介绍,因有许多尚属机密也不易取得,或者成熟度尚不够。本光盘以传统负片多层板的制程为主轴,深入浅出的介绍各个制程,再辅以先进技术的观念来探讨未来的PCB走势。?二.制前准备 2.1.前言
P C B电路板设计注意 事项
作为一个电子工程师设计电路是一项必备的硬功夫,但是原理设计再完美,如果电路板设计不合理性能将大打折扣,严重时甚至不能正常工作。根据我的经验,我总结出以下一些PCB设计中应该注意的地方,希望能对您有所启示。 不管用什么软件,PCB设计有个大致的程序,按顺序来会省时省力,因此我将按制作流程来介绍一下。(由于protel界面风格与windows视窗接近,操作习惯也相近,且有强大的仿真功能,使用的人比较多,将以此软件作说明。) 原理图设计是前期准备工作,经常见到初学者为了省事直接就去画PCB板了,这样将得不偿失,对简单的板子,如果熟练流程,不妨可以跳过。但是对于初学者一定要按流程来,这样一方面可以养成良好的习惯,另一方面对复杂的电路也只有这样才能避免出错。 在画原理图时,层次设计时要注意各个文件最后要连接为一个整体,这同样对以后的工作有重要意义。由于,软件的差别有些软件会出现看似相连实际未连(电气性能上)的情况。如果不用相关检测工具检测,万一出了问题,等板子做好了才发现就晚了。因此一再强调按顺序来做的重要性,希望引起大家的注意。 原理图是根据设计的项目来的,只要电性连接正确没什么好说的。下面我们重点讨论一下具体的制板程序中的问题。 l、制作物理边框 封闭的物理边框对以后的元件布局、走线来说是个基本平台,也对自动布局起着约束作用,否则,从原理图过来的元件会不知所措的。但这里一定要注意精确,否则以后出现安装问题麻烦可就大了。还有就是拐角地方最好用圆弧,一方面可以避免尖角划伤工人,同时又可以减轻应力作用。以前我的一个产品老是在运输过程中有个别机器出现面壳PCB板断裂的情况,改用圆弧后就好了。 2、元件和网络的引入 把元件和网络引人画好的边框中应该很简单,但是这里往往会出问题,一定要细心地按提示的错误逐个解决,不然后面要费更大的力气。这里的问题一般来说有以下一些:元件的封装形式找不到,元件网络问题,有未使用的元件或管脚,对照提示这些问题可以很快搞定的。 3、元件的布局 元件的布局与走线对产品的寿命、稳定性、电磁兼容都有很大的影响,是应该特别注意的地方。一般来说应该有以下一些原则: 3.l放置顺序 先放置与结构有关的固定位置的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接件之类,这些器件放置好后用软件的LOCK功能将其锁定,使之以后不会被误移动。再放置线路上的特殊元件和大的元器件,如发热元件、变压器、IC等。最后放置小器件。 3.2注意散热
PCB电路板设计流程 1. 找到画好的原理图,对照原件列表检查原件的编号以及封装是否正确,特别注意是否有元件遗漏封装的情况; 2. 根据完工的原理图生成网络表(Netlist)。 3. 新建一个空白PCB文档,在禁止布线层(Keepout Layer)绘制一个封闭的矩形区域(第一次可以适当画大一点:5cm X 5cm左右),注意要切换到正确的层用编辑区下方的标签切换。 4. 装载(Load)网络表——找到刚才生成的网络表,如果提示错误(Error)或者警告(Warning),一般因为某些元件的管脚没有连接好,或者该元件的封装没有正确指定,错误提示中有元件的名称和管脚编号等信息,根据这些信息提示回去修改原理图,重新生成网络表,重新载入,重复这一过程直到没有错误提示,点击“执行”(Excute)完成网络表装载工作,此时将有一堆元件互相遮挡堆叠在原理图中央; 5. 手动把堆叠在一起的元件拉开,按照重要元件(连线比较多的元件)在中央,接口元件在线路板边缘、电阻电容在主要元件附近尽量排齐的基本原则布置元件,尽量保证元件之间连线最短; 6. 按照元件之间连接提示(暗蓝色的细线),练习手动布线(Line:快捷键P + L(T))——注意要保证导线端点要对正元件管脚的中心(导线变成绿色说明导线之间或者导线与元件之间过近,试着调整两者间的距离)。在PCB 板顶层(TopLayer)或者底层(BottomLayer)布线走不通的话,可以通过过孔(Via)转到另外一层继续连线。 7. 可以试着自动布线(Auto Route),包括按照元件、网络或者区域进行自动布线; 8. 最后调整元件位置和连线,使之更加整齐、逻辑清晰。
pcb制作流程: 根据电路功能需要设计原理图。原理图的设计主要是依据各元器件的电气性能根据需要进行合理的搭建,通过该图能够准确的反映出该PCB电路板的重要功能,以及各个部件之间的关系。原理图的设计是PCB制作流程中的第一步,也是十分重要的一步。通常设计电路原理图采用的软件是PROTEl。 原理图设计完成后,需要更近一步通过PROTEL对各个元器件进行封装,以生成和实现元器件具有相同外观和尺寸的网格。元件封装修改完毕后,要执行Edit/Set Preference/pin 1设置封装参考点在第一引脚.然后还要执行Report/Component Rule check 设置齐全要检查的规则,并OK.至此,封装建立完毕。 正式生成PCB。网络生成以后,就需要根据PCB面板的大小来放置各个元件的位置,在放置时需要确保各个元件的引线不交叉。放置元器件完成后,最后进行DRC检查,以排除各个元器件在布线时的引脚或引线交叉错误,当所有的错误排除后,一个完整的pcb设计过程完成。利用专门的复写纸张将设计完成的PCB图通过喷墨打印机打印输出,然后将印有电路图的一面与铜板相对压紧,最后放到热交换器上进行热印,通过在高温下将复写纸上的电路图墨迹粘到铜板上。 制板。调制溶液,将硫酸和过氧化氢按3:1进行调制,然后将含有墨迹的铜板放入其中,等三至四分钟左右,等铜板上除墨迹以外的地方全部被腐蚀之后,将铜板取去,然后将清水将溶液冲洗掉。
