第三讲 PROTEL 99 PCB PCB—Printed Circuit Board 印刷电路板印制电路板

§1 PCB 的基本知识 一、 PCB 的材料和结构 材料 — 玻璃纤维结构 — 多层板 铜膜（敷铜板） 玻璃纤维板 Top Layer ( 元件面 ) Bottom Layer ( 焊接面 ) 插针式元件 SMD 元件 焊锡 Via ( 过孔 )

二、 铜膜走线（ Track ） 线段（ Segment ） 顶层走线 底层走线 Via ( 过孔 ) Pad ( 焊盘 )

三、 元件封装（ Footprint ）和封装图 DIP14 电阻 二极管 三极管

四、 飞 ( 预拉 ) 线（ Ratsnest ）

五、 PCB 图例 Pad Via Clearance

六、电路板设计流程 （一）电路图  电路板 1. 用 Sch 设计电路图  定义元件封装  通过 ERC 检查 2. 用 Sch 的 Create Netlist 生成网络连接表 3. 进入 PCB 编辑器  定义板框  引入网络连接表  放置元件 (Component)  设置布线规则  自动布线  手工调整  保存、打印 （二）直接设计电路板  定义板框  取用并布置元件 1. 进入 PCB 编辑器 2. 用 PCB 的网络编辑各焊盘间的网络关系  设置布线规则  自动布线  手工调整  保存、打印 （三）纯手工走线 1. 进入 PCB 编辑器  定义板框  取用并布置元件 2. 直接以 Place  Track 命令，一条一条手工走线

New… 新建文件 新建一个 PCB 文件： File 七、 PCB 设计界面 双击进入 PCB 环境 主工作区 菜单栏 主工具栏 切换标签 浏览管理器 工作层切换标签

八、加载元件封装库：点击 Add/Remove 按钮

九、工作层的设置：有以下两种方法 （ 1 ）点击鼠标右键弹出菜单 （ 2 ） Design Options 其他层 信号板层 内部板层 机械板层 阻焊板层 丝印层 系统其他层 板层选项标签：把需要用到的工作层打开 其他层 器件移动最小间距 光标移动的最小间距电气栅格设置 计量单位

十、系统参数的设置：有以下两种方法 （ 1 ）在设计窗口中单击右键 弹出菜单选择 Properties... (2) 在主菜单 Tools 中选择 Preferences 命令

弹出系统参数设置的对话框设置各种参数 编辑 选项 自动移动选项 其他区域 交互式布线模式 拖动图件 方式选项 显示选项区域 显示区域：设置 各项在印制板环 境下是否显示 显示模式切换 范围区域 板层绘制顺序： 点击后可以弹出 设置板层顺序的 对话框进行设置 设置板层、文字、屏幕等颜色显示隐藏标签编辑设定 各种默认值 对进行信号完 整性分析的元 件进行设置

各种参数设置完以后在禁止布线层下面绘制一 个禁止布线框：用 Place  Track 命令画一个框 注意：禁止布线框必须封闭， 才能保证元件都在其中

一、加载网络表：用 Design  Netlist 命令 设定正确的路径选中在原理图中 创建的网络表文件然后点击 OK 删除网络表中 没有的元件 替换不符合的元件封装操作顺序操作内容错误内容表示网络表文 件没有错误可 以执行（ Execute) §2 印制板的绘制

若网络表有错误则必须先改正所有错误， 直到 没错了才能执行加载网络表。 1. 引线重叠，增加了节点。 2. 元件引脚间缺少引线。 3. 元件的序号（ Designator ）重复 (Duplicate) 。 4. 元件的封装（ Footprint ）与 PCB 所打开库的封装不一致。 5. 电源的网络号不正确。 如：接地端没有改为 GND ； 用电源符号作输出端 6. 元件引脚与封装引脚的编号不一致。 元件引脚 : Name Number Name 可标记引脚的名称，如 Vcc ， GND ， + ， - ， 1 、 2. Number 应该和封装引脚的序号 Designator 一致 7. 自建元件的引脚方向不正确。 （一） Sch 所生成网络表的常见错误：

（二）、修改或新建元件封装：有些元件封装在 PCB 库里没有时网络表也会显示错误；用户可以修改已有 的元件封装或自己创建来获得需要的封装。 方法一：直接在 PCB 图上修改元件封装 例：在 SCH 中取 LED 的封装为 Diode0.4, 于 PCB 中修改 步骤 : (1)Tools  Make Library (2) 在自己的库中选中 Diode0.4 ，进行编辑 去掉引脚，修改焊盘尺寸和形状 方法二：通过元件制作向导修改或新建元件封装 步骤 : (1)Tools  Make Library 或 File  New  PCB Library (2) Tools  New Component  元件制作向导 … 方法三：拷贝后修改成所需元件封装

