PCB印制电路板设计入门.docx

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PCB印制电路板设计入门

1、建立一个新的印制电路板文件

1、执行菜单命令“File/New”将弹出数据类型对话框如图1所示。

图1

　　单击数据类型选择对话框中的“PCB”图标并单击“OK”按钮，或者直接双击“PCB”图标。

2、单击左上角的EDA编辑器标签的“PCB”按钮，如图2所示。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图２

2、PCB编辑器画面的常用操作及快捷键

一、画面的移动

　　1、使用工作窗口的滚动条

　　2、使用PCB浏览器（BrowsePCB）观察窗口中的工作窗口虚拟框

　　PCB浏览器中有一个成为观察窗口的小窗口，其中显示的是当前正在编辑的整张印制电路板图纸的缩略图。

图中看到一个虚线框，这个虚线框就代表了当前的编辑窗口，移动这个虚线框就可移动当前的编辑画面。

　　将鼠标肩头移到虚线框中，按下鼠标左键并移动鼠标，就可使工作窗口在画面上移动。

观察窗口显示的使整张图纸，所以可快速地将所需地部分移动到工作窗口，如图下图。

使用PCB浏览器中观察窗口移动工作窗口画面

　　3、使用十字光标的自动滑动功能

　　当PCB编辑器处于某中命令状态时（如正在放置焊盘、线条等），将鼠标移动到工作窗口时，光标会变成十字形，这时若移动光标到工作窗口边沿时，显示地画面将自动地向窗口内侧滑动。

这种自动滑动主要是用以执行某些命令的，也可以用来移动画面，且是手工放置元器件和手工布线中最方便的操作方式。

按鼠标右键（停止命令）可以停止自动滑动功能。

二、画面的放大、缩小及相关操作

　　1、当前窗口画面的放大和缩小

（1）菜单命令:

放大——“View/ZoomIn”，缩小——“View/ZoomOut”；

（2）键盘上的快捷键：

放大——[PageUp]，缩小——[PageDown]；

　　（3）主工具栏中的按钮：

放大——

，缩小——

。

　　2、在当前窗口中显示整张图纸

（1）菜单命令：

“View/FitDocument”；

（2）先后击键盘上的V、D键；

　　（3）主工具栏中的按钮：

。

　　3、选择画面的一个矩形区域放大

（1）菜单命令：

“View/Area”；

（2）先后击键盘上的V、A键；

　　（3）主工具栏中的按钮：

。

　　4、仅显示图纸中的印制电路板

（1）菜单命令：

“View/FitBoard”；

（2）先后击键盘上的V、B键。

　　5、恢复上一次显示的画面

（1）菜单命令：

“View/ZoomLast”；

（2）先后击键盘上的V、Z键。

　　若反复执行改命令，画面将在最近两个比例画面之间反复切换。

　　6、以当前的光标为中心显示画面

（1）菜单命令：

“View/Pan”；

（2）键盘上的快捷键：

[Home]。

　　7、画面的刷新

（1）菜单命令：

“View/Refresh”；

（2）键盘上的快捷键：

[End]。

3、PCB工作窗口的绘图层面

Protel98、Protel99的PCB工作窗口提供了多达32层的绘图平面，通常可以完成16层印制电路板自动布线，用手工布线时甚至可达到20层以上，可以在任何层面上绘图。

Protel98、Protel99把32层的绘图平面加上8个其它辅助层，分成几个不同类型的专用工作层面。

　　在工作层面对话框中可以根据需要打开或关闭层面，层面名称前若有“√”，就表示该层面是打开的，无“√”表示该层面是关闭的（关闭的层面并非不存在，只是不显示而已）,如下图所示。