打孔。利用凿孔机将铜板上需要留孔的地方进行打孔,完成后将各个匹配的元器件从铜板的背面将两个或多个引脚引入,然后利用焊接工具将元器件焊接到铜板上。 焊接工作完成后,对整个电路板进行全面的测试工作,如果在测试过程中出现问题,就需要通过第一步设计的原理图来确定问题的位置,然后重新进行焊接或者更换元器件。当测试顺利通过后,整个电路板就制作完成了。
电路原理图与电路板设计题目:简易单片机开发系统原理图及PCB绘制 姓名:潘正意 学号:2201020104225 专业:应用电子技术 指导老师:徐灵飞 日期:2012年5月12日
1.课程设计的目的 《电路原理图与电路板设计》是一门实践性要求很高的课程,学生通过上机实习和设计环节巩固所学知识。鉴于目前的设备与CAD软件的流通性,本实验课利用Protel 99SE软件为主题,介绍其基础知识、设计流程、设计方法及电子设计的基本技能等问题,并要求学生掌握电子产品开发的基本技术问题。通过实习学生可以独立实现电路原理图和电路板的设计,为今后的学习和工作中的实际应用打下较为坚实的基础。 二、设计内容与要求 2.课程设计的主要内容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图,图有自己决定。先绘制出电路原理图,然后进行电气规则检验,没有错误后,生成网络表,然后根据网络表生成印制电路板图,最后自动布局,手工调整,自动布线,手工调整布线,保存打印。 3、简易单片机开发系统原理图 3.1:原理图设计最基本的要求是正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面,进入Protel99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New 命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理设计文档。双击文档图标,进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境,执行菜单Design/Option和Tool/Preferences,设置图纸大小,捕捉栅格,电器栅格等; (3)创建自己的元件库,先进入Protel 99 SE的原理图编辑器,新建一个元件,绘制SCH元件以及放入元件的管脚,给新建的元件改名,绘制制元件的外形以及放入说明文字并保存好,画原理图的时候,就可以调用这些元件了; (4)装入所需的元件库,在设计管理器中选择Browse区域中的下拉框中选择Library,然后单击ADD/Remove按钮,在弹出的窗口中寻找Protel99 SE子目录,在该目录中选择Library\SCH路径,在元件库列表中选择所需的元件库,单击
PCB设计步骤 一、电路版设计的先期工作 1、利用原理图设计工具绘制原理图,并且生成对应的网络表。当然,有些特殊情况下,如电路版比较简单,已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计,直接进入PCB设计系统,在PCB设计系统中,可以直接取用零件封装,人工生成网络表。 2、手工更改网络表将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上,没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致,特别是二、三极管等。 二、画出自己定义的非标准器件的封装库 建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB库专用设计文件。 三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等 1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境,包括设置格点大小和类型,光标类型,版层参数,布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值,而且这些参数经过设置之后,符合个人的习惯,以后无须再去修改。 2、规划电路版,主要是确定电路版的边框,包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm的螺丝可用6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard中调入。 