加载完毕所有 元件都已经放 在了禁止布线 框中 若网络表显示没有错误了可以点击执行（ Execute) 加载

二、元件的布局：自动布局或手动布局，可以先利用 自动布局然后再用手动布局进行调整。 （一）自动布局： Tools  Autoplace... 自动布局器：适用于元件 较少的电路板 整体布局器：适用于元件 较多的电路板

（二）推挤的方法摆放元件： 设置了推挤深度就可以 进行推挤，将所有堆在 一起的元件推开 设置推挤深度 Tools  Align Components  Set Shove Depth

Tools  Align Components  shove 开始推挤 推挤完毕的 元件基本没 有重叠的， 可以继续用 手动布局进 行调整，将 元件摆放合 理以利于布线

（三）手动布局：用鼠标左键点击要摆放的元 件拖住不放，这时此元件周围的飞线都显示出 来，将其拖到合理的位置再释放鼠标释放位置 可以参考飞线的情况，应以元件之间的飞线最 少飞线交叉最少为原则。 拖动期间可以 配合使用空格 键、 X 键、 Y 键 分别进行旋转 90 度、水平翻 转、垂直翻转。

三、布线：自动布线和手动布线 （一）自动布线：布线之前要先进行一些默认参数的设置 Design  Rules 布线规则标签 安全间距默认为 10mil 布线拐角模式默认为 45 度 双击该项 适合范围为整板 默认顶层走水平 线底层走竖直线 注意： Routing Layers （布线层）必须设置通常都设为水平或竖 直，电源线和地线也应该一致，顶层走水平线底层走竖直线。

设置布线优先级 设置布线拓扑关系 双击该项设置过孔尺寸默认值 过孔外径最大值、最小值、优选值 过孔孔径最大值、最小值、优选值 双击该项设置线宽 适用范围 电路板上所用最大线宽 即电源线、地线宽度 优先使用的线宽 电路板上所用的最小 线宽即信号线宽度 注意：布线之前 Clearance Constraint （走线间距）和 Width Constraint （线宽约束）二者至少设置一项。

设置完毕以后可以开始自动布线： Auto Route  Set up 弹出对话框 布线合格性对话框  锁定预布线，保 护手动布好的线 布线间距 设置完单击 Route All 开始布线，布线结束会弹出布线信息

布线完毕检查如果发现有些线不合理，则应该 撤消布线 : 使用 Tools  Un-Route 命令 撤消全部布线撤消某个网络的布线撤消某条布线 撤消某个元件的全部布线

（二）手动布线：可以全部都用手动布线完成 也可以对自动布线完的结果进行手动调整达到 合理的布线要求。 手动布线的基本步骤： （ 2 ）利用小键盘上的 * 键切换到顶层或底层或点击标签 （ 3 ） Place  Track 命令或用 Placement Tools 中的 按钮 （ 1 ）设置导线的一些默认参数 Design  Rules( 前面已介绍） 点击完以后光标变成十字状

同一层导线的绘制： 单击鼠标左键确定导线的起点，移到终点的位置单击左 键两次确定终点，即画完一段导线，可以继续执行画线 命令画下一段导线，也可以点鼠标右键两次结束画线命令 画完一段导线相应 的飞线就消失了

不同层导线的绘制：顶层红色，底层蓝色 画完顶层导线后用小键盘上的 * 键切换到底层继续画 底层导线，系统会在换层的位置自动打过孔。 注意：画线过程中可以用 Shift+ 空格键 切换导线模式 系统自动放置的过孔

（三）移动已经布好的导线 （ 1 ）移动整条导线： Edit  Move  Drag 左键单击要移动的导线，移动到合适的位置，单击左键 或按回车键将导线放置；右键或 Esc 键完成移动 （ 2 ）移动导线端点： Edit  Move  Drag Track End 可以将导线的端点拖拉到合适的位置释放 （ 3 ）截断导线再移动： Edit  Move  Break Track 移动导线到要截断的导线上选择合适的位置截断 （四）删除导线：  键盘法：单击导线  Delete  删除多条导线：按 Shift 键不放，依次单击要删除的 导线  Ctrl+Delete  逐条删除，右键退出 Edit  Delete

（五）修改导线属性：双击要修改的导线弹出对话框 线宽通常电源线应该 30~50mil 信号线 12mil 导线所在的层导线所属的网络导线的起点坐标导线的终点坐标

（六）修改过孔： 双击要修改的过孔弹出对话框 过孔的外径过孔的通孔直径过孔的起始层过孔的终止层 过孔的横坐标位置 过孔的纵坐标位置 过孔所在的网络