protel課程設計--pcb制板與工藝設計

1、<p>　　電 子 實 習</p><p>　　課題名稱 PCB制板與工藝設計 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學 號 </p&g

2、t;<p>　　指導教師 </p><p>　　2012年 7 月 2 日</p><p>　　電 子 實 習 任 務 書</p><p>　　課題名稱 PCB制板與工藝設計 </p><p>　　專業(yè)班級 自動化0981 </p><

3、p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　指導老師 </p><p>　　審 批 </p><p>　　任務書下達日期 2012 年 7月 2

4、日</p><p>　　任務完成日期 2012年7月 2日</p><p><b>　　設計內(nèi)容與設計要求</b></p><p><b>　　設計內(nèi)容：</b></p><p>　　對給定的電路（按學號進行分配），使用Protel軟件，進行電路圖繪制，進行PCB制版設計，設計為雙面板，板子大小合

5、適，進行合理的規(guī)則設置，PCB板子的元器件布局、布線合理，要求補淚滴、鋪銅，電源線與地線不小于20mil，要求按工業(yè)化標準設計，并進行必要的合理的抗干擾處理。</p><p><b>　　設計要求：</b></p><p>　　1）初步分析電路圖，按16紙張大小，繪制電路圖，若超出16K，則分頁繪制。</p><p>　　2）查閱元器件參數(shù)與封

6、裝，沒有的封裝要求自建封裝庫。</p><p>　　3）進行ERC規(guī)則檢查，生成正確的網(wǎng)絡表（不打印）；</p><p>　　4）按工業(yè)化標準進行PCB制板與工藝設計（參數(shù)設置，規(guī)則設置，板子大小確定，布局，布線，補淚滴，鋪銅，抗干擾處理等）。</p><p>　　5）生成的報表有（網(wǎng)絡表，板子信息表，材料清單表，數(shù)控鉆孔文件，元件拾放文件）；</p>

7、<p>　　6）寫說明書（以圖為主，文字為輔）</p><p>　　7) 必須打印的文檔為：①原理圖②材料清單③頂層④底層⑤各層疊?。ǜ鲗又丿B一起打印）⑥絲印層⑦3D效果圖。其他的表單或PCB圖層只生成，不打印。</p><p>　　8）提高說明書及電子文檔</p><p>　　主 要 設 計 條 件</p><p>　　1.現(xiàn)代

8、電子設計實驗室（EDA）；</p><p>　　2.Protel軟件。</p><p><b>　　3.任務電路圖；</b></p><p>　　4.設計書籍與電子資料若干。</p><p>　　5.示范成品PCB樣板若干，示范電子成品若干。</p><p><b>　　說 明 書 格

9、式</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第1章 電路圖繪制</p><p>　　第2章 元器件參數(shù)對應封裝選擇及說明（有適當文字說明）</p><p>　　第3章 ERC與網(wǎng)絡表（有適當文字說明，網(wǎng)絡表不需打印）</p><p>　　第4

10、章 PCB制板與工藝設計（有適當文字說明）</p><p>　　第5章 各種報表的生成</p><p>　　第6章 PCB各層面輸出與打印</p><p><b>　　第7章 總結(jié)</b></p><p><b>　　參考文獻</b></p><p><b>

11、;　　目錄</b></p><p>　　第1章 電路圖繪制1</p><p>　　第2章 元器件參數(shù)對應封裝選擇及說明2</p><p>　　第3章 ERC與網(wǎng)絡表5</p><p><b>　　3.1 ERC5</b></p><p><b>　　3.2 網(wǎng)絡表5

12、</b></p><p>　　第4章 PCB制板與工藝設計6</p><p>　　4.1 PCB制版流程6</p><p>　　4.2 工藝設計6</p><p>　　第5章 各種報表的生成8</p><p>　　第6章 PCB各層面輸出與打印10</p><p><

13、;b>　　6.1 頂層10</b></p><p><b>　　6.2 底層11</b></p><p>　　6.3 各層疊印12</p><p>　　6.4 絲印層13</p><p>　　6.5 3D效果圖14</p><p>　　第7章 總結(jié)15</p&

14、gt;<p><b>　　參考文獻16</b></p><p><b>　　電路圖繪制</b></p><p>　　元器件參數(shù)對應封裝選擇及說明</p><p>　　該電路板中使用的電阻基本上都是小電阻，所有都選用AXIAL-0.4封裝即可。</p><p><b>　　材

15、料清單：</b></p><p><b>　　ERC與網(wǎng)絡表</b></p><p><b>　　3.1 ERC</b></p><p>　　創(chuàng)建好原理圖[如圖（1）]后，進行ERC規(guī)則檢查:→電氣規(guī)則檢查，</p><p><b>　　顯示結(jié)果如下：</b><

16、;/p><p>　　Error Report For : Documents\chuan.Sch 1-Jul-2012 23:31:01</p><p>　　End Report</p><p>　　可知經(jīng)過ERC規(guī)則檢測后，并沒有發(fā)現(xiàn)錯誤。</p><p><b>　　3.2 網(wǎng)絡表</b></p>