注意:在绘制电路版地边框前,一定要将当前层设置成Keep Out层,即禁止布线层。 四、打开所有要用到的PCB库文件后,调入网络表文件和修改零件封装 这一步是非常重要的一个环节,网络表是PCB自动布线的灵魂,也是原理图设计与印象电路版设计的接口,只有将网络表装入后,才能进行电路版的布线。 在原理图设计的过程中,ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此,原理图设计时,零件的封装可能被遗忘,在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。 当然,可以直接在PCB内人工生成网络表,并且指定零件封装。 五、布置零件封装的位置,也称零件布局 Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局,运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令,你需要有足够的耐心。布线的关键是布局,多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件,按住鼠标左键不放,拖住这个元件到达目的地,放开左键,将该元件固定。Protel99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
交通职业学院 Protel99se课程设计报告 所属系别信息工程系 专业电子信息工程技术 班级 10大专电子信息工程1班 姓名年中 学号 0140 指导教师诺微 撰写日期 2011年12月28日
摘要 Protel99 SE 是澳大利亚Protel Technology公司推出的一个全32位的电路板设计软件。该软件功能强大,人机界面友好,易学易用,使用该软件的设计者可以容易地设计出电路原理图和画出元件设计电路板图。而且由于其高度的集成性与扩展性,一经推出,立即为广大用户所接受,很快就成为世界PC平台上最流行的电子设计自动化软件,并成为新一代电气原理图工业标准。 Protel99 SE主要有两大部分组成,每一部分个有几个模块,第一部分是电路设计部分,主要有:原理设计系统,包括用于设计原理图的原理图编辑器Sch,用于修改和生成原理图元件的原件编辑器,以及各种报表的生成器Schlib。印刷电路板设计系统,包括用于设计电路板的电路板编辑器PCB以及用于修改,生成元件封装的元件封装编辑器PCBLib。第二部分是电路仿真与可编程逻辑器件设计。 关键词:Protel99 SE,Sch,PCB,封装,布线
1.课程设计的目的 (1)了解Protel 99 SE绘图环境、各个功能模块、界面环境设置方法以及文件管理方法; (2)理解用Protel 99 SE设计电子电路的基本思想; (3)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路原理图的基本方法; (4)掌握用Protel 99 SE绘制电子电路PCB板的基本方。 2.课程设计的主要容 用Protel 99 SE软件绘制一个电路图,图有自己决定。先绘制出电路原理图,然后进行电气规则检验,没有错误后,生成网络表,然后根据网络表生成印制电路板图,最后自动布局,手工调整,自动布线,手工调整布线,保存打印。3.课程设计步骤 3.1原理图设计 原理图设计最基本的要正确性,其次是布局合理,最后是在正确性和布局合理的前提下力求完美。 (1)启动原理图设计界面,进入Protel99 SE,创建一个数据库,执行菜单File/New 命令,从框中选择原理图服务器(Schematic Document)图标,双击该图标,建立原理设计文档。双击文档图标,进入原理设计服务器界面; (2)设置原理图设计环境,执行菜单Design/Option和Tool/Preferences,设置图纸大小,捕捉栅格,电器栅格等;
PCB电路设计流程 PCB 的设计流程分为网表输入、规则设置、元器件布局、布线、检查、复 查、输出六个步骤. 1. 网表输入 网表输入有两种方法,一种是使用PowerLogic 的OLE PowerPCB Connection 功能,选择Send Netlist,应用OLE 功能,可以随时保持原理图和PCB 图的一致,尽量减少出错的可能。另一种方法是直接在PowerPCB 中装载网表,选择 File-Import,将原理图生成的网表输入进来。 2.规则设置 如果在原理图设计阶段就已经把PCB 的设计规则设置好的话,就不用再进行 设置 这些规则了,因为输入网表时,设计规则已随网表输入进PowerPCB 了。如 果修改了设计规则,必须同步原理图,保证原理图和PCB 的一致。除了设计规 则和层定义外,还有一些规则需要设置,比如Pad Stacks,需要修改标准过孔 的大小。如果设计者新建了一个焊盘或过孔,一定要加上Layer 25。 注意:PCB 设计规则、层定义、过孔设置、CAM 输出设置已经作成缺省启 动文件,名称为Default.stp,网表输入进来以后,按照设计的实际情况,把电 源网络和地分配给电源层和地层,并设置其它高级规则。在所有的规则都设置 好以后,在PowerLogic 中,使用OLE PowerPCB Connection 的Rules From PCB 功能,更新原理图中的规则设置,保证原理图和PCB 图的规则一致。 3. 元器件布局 网表输入以后,所有的元器件都会放在工作区的零点,重叠在一起,下一步 的工作就是把这些元器件分开,按照一些规则摆放整齐,即元器件布局。