从图中可见，Protel98、Protel99的绘图平面按照不同的类型而分为几组，其名称和作用如下：

一、SignalLayers（信号层）

　　Protel98、Protel99提供了16个信号层：

Top（顶层）、Bottom（底层）和Mid1-Mid14（14个中间层）。

　　信号层就是用来完成印制电路板铜箔走线的布线层。

在设计双面板时，一般只使用Top（顶层）和Bottom（底层）两层，当印制电路板层数超过4层时，就需要使用Mid（中间布线层）。

二、InternalPlanes（内部电源/接地层）

　　Protel98、Protel99提供了Plane1-Plane4（4个内部电源/接地层）。

内部电源/接地层主要用于4层以上印制电路板作为电源和接地专用布线层，双面板不需要使用。

三、MechanicalLayers（机械层）

　　机械层一般用来绘制印制电路板的边框（边界），通常只需使用一个机械层。

有Mech1-Mech4（4个机械层）。

四、DrkllLayers（钻孔位置层）

　　共有2层：

“DrillDrawing”和“DrillGuide”。

用于绘制钻孔孔径和孔的定位。

五、SolderMask（阻焊层）

　　共有2层：

Top（顶层）和Bottom（底层）。

阻焊层上绘制的时印制电路板上的焊盘和过孔周围的保护区域。

六、PasteMask（锡膏防护层）

　　共有2层：

Top（顶层）和Bottom（底层）。

锡膏防护层主要用于有表面贴元器件的印制电路板，这时表帖元器件的安装工艺所需要的，无表帖元器件时不需要使用该层。

七、Silkscreen（丝印层）

　　共有2层：

Top（顶层）和Bottom（底层）。

丝印层主要用于绘制文字说明和图形说明，如元器件的外形轮廓、标号和参数等。

八、Other（其它层）

　　共有8层：

“KeepOut（禁止布线层）”、“MultiLayer（设置多层面）”、“Connect（连接层）”“DRCError（错误层）”、2个“VisibleGrid（可视网格层）”、“PadHoles（焊盘孔层）”和“ViaHoles（过孔孔层）”。

其中有些层是系统自己使用的，如VisibleGrid（可视网格层）就是为了设计者在绘图时便于定位。

而KeepPut（禁止布线层）是在自动布线时使用，手工布线不需要使用。

　　对于手工绘制双面印制电路板来说，使用最多的是TopLayers（顶层铜箔布线）、BottomLayers（底层铜箔布线）和TopSilkscreen（顶层丝引层）。

每一个图层都可以选择一个自己习惯的颜色，一般顶层用红色、底层用蓝色、文字及符号用绿色或白色、焊盘和过孔用黄色。

4、绘图工具—铜膜走线

绘图工具是由一系列“放置命令”所组成。

在工作窗口中的层面上绘图，其实就是放置各种图形对象，这些图形对象有：

焊盘、过孔和文本等。

Protel98、Protel99将这些放置命令排放在一起，组成一个浮动工具栏，如图1所示。

图1放置工具栏

　　放置工具栏是一个浮动窗口，可以被四处移动，也可以放到系统工具条上，执行菜单命令“View/Toolbars/PlacementTools”可以关闭或打开放置工具栏。

同样，Protel98、Protel99也提供了绘图工具的菜单命令“Place”,如图2所示。

图2放置工具菜单命令

　　用鼠标左键单击放置工具栏中的图标或菜单执行“Place”中的菜单命令，系统将进入相应的放置命令状态，这时不能执行与该命令无关的其它命令，直到退出该放置命令。

单击鼠标右键或按“Esc键，则退出放置命令”。

　　Protel98、Protel99提供了14中类型不同的放置对象和辅助命令，利用这些放置命令可以方便地绘制不同样式地印制电路板，因此熟悉这些放置命令地作用和使用方法是非常重要的。

  一、铜膜走线的放置与属性编辑

    1、绘制线条（铜箔走线）

　　单击放置工具栏中的放置线条图标

或执行菜单命令“Place/Track”（笔者的习惯时按键盘的P、T键），系统进入线条绘制状态，光标变成十字形，并在窗口底部的状态条上显示相应的提示信息，如图3所示。

图3线条绘制状态时系统的相关信息

　　Protel98、Protel99对每一种操作都在状态条上提供了简要的提示，初学者在进行每一步操作时，应留意状态条显示的信息，等熟悉以后，就能够根据提示信息得知当前的操作状态和将要进行的下一步操作。

  移动十字光标到所需的位置，单击鼠标左键确定线条的起点，然后移动光标，这时屏幕上会出现将要画出线条的提示样式，提示线如橡皮筋一样可以伸缩，确认线段终点后，单击左键就画出了一端线条。

