PCB制板与工艺设计.docx

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PCB制板与工艺设计

电子实习

课题名称PCB制板与工艺设计

专业班级

姓名

学号

指导教师

2013年5月31日

设计内容与设计要求

设计内容：

对给定的电路（按学号进行分配），使用Protel软件，进行电路图绘制，进行PCB制版设计，设计为双面板，板子大小合适，进行合理的规则设置，PCB板子的元器件布局、布线合理，要求补泪滴、铺铜，电源线与地线不小于20mil，要求按工业化标准设计，并进行必要的合理的抗干扰处理。

设计要求：

1）初步分析电路图，按16纸张大小，绘制电路图，若超出16K，则分页绘制。

2）查阅元器件参数与封装，没有的封装要求自建封装库。

3）进行ERC规则检查，生成正确的网络表（不打印）；

4）按工业化标准进行PCB制板与工艺设计（参数设置，规则设置，板子大小确定，布局，布线，补泪滴，铺铜，抗干扰处理等）。

5）生成的报表有（网络表，板子信息表，材料清单表，数控钻孔文件，元件拾放文件）；

6）写说明书（以图为主，文字为辅）

7）必须打印的文档为：

①原理图②材料清单③顶层④底层⑤各层叠印（各层重叠一起打印）⑥丝印层⑦3D效果图。

其他的表单或PCB图层只生成，不打印。

8）提高说明书及电子文档

主要设计条件

1.现代电子设计实验室（EDA）；

2.Protel软件。

3.任务电路图；

4.设计书籍与电子资料若干。

5.示范成品PCB样板若干，示范电子成品若干。

说明书格式

第1章电路图绘制

第2章元器件参数对应封装选择及说明（有适当文字说明）

第3章ERC与网络表（有适当文字说明，网络表不需打印）

第4章PCB制板与工艺设计（有适当文字说明）

第5章各种报表的生成

第6章PCB各层面输出与打印

第7章总结

参考文献

进度安排

设计时间为一周

第一周

星期一、布置课题任务，课题介绍及讲课。

借阅资料，电路图绘制。

星期二、PCB封装确定，生成正确网络表。

星期三、PCB制板与工艺设计

星期四、PCB制板与工艺设计

星期五、说明书的编写，下午答辩。

参考文献

参考文献

1、程路.《Protel99SE多层电路板设计与制作》[M].人民邮电出版社.2007.

2、高名远.《电子工艺实训与PROTELDXP应用》[M].化学工业出版社.2007.

3、高鹏.《电路设计与制版PROTEL99入门与提高（修订版）》[M].人民邮电出版社.2008.

4、Mark.I.Montrose著.《电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线》[M].人民邮电出版社.2007.

5.深圳华为.《华为PCB布线规范》[M].内部资料.1999.

6.《提高印刷电路板的电磁兼容设计》.网络资料.

第1章绪论

随着Windows操作系统的诞生，Protel公司于1991年适时推出ProtelforWindows版本，其后，又增加了通用原理图设计和其它功能。

以后，Protel公司又开创了Client/Server（客户/服务器）架构体系，方便了各EDA软件工具的无缝连接与团队支持能力，成为当今PC机上应用最广泛的EDA软件之一。

1998年，推出了Protel98forWindows95/NT，是第一个包含了五个核心模块的真正32位的EDA工具，集SCH98（电原理图设计）、PCB98（印制电路板设计）、Route98（无网格布线器）、PLD98（可编成逻辑器件设计）和SIM98（电路图模拟/仿真）于一体的设计环境。

1999年推出了Protel99，构成从电路设计到真实板分析的完整体系，随后2000年又推出了Protel99SE，性能又进一步提高，可以对设计过程有更大控制能力。

2001年，公司改名为Altium，随后2002年推出了ProtelDXP，集成了更多工具，使用方便，功能更强大。

2003年推出了ProtelDXP2004对ProtelDXP进一步完善。

2005年底AltiumDesigner6.0成功推出后，集成了更多工具，功能更强大，特别是在PCB设计这一块性能大大提高。

它是完全一体化电子产品开发系统的一个新版本，也是业界第一款也是唯一一个完整的板级设计解决方案。

AltiumDesigner是业界首例将设计流程、集成化PCB设计、可编程器件（如FPGA）设计和基于处理器设计的嵌入式软件开发功能整合在一起的产品，一种同时进行PCB和FPGA设计以及嵌入式设计的解决方案，具有将设计方案从概念转变为最终成品所需的全部功能。