PCB制造流程及说明 一. PCB演变1.1 PCB扮演的角色PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地,以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中,扮演了整合连结总其成所有功能的角色,也因此时常电子产品功能故障时,最先被质疑往往就是P CB。图1.1是电子构装层级区分示意。1.2 PCB的演变 1.早于1903年Mr. Albert Hanson 首创利用"线路"(Circuit)观念应用于交换机系统。它是用金属箔予以切割成线路导体,将之黏着于石蜡纸上,上面同样贴上一层石蜡纸,成了现今PCB的机构雏型。见图1.2 2. 至1936年,Dr Paul Eisner真正发明了PCB的制作技术,也发表多项专利。而今日之print-etch (photo i mage transfer)的技术,就是沿袭其发明而来的。1.3 PCB种类及制法在材料、层次、制程上的多样化以适合不同的电子产品及其特殊需求。以下就归纳一些通用的区别办法,来简单介绍PCB的分类以及它的制造方法。1.3.1 PCB种类 A. 以材质分 a. 有机材质 酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、Polyamide、BT/Epoxy等皆属之。 b. 无机材质 铝、Copper Inver-copper、ceramic等皆属之。主要取其散热功能 B. 以成品软硬区分 a. 硬板Rigid PCB b.软板Flexible PCB 见图1.3 c.软硬板Rigid-Flex PCB 见图1.4 C. 以结构分 a.单面板见图1.5 b.双面板见图1.6 c.多层板见图1.7 D. 依用途分:通信/耗用性电子/军用/计算机/半导体/电测板…,见图1.8 BG A.另有一种射出成型的立体PCB,因使用少,不在此介绍。1.3.2制造方法介绍 A. 减除法,其流程见图1.9 B. 加成法,又可分半加成与全加成法,见图1.10 1.11 C. 尚有其它因应IC封装的变革延伸而出的一些先进制程,本光盘仅提及但不详加介绍,因有许多尚属XX也不易取得,或者成熟度尚不够。本光盘以传统负片多层板的制程为主轴,深入浅出的介绍各个制程,再辅以先进技术的观念来探讨未来的PCB走势。 二.制前准备 2.1.前言XXPCB产业属性,几乎是以OEM,也就是受客户委托制作空板(Bare Board)而已,不像美国,很多PCB Shop是包括了线路设计,空板制作以及装配(Assembly)的Turn-Key 业务。以前,只要客户提供的原始数据如Drawing, Artwork, Specification,再以手动翻片、排版、打带等作业,即可进行制作,但近年由于电子产品日趋轻薄短小,PCB的制造面临了几个挑战:(1)薄板(2)高密度(3)高性能(4)高速( 5 ) 产品周期缩短(6)降低成本等。以往以灯桌、笔刀、贴图及照相机做为制前工具,现在己被计算机、工作软件及激光绘图机所取代。过去,以手工排版,或者还需要Micro-Modifier来修正尺寸等费时耗工的作业,今天只要在CAM(puter Aided Manufacturing)工作人员取得客户的设计资料,可能几小时内,就可以依设计规则或DFM(Desi gn For Manufacturing)自动排版并变化不同的生产条件。同时可以output 如钻孔、成型、测试治具等资料。 2.2.相关名词的定义与解说A Gerber file这是一个从PCB CAD软件输出的数据文件做为光绘图语言。1960年代一家名叫Gerber Scientific(现在叫Gerber System)专业做绘图机的美国公司所发展出的格式,尔后二十年,行销于世界四十多个国家。几乎所有CAD系统的发展,也都依此格式作其Output Data,直接输入绘图机就可绘出Drawing或Film,因此Gerber Format 成了电子业界的公认标准。B. RS-274D是Gerber Format的正式名称,正确称呼是EIA S TANDARD RS-274D(Electronic Industries Association)主要两大组成:1.Function Code:如G codes, D codes, M codes 等。2.Coordinate data:定义图像(imaging) C. RS-27 4X 是RS-274D的延伸版本,除RS-274D之Code 以外,包括RS-274X Parameters,或称整个extended Gerber format它以两个字母为组合,定义了绘图过程的一些特性。 D. IP C-350 IPC-350是IPC发展出来的一套neutral format,可以很容易由PCB CAD/CAM产生,然后依此系统,PCB SHOP 再产生NC Drill Program,Netlist,并可直接输入Laser Plotter绘制底片. E. Laser Plotter 见图2.1,输入Gerber format或IPC 350 format以绘制Artwor