只要步退出线条绘制状态，这个绘制过程可连续进行，直到单击鼠标右键退出该命令，如图4所示。

图4线段的绘制

　　线条是印制电路板电气布线的主要组成部分，由于线条只有单层属性，只蹦绘制在当前层面上，所以绘制前应注意选择所绘制的层面。

  走线的切换：

（1）走线方式（长短线）切换按空格键。

如图5所示

（2）走线模式切换按[Shift]+空格键。

其切换顺序为45度走线-90度走线-圆弧走线-任意角走线。

如图6所示。

图5走线方式的切换

图6走线模式的切换

 2、走线的属性

　　当我们要编辑走线的属性时，可在走线状态下按[Tab]键，或指向已固定的走线上，双击鼠标左键，即可开启其属性对话框，如图7所示：

图7走线属性对话框

  其中各项说明如下：

    ◆　Width

    　　本栏的功能是设定铜膜走线的粗细。

    ◆　Layer

    　　本栏的功能是设定铜膜走线所在的板层。

    ◆　Net

    　　本栏的功能是设定该铜膜走线所连接的网络。

    ◆　Locked

  本选项的功能是设定搬移铜膜走线时是否要确认。

如果设定本选项的话，移动该铜膜走线时，程序将出现如　　图8所示的确认对话框：

图8确认对话框

　　如果按

钮，将不会被移动；而

按钮后，即可带着该铜膜走线移动。

    ◆　Selection

　　本选项的功能是设定放置该铜膜走线后，该铜膜走线是否为被选取状态。

如果设定本选项的话，则铜膜走线放置后，该铜膜走线将为选取状态（黄色）。

    ◆　Start-X

　　本栏是该铜膜走线起点的X轴坐标。

    ◆　Start-Y

　　本栏是该铜膜走线起点的Y轴坐标。

    ◆　End-X

　　本栏是该铜膜走线终点的X轴坐标。

    ◆　End-Y

　　本栏是该铜膜走线终点的Y轴坐标。

5、绘图工具—焊盘

PCB绘图工具

——二、焊盘放置与属性编辑

  1、放置焊盘的步骤：

（1）单击工具栏的放置焊盘图标

或执行菜单命令“Place/Pad”（笔者的习惯是按键盘上的P、P键），系统进入放置焊盘状态，光标变成十字形状，并带着一个焊盘（若画面放大倍数太大，焊盘可能看不见）。

（2）移动带着焊盘的光标到所需的位置，单击鼠标左键，就可在该位置绘制一个焊盘。

　　（3）放置一个焊盘后，仍在放置焊盘的状态，我们可按步骤

（2），继续放置焊盘，直到单击鼠标右键或按[Esc]键退出该命令，如图1所示。

图1放置多个焊盘

　　焊盘是Protel98、Protel99提供的一种图形属性，因此在多个层面上有图形，放置时不需要选择当前层面，属于哪一层的图形就自动绘制在哪一层。

关闭“MultiLayer”层，焊盘就被隐藏起来。

  2、编辑焊盘属性：

（1）开启焊盘属性对话框①在放置焊盘状态下，按[Tab]键；②对于已放置的焊盘，直接指向该焊盘，双击左键。

如图2所示：

图2焊盘属性对话框

（2）属性对话框中各项说明如下：

　　其中包括三页，Properties页中各项说明如下：

  ◆　UsePadStack

　　本选项的功能是设定使用堆栈式焊盘（多层板才有的），指定本项后，才可以在PadStack页中设定同一个焊盘，在不同板层有不同形状与尺寸。

    ◆　X-Size

    本栏是该焊盘的X轴尺寸。

    ◆　Y-Size

    本栏是该焊盘的Y轴尺寸。

    ◆　Shape

    本栏是设定该焊盘的形状，包括圆形（Round）、矩形（Rectangle）及八角型（Octagonal）。

    ◆　Designator

    本栏的功能是设定该焊盘的序号。

    ◆　HoleSize

    本栏的功能是设定该焊盘的钻孔大小。

    ◆　Layer

    本栏的功能是设定该焊盘所在的板层。

    ◆　Rotation

    本栏的功能是设定该焊盘的旋转角度。

    ◆　X-Location

    本栏的功能是设定该焊盘位置的X轴坐标。

    ◆　Y-Location

    本栏的功能是设定该焊盘位置的Y轴坐标。

    ◆　Locked

    本选项的功能是设定搬移该焊盘时，是否要确认。

如果设定本选项的话，移动该焊盘时。

程序将出现如图３所示的确认对话框：

图３确认对话框

  　如果按

钮，将不会被移动；而按

钮后，即可带着带焊盘移动。

    ◆　Selction

  本选项的功能是设定放置焊盘后，该尺寸线是否为被选取状态。

如果是顶本选项的话，则焊盘放置后，该焊　　盘将为被选取状态（黄色）。

图4PadStack页

  如图4所示为Padstack页，这一页是设定多层板的焊盘，必须在前一页（Properties页）中，指定了UsePadStack选项，这一页才可以设定，其中包括三个区域，分别是设定该焊盘在顶层（Top区）、中间层（Middle区）及底层（Bottom区）的大小及形状。

每个区都包括下列三栏：

  ◆　X-Size

  本栏是该焊盘的X轴尺寸。

 ◆　Y-Size

  本栏是该焊盘的Y轴尺寸。

 ◆　Shape

  本栏是设定该焊盘的形状，包括圆形（Round）、矩形（Rectangle）及八角型（Octagonal）。

图5Advanced页

  如图5所示，Advanced页中的各项说明如下：

  ◆　Net

  本栏的功能是设定该焊盘所要使用的网络。

  ◆　ElectricalType

  本栏的功能是设定该焊盘的电气种类，包括Source（起点）、Load（中间点）及Terminator（终点）。

  ◆　Plated

  本栏的功能是设定该焊盘钻孔是否要电镀导通，指定这个选项将会电镀导通。