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第5章 印制电路板的设计 5.1 印制电路板的设计步骤 5.2 创建PCB图文件 5.3 装载元件库 5.4 设置电路板工作层面 5.5 规划电路板 5.6 装入网络表与元件 5.7 元 件 布 局 5.8 自 动 布 线 5.9 给电路板添加标注 5.10 三 维 视 图 5.11 PCB图的打印输出 5.12 PCB图的报表生成 5.1 印制电路板的设计步骤 设计印制电路板的大致步骤可以用下面的流程图图5-1来表示。 5.2 创建PCB图文件 新建一个PCB图文件可以进入设计文件夹“【Document】”，执行菜单命令【File】/【New】或在工作区内单击鼠标右键，选择【New】选项，会弹出如图5-2所示的选择文件类型的对话框。 双击该对话框中的【PCB Document】图标，即可创建一个新的印制板电路图文件，默认的文件名为“PCB1.PCB”。在工作窗口中该文件的图标上单击、或在设计浏览器中该文件的文件名上双击鼠标左键，即可进入如图5-3所示的印制电路板编辑器。 5.3 装载元件库 在浏览器的组合框中，选择库【Libraries】，如图5-4所示。 用鼠标左键单击【Add/Remove】按钮，将出现如图5-5所示的关于引入库文件的对话框。 5.4 设置电路板工作层面 5.4.1 有关电路板的几个基本概念 铜膜线：简称导线，是敷铜经腐蚀后形成的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。 飞线：用来表示连接关系的线。它只表示焊盘之间有连接关系，是一种形式上的连接，并不具备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可起引导作用，从而方便手工布线。飞线是在引入网络表后生成的，而飞线所指的焊盘间一旦完成实质性的电气连接，则飞线自动消失。当同一网络中，部分电气连接断开导致网络不能完全连通时，系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利用飞线的这一特点，可以根据电路板中有无飞线来大致判断电路板是否已完成布线。 焊盘、过孔：焊盘（Pad）的作用是放置、连接导线和元件引脚。过孔（Via）的主要作用是实现不同板层间的电气连接。过孔主要有3种。 ? 穿透式过孔（Through）：从顶层一直打到底层的过孔。 ? 半盲孔（Blind）：从顶层遇到某个中间层的过孔，或者是从某个中间层通到底层的过孔。 ? 盲孔（Buried）：只在中间层之间导通，而没有穿透到顶层或底层的过孔。 单面板：电路板一面敷铜，另一面没有敷铜，敷铜的一面用来布线及焊接，另一面放置元件。单面板成本低，但只适用于比较简单的电路设计。 双面板：电路板的两面都敷铜，所以两面都可以布线和放置元件，顶面和底面之间的电气连接是靠过孔实现的。由于两面都可以布线，所以双面板适合设计比较复杂的电路，应用也最为广泛。 多层板：不但可以在电路板的顶层和底层布线，还可以在顶层和底层之间设置多个可以布线的中间工作层面。用多层板可以设计更加复杂的电路。 长度单位及换算：Protel 99 SE 的PCB编辑器支持英制（mil）和公制（mm）两种长度计量单位。它们的换算关系是：100mils=2.54mm（其中1000mils=1Inches）。 执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键Q进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度信息的单位都会转换为mm（或mil）。 安全间距：进行印刷电路板的设计时，为了避免导线、过孔、焊点及元件的相互干扰，必须使它们之间留出一定的距离，这个距离称之为安全间距（Clearance）。 5.4.2 工作层面的类型 Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层面，包括信号层（Signal layers）、内部电源/接地层（Internal plane layers）、机械层（Mechanical layers）、阻焊层（Solder mask layers）、锡膏防护层（Paste mask layers）、丝印层（Silkscreen layers）、钻孔位置层（Drill Layers）和其他工作层面（Others）。 下面介绍各工作层面的功能。 1．信号层（Signal layers） 信号层主要是用来放置元件（顶层和底层）和导线的。 2．内部电源/接地层（Internal plane layers） 内部电源/接地层主要用来放置电源线和地线。 3．机械层（Mechanical layers） 机械层一般用于放置有关制板和装配方法的信息。 4．阻焊层（Solder mask layers） 阻焊层有2个Top Solder Mask（顶层阻焊层）和Bot