硬件电路板设计规范(总36 页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1 -CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除
0目录 0目录............................................... 错误!未定义书签。
1概述............................................... 错误!未定义书签。 适用范围............................................ 错误!未定义书签。 参考标准或资料 ...................................... 错误!未定义书签。 目的................................................ 错误!未定义书签。2PCB设计任务的受理和计划............................ 错误!未定义书签。 PCB设计任务的受理................................... 错误!未定义书签。 理解设计要求并制定设计计划 .......................... 错误!未定义书签。3规范内容........................................... 错误!未定义书签。 基本术语定义........................................ 错误!未定义书签。 PCB板材要求: ....................................... 错误!未定义书签。 元件库制作要求 ...................................... 错误!未定义书签。 原理图元件库管理规范:......................... 错误!未定义书签。 PCB封装库管理规范............................. 错误!未定义书签。 原理图绘制规范 ...................................... 错误!未定义书签。 PCB设计前的准备..................................... 错误!未定义书签。 创建网络表..................................... 错误!未定义书签。 创建PCB板..................................... 错误!未定义书签。 布局规范............................................ 错误!未定义书签。 布局操作的基本原则............................. 错误!未定义书签。 热设计要求..................................... 错误!未定义书签。 基本布局具体要求............................... 错误!未定义书签。 布线要求............................................ 错误!未定义书签。 布线基本要求................................... 错误!未定义书签。 安规要求....................................... 错误!未定义书签。 丝印要求............................................ 错误!未定义书签。 可测试性要求........................................ 错误!未定义书签。 PCB成板要求......................................... 错误!未定义书签。