17、<p>　　原理圖經(jīng)過ERC檢測無誤后，即可生成網(wǎng)絡表→生成網(wǎng)絡表，在生成網(wǎng)絡表后，可以在PCB文件中單擊→裝入網(wǎng)絡表，若顯示有錯誤，則應該進入原理圖進行相應修改，再生成網(wǎng)絡表，保存；再調(diào)入網(wǎng)絡表，檢查錯誤，如此循環(huán)操作直到得到正確的網(wǎng)絡表文件。</p><p>　　PCB制板與工藝設計</p><p>　　4.1 PCB制版流程</p><p>　　1

18、、繪制電路圖，輸入每個電路封裝形式，進行ERC電氣規(guī)則檢查。</p><p>　　2、生成該電路的網(wǎng)絡表。</p><p>　　3、新建一個PCB文件（*.pcb）。</p><p>　　4、設置工作環(huán)境參數(shù)（工作環(huán)境參數(shù)也可不設置，采用默認參數(shù)即可）。</p><p>　　5、設置相對坐標原點（用命令Edit/Origin/Set）。并在K

19、eepout Layer層畫線確定板子邊框的尺寸與外形（若要精確按坐標定義板子的尺寸與形狀，在畫線時，配合使用J+L鍵進行）。</p><p>　　6、通過設計/裝入網(wǎng)絡表命令，用網(wǎng)絡表的形式調(diào)入PCB元件置工作界面（當然也可以在電路圖SCH環(huán)境中，用同步器設計/更新PCB調(diào)入PCB元件，但建議使用網(wǎng)絡表的形式）。這一步要注意的是網(wǎng)絡表不能有錯誤，否則要回到電路圖中去修改，再次生成網(wǎng)絡表并保存覆蓋原有網(wǎng)絡表，直到

20、網(wǎng)絡表正確為止。</p><p><b>　　4.2 工藝設計 </b></p><p>　　1、要明確設計目標接受到一個設計任務，首先要明確其設計目標,是普通的PCB板、高頻PCB板、小信號處理PCB板還是既有高頻率又有小信號處理的PCB板，如果是普通的PCB板，只要做到布局布線合理整齊，機械尺寸準確無誤即可，如有中負載線和長線，就要采用一定的手段進行處理，減輕負

21、載，長線要加強驅(qū)動，重點是防止長線反射。</p><p>　　2、了解所用元器件的功能對布局布線的要求</p><p>　　3、元器件布局的考慮元器件的布局首先要考慮的一個因素就是電性能,把連線關系密切的元器件盡量放在一起，尤其對一些高速線，布局時就要使它盡可能地短，功率信號和小信號器件要分開。在滿足電路性能的前提下，還要考慮元器件擺放整齊、美觀,便于測試，板子的機械尺寸，插座的位置等也

22、需認真考慮。印制導線的彎曲處一般用圓弧最小，避免使用小于90度彎的走線，而直角和夾角在高頻電路中會影響電性能。</p><p><b>　　4、對布線的考慮</b></p><p>　　對印制電路板的走線有如下原則要求(1)所有平行信號線之間要盡量留有較大的間隔，以減少串擾。如果有兩條相距較近的信號線，最好在兩線之間走一條接地線，這樣可以起到屏蔽作用。(2) 設計

23、信號傳輸線時要避免急拐彎，以防傳輸線特性阻抗的突變而產(chǎn)生反射，要盡量設計成具有一定尺寸的均勻的圓弧線。</p><p>　　（3）印制板上的走線盡可能短是一個原則,PCB板中的導線最小寬度主要由導線與絕緣層基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定，盡量增大電源線寬度，地線短而粗，允許的話接地線在2-3mm以上的直徑寬度。</p><p>　　5、PCB的電磁兼容性</p>&l

24、t;p>　　首先,要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加，過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后。再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應盡量遠離。</p><p>　　第5章 各種

25、報表的生成</p><p>　　本課題需要生成的報表有：網(wǎng)絡表，板子信息表，材料清單表，數(shù)控鉆孔文件，元件拾放文件。各種報表生成方法與過程如下：</p><p>　　網(wǎng)絡表：在原理圖編輯窗口中進行如下操作</p><p><b>　　→生成網(wǎng)絡表</b></p><p>　　板子信息表：在PCB編輯窗口中進行如下操作：&

26、lt;/p><p>　　→板信息，在出現(xiàn)的對話框中選擇所要的信息，再點擊Report按鈕即可</p><p>　　材料清單表：在原理圖編輯窗口中進行如下操作</p><p>　　→材料清單，根據(jù)向?qū)刹牧锨鍐渭纯?lt;/p><p>　　數(shù)控鉆空文件：進行如下操作</p><p>　　首先新建一個CAM文件，雙擊此文件，在出