Protel99SE是ProklTechnology公司开发的基于Windows环境下的电路板设计软件。

该软件功能强大，人机界面友好，易学易用，仍然是大中专院校电学专业必学课程，同时也是业界人士首选的电路板设计工具。

Protel99SE由两大部分组成：

电路原理图设计（AdvancedSchematic）和多层印刷电路板设计（AdvancedPCB）。

其中AdvancedSchematic由两部分组成：

电路图编辑器（Schematic）和元件库编辑器（SchematicLibrary）。

第2章电路图绘制

原理图

第3章元器件参数对应封装选择及说明

3.1元器件参数设置

制作元件库：

1.新建hwang.lib

New→SchematicLibrary→Tools→NewCompon→绘制原理图元→执行Tools→RenameComponent

制作封装

1.以hwang.lib为例

2.执行File→Open查找ProgramFiles＞DesignExplorer99SE＞Library＞Pcb＞GenericFootprints＞Miscellaneous.ddb

3.点击Miscellaneous.lib

4.执行Tools→NewComponent或单击Add

5.按向导生成封装或手动完成封装的绘制。

3.2封装

元件描述封装

●电阻RESAXIAL0.3

●电容capRAD0.1

●电解电容CAPAC2TORRB.2/.4

●晶振CRYXTAL1

●芯片U型DIP

●开关SW-PBSW2（自己做封装）

●蜂鸣器BEEPRB.3/.6

●插座CONSIP

第4章ERC与网络表

4.1ERC电气规则检查

如果上面有错误，必须改到无错误即可。

4.2网络表

第5章PCB制板与工艺设计

5.1PCB制版流程图

5.2工艺设计

一、印制电路板设计中的基本要求:

（1） 放置与结构有紧密配合的固定位置的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接件之类。

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。

（2）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 、集成电路等；   

（3） 放置小器件，例如阻容器件、二极管等。

2． 元器件离板边缘的距离：

可能的话所有的元器件均放置在离板的边缘3mm以内或至少大于板厚，这是由于在大批量生产的流水线插件和进行波峰焊时，要提供给导轨槽使用，同时也为了防止由于外形加工引起边缘部分的缺损，如果印制线路板上元器件过多，不得已要超出3mm范围时，可以在板的边缘加上3mm的辅边，辅边开V 形槽，在生产时用手掰断即可。

二、印制电路板的布线：

1. 印制导线的线长：

印制导线的布设应尽可能的短，在高频回路中更应如此；印制导线的拐弯应成圆角，而直角或尖角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能；当两面板布线时，两面的导线宜相互垂直、斜交、或弯曲走线，避免相互平行，以减小寄生耦合；作为电路的输入及输出用的印制导线应尽量避免相邻平行，以免发生回授，在这些导线之间最好加接地线。

2.印制导线的宽度：

铜膜线的宽度应以能满足电气性能要求而便于生产为准则，它的最小值取决于流过它的电流，但是一般不宜小于0.2mm.只要板面积足够大，铜膜线宽度和间距最好选择0.3mm。

一般情况下1～1.5mm的线宽，能够流过2A的电流，例如地线和电源线最好选用大于1mm的线宽。

在集成电路座焊盘之间走两根线时，焊盘直径为50mil,线宽和线间隔都是10mil，当焊盘之间走一根线时，焊盘之间为64mil，线宽与线距都为12mil（1mil=0.0254mm）.