PCB从单层发展到双面、多层和挠性,并且仍旧保持着各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展,不断缩小体积、减少成本、提高性能,使得印刷板在未来设备的发展工程中,仍然保持着强大的生命力。那么PCB是如何设计的呢?看完以下七大步骤就懂啦! 1、前期准备 包括准备元件库和原理图。在进行PCB设计之前,首先要准备好原理图SCH 元件库和PCB元件封装库。PCB元件封装库最好是工程师根据所选器件的标准尺寸资料建立。原则上先建立PC的元件封装库,再建立原理图SCH元件库PCB元件封装库要求较高,它直接影响PCB的安装;原理图SCH元件库要求相对宽松,但要注意定义好管脚属性和与PCB元件封装库的对应关系。 2、PCB结构设计 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 板框,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。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)。 3、PCB布局设计 布局设计即是在PCB板框内按照设计要求摆放器件。在原理图工具中生成
网络表(Design→Create Netlist),之后在PCB软件中导入网络表(Design →Import Netlist)。网络表导入成功后会存在于软件后台,通过Placement操作可以将所有器件调出、各管脚之间有飞线提示连接,这时就可以对器件进行布局设计了。 PCB布局设计是PCB整个设计流程中的重要工序,越复杂的PCB板,布局的好坏越能直接影响到后期布线的实现难易程度。布局设计依靠电路板设计师的电路基础功底与设计经验丰富程度,对电路板设计师属于较高的要求。初级电路板设计师经验尚浅、适合小模块布局设计或整板难度较低的PCB布局设计任务。 4、PCB布线设计 PCB布线设计是整个PCB设计中工作量大的工序,直接影响着PCB板的性能好坏。在PCB的设计过程中,布线一般有三种境界:首先是布通,这是PCB 设计的基本的入门要求;其次是电气性能的满足,这是衡量一块PCB板是否合格的标准,在线路布通之后,认真调整布线、使其能达到好的电气性能;再次是整齐美观,杂乱无章的布线、即使电气性能过关也会给后期改板优化及测试与维修带来极大不便,布线要求整齐划一,不能纵横交错毫无章法。
PCB设计实验报告 题目:整流开关电源 专业:测控技术与仪器 班级:1221201 姓名:杨生奎 学号:201220120114 组员:游佳明、王盛侃、杨胜奎指导教师:徐哈宁老师
2015年4 月9日 摘要:开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。随着电力电子技术的发展和创新,使得开关电源技术也在不断地创新,这一成本反转点日益向低输出电力端移动,这为开关电源提供了广阔的发展空间。开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。 1.功能介绍 本实验设计的电源为整流型开关稳压电源,开关稳压电源设计输入220V,输出实现±5V/10A和±15V/2A输出。 2.方案选择 经过网上资料查询,找到由7805稳压的整流电路如图(1)。此电路中输入部分采用变压器变压,然后由电桥整流,再通过7805稳压器稳压输出。而7805的输出电压虽然是5V,但是其输出电流最大只有1A,远远达不到课题要求的2A和10A。
图(1) LM317是可调节3端稳压器,在输出电压为1.2V-37V时,其输出电流可以超过1.5A,输出功率最大可以达到70W。其标准电路如图(2)。
PCB设计和生产流程知识 布线(Layout)是PCB设计工程师最差不多的工作技能之一。走线的好坏将直截了当阻碍到整个系统的性能,大多数高速的设计理论也要最终通过Layout得以实现并验证,由此可见,布线在高速PCB设计中是至关重要的。下面将针对实际布线中可能遇到的一些情形,分析其合理性,并给出一些比较优化的走线策略。要紧从直角走线,差分走线,蛇形线等三个方面来阐述。 1.直角走线 直角走线一样是PCB布线中要求尽量幸免的情形,也几乎成为衡量布线好坏的标准之一,那么直角走线怎么讲会对信号传输产生多大的阻碍呢?从原理上讲,直角走线会使传输线的线宽发生变化,造成阻抗的不连续。事实上不光是直角走线,顿角,锐角走线都可能会造成阻抗变化的情形。 直角走线的对信号的阻碍确实是要紧体现在三个方面:一是拐角能够等效为传输线上的容性负载,减缓上升时刻;二是阻抗不连续会造成信号的反射;三是直角尖端产生的EMI。 传输线的直角带来的寄生电容能够由下面那个体会公式来运算: C=61W(Er)[size=1]1/2[/size]/Z0 在上式中,C确实是指拐角的等效电容(单位:pF),W指走线的宽度(单位:inch),εr指介质的介电常数,Z0确实是传输线的特点阻抗。举个例子,关于一个4Mils的50欧姆传输线(εr为4.3)来讲,一个直角带来的电容量大致为0.0101pF,进而能够估算由此引起的上升时刻变化量: T10-90%=2.2*C*Z0/2 = 2.2*0.0101*50/2 = 0.556ps 通过运算能够看出,直角走线带来的电容效应是极其微小的。 由于直角走线的线宽增加,该处的阻抗将减小,因此会产生一定的信号反射现象,我们能够按照传输线章节中提到的阻抗运算公式来算出线宽增加后的等效阻抗,然后按照体会公式运算反射系数:ρ=(Zs-Z0)/(Zs+Z0),一样直角走线导致的阻抗变化在7%-20%之间,因而反射系数最大为0.1左右。而且,从下图能够看到,在W/2线长的时刻内传输线阻抗变化到最小,