27、現(xiàn)的對話框中選擇所要生成數(shù)控鉆孔文件的PCB文件，根據(jù)向?qū)?，選擇生成NC Drill文件；右擊向?qū)傻奈募?，選擇Generate CAM Files，即可生成NC Drill文件，為.txt格式即可</p><p>　　元件拾放文件（元件位置報表）：操作同數(shù)控鉆孔文件</p><p>　　不同在于此報表應選擇Pick Place選項進行生成。</p><p>　　

28、材料清單在第二章已經(jīng)生成了，這里以生成板子信息表為例（只含有頂層和底層信息）：</p><p>　　Specifications For chuan.PCB</p><p>　　On 3-Jul-2012 at 10:59:25</p><p>　　Top Layer Annular Ring Size Count</p><p>　

29、　----------------------------------</p><p>　　18mil (0.4572mm) 123</p><p>　　20mil (0.508mm) 18</p><p>　　22mil (0.5588mm) 21</p><p

30、>　　24mil (0.6096mm) 9</p><p>　　28.504mil (0.724mm) 2</p><p>　　30mil (0.762mm) 133</p><p>　　34mil (0.8636mm) 107</p>&

31、lt;p>　　35.433mil (0.9mm) 1</p><p>　　36.378mil (0.924mm) 3</p><p>　　40mil (1.016mm) 2</p><p>　　48.74mil (1.238mm) 1</p>

32、;<p>　　55.118mil (1.4mm) 1</p><p>　　59.055mil (1.5mm) 42</p><p>　　72mil (1.8288mm) 2</p><p>　　----------------------------------<

33、/p><p>　　Total 465</p><p>　　Bottom Layer Annular Ring Size Count</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　18mil (0.4572mm)

34、 123</p><p>　　20mil (0.508mm) 18</p><p>　　22mil (0.5588mm) 21</p><p>　　24mil (0.6096mm) 9</p><p>　　28.504mil (0.724mm)

35、 2</p><p>　　30mil (0.762mm) 133</p><p>　　34mil (0.8636mm) 107</p><p>　　35.433mil (0.9mm) 1</p><p>　　36.378mil (0.924mm

36、) 3</p><p>　　40mil (1.016mm) 2</p><p>　　48.74mil (1.238mm) 1</p><p>　　55.118mil (1.4mm) 1</p><p>　　59.055mil (1.5

37、mm) 42</p><p>　　72mil (1.8288mm) 2</p><p>　　----------------------------------</p><p>　　Total 465</p><p>　　第6章 PCB各

38、層面輸出與打印</p><p><b>　　6.1 頂層</b></p><p><b>　　6.2 底層</b></p><p><b>　　6.3 各層疊印</b></p><p><b>　　6.4 絲印層</b></p><p&

39、gt;<b>　　6.5 3D效果圖</b></p><p><b>　　第7章 總結(jié)</b></p><p>　　在拿到課程設計題目的時候，第一眼看到原理圖時覺得有點復雜，但在同學的指點和老師的指導下便開始原理圖的繪制。在制PCB板的過程中有些遇到些困難，PCB的封裝，這是學習PROTEL很難也是很關鍵的一步，制作PCB要以元件實物大小為依據(jù)

40、，我只能上網(wǎng)一個一個去搜索，最后花了一天的時間我才找完9個我需要的元器件封裝，然后進行我的PCB制作。要從原理圖生成PCB就要保證每個元件都有對應的封裝，不僅大小要對應而且符號也要一一對應。接下來的主要工作就布局和布線，PCB元件的布局要求是功能元件要盡量在一起，主要功能集成塊要放分布線要盡量短，最后元件擺放要整齊、美觀。</p><p>　　課程設計是培養(yǎng)學生綜合運用所學知識,發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實際問題,鍛

41、煉實踐能力的重要環(huán)節(jié),是對學生實際工作能力的具體訓練和考察過程.隨著科學技術發(fā)展的日新日異，當今計算機應用在生活中可以說得是無處不在。</p><p>　　回顧起此次課程設計，至今我仍感慨頗多，的確，從從拿到題目到完成整個編程，可以學到很多很多的的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有

42、把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說結(jié)構(gòu)體……通過這次課程設計之后，一定把以前所學過的知識重新溫故。</p><p>　　這次課程設計終于順利完成了，

43、在設計中遇到了很多編程問題，最后我與組員通過討論逐漸解決。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　程路.《Protel 99SE多層電路板設計與制作》[M].人民郵電出版社.2007.</p><p>　　高名遠.《電子工藝實訓與PROTEL DXP應用》[M].化學工業(yè)出版社.2007.</p>&l

44、t;p>　　高鵬.《電路設計與制版PROTEL 99入門與提高(修訂版)》[M].人民郵電出版社.2008.</p><p>　　Mark.I.Montrose著.《電磁兼容和印刷電路板理論,設計和布線》[M]. 人民 </p><p>　　郵電出版社.2007.</p><p>　　5. 深圳華為.《華為PCB布線規(guī)范》[M].內(nèi)部資料.1999.</