第6章各种报表的生成

6.1网络表

6.2板子信息表

6.3数控钻孔文件

6.4材料清单表

PartType

Designator

Footprint

0.1uF

C31

RAD0.1

0.1uF

C30

RAD0.1

0.1uF

C33

RAD0.1

0.1uF

C32

RAD0.1

0.1uF

C22

RAD0.1

0.1uF

C21

RAD0.1

0.1uF

C24

RAD0.1

0.1uF

C23

RAD0.1

1K

R5

AXIAL0.3

1K

R4

AXIAL0.3

1K

R8

AXIAL0.3

1K

R6

AXIAL0.3

1K

R9

AXIAL0.3

1K

R10

AXIAL0.3

1K

R7

AXIAL0.3

2K

R16

AXIAL0.3

5.1K

R15

AXIAL0.3

5.1K

R14

AXIAL0.3

8.2

R2

AXIAL0.3

8.2

R3

AXIAL0.3

10K

R1

AXIAL0.3

10u

C18

RB.2/.4

10u

C19

RB.2/.4

10uF

C20

RB.2/.4

20K

R13

AXIAL0.3

22.1184M

XT1

XTAL1

30P

C2

RAD0.1

30P

C1

RAD0.1

40

U4

DIP32

74HC138

U5

DIP16

74HC373

U2

DIP20

80C52

U1

DIP40

105

C8

RAD0.1

105

C9

RAD0.1

105

C17

RAD0.1

105

C10

RAD0.1

105

C11

RAD0.1

105

C12

RAD0.1

105

C15

RAD0.1

105

C14

RAD0.1

105

C13

RAD0.1

224

C5

RAD0.1

224

C3

RAD0.1

224

C7

RAD0.1

224

C6

RAD0.1

224

C4

RAD0.1

62256

U3

DIP28

BEEP

LS1

RB.3/.6

CON3

J6

SIP3

CON5

J8

SIP5

CON6

J5

SIP6

LCD

J2

SIP36

MICROPHONE2

MK

RAD0.4

NPN

BG1

TO-92A

PHOTO

Q1

DIODE0.4

RST51

J3

SIP3

SW1

CANCEL

SW2

SW2

WXTZ

SW2

SW3

8TUV

SW2

SW4

7PQRS

SW2

SW5

ENTER

SW2

SW6

#

SW2

SW7

0

SW2

SW8

*

SW2

SW9

DOWN

SW2

SW10

6MNO

SW2

SW11

5JKL

SW2

SW12

4GHI

SW2

SW13

UP

SW2

SW14

3DEF

SW2

SW15

2ABC

SW2

SW16

1

SW2

TLC0832

U8

DIP8

第7章PCB各层面输出与打印

7.1各层叠印

7.2底层

7.3顶层

7.4丝印层

7.53D效果图

第8章总结

课程设计是我们对本门所学知识的全面总结和综合应用。

此次PCB制版让我学到很多知识。

通过这次课程设计，使我加深对软件的熟练程度，同时也让我对制版的各个步骤和方法及需要注意的地方有了个详细的了解。

在做本次课程设计的过程中，我感触最深的当属查阅了很多次设计书和指导书，以及大量的网络资料。

为了让自己的设计更加完善，更加符合设计标准，一次次翻阅指导书是十分必要的，同时也是必不可少的。

对于此次课程设计印象最深的是关于protel铺铜的问题。

铺铜分规则铺铜和不规则铺铜，而我们在这学期做实验的时候都是采用的是规则铺铜，完全没有深刻理解不规则铺铜的概念，在这次的设计中我都是采用的是不规则铺铜，开始确实一头雾水，通过对protel的认识，最后也学习成功。

  这些知识为以后更深入的学习打下了基础，同时培养了我的学习习惯，理论要结合实际操作才能更进一步巩固学习的知识。

参考文献

1、程路.《Protel99SE多层电路板设计与制作》[M].人民邮电出版社.2007.

2、高名远.《电子工艺实训与PROTELDXP应用》[M].化学工业出版社.2007.

3、高鹏.《电路设计与制版PROTEL99入门与提高（修订版）》[M].人民邮电出版社.2008.

4、Mark.I.Montrose著.《电磁兼容和印刷电路板理论,设计和布线》[M].人民邮电出版社.2007.

5.深圳华为.《华为PCB布线规范》[M].内部资料.1999.

6.《提高印刷电路板的电磁兼容设计》.网络资料.

电气信息学院课程设计评分表

项目

评价

优

良

中

及格

差

SCH绘制完成情况（10%）

PCB设计完成情况（20%）

工艺设计是否符合规范（10%）

设计说明书质量（20%）

答辩情况（10%）

完成任务情况（10%）

独立工作能力（10%）

出勤情况（10%）

综合评分

指导教师签名：

________________

日期：

________________

注：

表中标*号项目是硬件制作或软件编程类课题必填内容；

此表装订在课程设计说明书的最后一页。

课程设计说明书装订顺序：

封面、任务书、目录、正文、评分表、附件（非16K大小的图纸及程序清单）。