项目二电子产品印制电路板设计.ppt

1、项目二项目二电子产品印制电路板设计电子产品印制电路板设计.1.1项目描述项目描述.2.2项目知识准备项目知识准备.3.3项目实施项目实施.4.4项目评价项目评价目目录录C o n t e n t s2.1项目描述 电子产品电路设计完成后，便要进行印制板设计。印制板电子产品电路设计完成后，便要进行印制板设计。印制板设计是指根据规定的尺寸，依据印制板设计要求，将设计电路设计是指根据规定的尺寸，依据印制板设计要求，将设计电路转化成印制电路的过程。本项目以温度控制器为例讲述了印制转化成印制电路的过程。本项目以温度控制器为例讲述了印制板设计软件的使用方法、印制板的布局原则、印制导线的走向板设计软件的使用

2、方法、印制板的布局原则、印制导线的走向工艺、焊盘的布设规范、抗干扰设计原则。学生通过学习绘制工艺、焊盘的布设规范、抗干扰设计原则。学生通过学习绘制温度控制仪原理图和印制板图，培养学生的印制板设计能力，温度控制仪原理图和印制板图，培养学生的印制板设计能力，并自主绘制温度控制仪的印制电路板。并自主绘制温度控制仪的印制电路板。项目说明项目目标 1.知识目标知识目标（1）熟悉熟悉protel等绘图软件的使用方法；等绘图软件的使用方法；（2）掌握印制板整体布局原则；）掌握印制板整体布局原则；（3）掌握元器件布局原则；）掌握元器件布局原则；（4）掌握焊盘设计规范；）掌握焊盘设计规范；（5）掌握印制导线走线

3、原则；）掌握印制导线走线原则；（6）掌握元器件封装的设计方法；）掌握元器件封装的设计方法；（7）熟悉印制板抗干扰设计原则。）熟悉印制板抗干扰设计原则。2.技能目标技能目标 （1）能正确新建电路原理图设计库、电路原理图文件和印制电路板文件；）能正确新建电路原理图设计库、电路原理图文件和印制电路板文件；（2）能正确新建原理图元件库文件和）能正确新建原理图元件库文件和PCB元件封装库文件；元件封装库文件；（3）能正确绘制原理图自制元件和）能正确绘制原理图自制元件和PCB自制元件封装；自制元件封装；（4）能按规范绘制原理图，生成网络表；）能按规范绘制原理图，生成网络表；（5）能按规范设计印制电路板，自

4、动布线，手动调整、编辑和整理印制）能按规范设计印制电路板，自动布线，手动调整、编辑和整理印制板上的元器件、焊盘和导线；板上的元器件、焊盘和导线；（6）能根据电气规则检查（）能根据电气规则检查（ERC）结果来修改原理图文件；）结果来修改原理图文件；（7）能根据设计规则检查（）能根据设计规则检查（DRC）结果来修改印制电路板文件；）结果来修改印制电路板文件；（8）能正确生成和打印原理图和印制电路板的常用报表文件；）能正确生成和打印原理图和印制电路板的常用报表文件；2.2项目知识准备2.2.1印制电路板设计的内容及步骤印制电路板设计的内容及步骤 印制电路板是实现电子整机产品功能的主要部件之一，是整印

5、制电路板是实现电子整机产品功能的主要部件之一，是整机设计中的重要环节。印制电路板主要由绝缘基板、印制导线和机设计中的重要环节。印制电路板主要由绝缘基板、印制导线和焊盘组成。焊盘组成。1.印制板设计的内容印制板设计的内容（1）选择印制板材质、确定机械结构；）选择印制板材质、确定机械结构；（2）元器件位置尺寸和安装方式的确定；）元器件位置尺寸和安装方式的确定；（3）选择印制电路板对外的连接方式；）选择印制电路板对外的连接方式；（4）确定印制导线的宽度、间距以及焊盘的直径和孔径；）确定印制导线的宽度、间距以及焊盘的直径和孔径；（5）设计印制导线的走线方式。）设计印制导线的走线方式。.印制板设计的步骤

6、印制板设计的步骤（1）依据相关标准，参考有关技术文件，依据生产条件和技术要求，确定）依据相关标准，参考有关技术文件，依据生产条件和技术要求，确定电路板的尺寸、层数、形状和材料，确定印制电路板坐标网格的间距。电路板的尺寸、层数、形状和材料，确定印制电路板坐标网格的间距。（2）确定印制电路板与外部的连接方式，确定元器件的安装方法，确定插）确定印制电路板与外部的连接方式，确定元器件的安装方法，确定插座和连接器件的位置。座和连接器件的位置。（3）考虑一些元器件的特殊要求（元器件是否需要屏蔽、需要经常调整或）考虑一些元器件的特殊要求（元器件是否需要屏蔽、需要经常调整或更换），确定元器件尺寸、排列间隔和制

7、作印制电路板图形的工艺。更换），确定元器件尺寸、排列间隔和制作印制电路板图形的工艺。（4）根据电原理图，在印制电路板规定尺寸范围内，布设元器件和导线，）根据电原理图，在印制电路板规定尺寸范围内，布设元器件和导线，确定印制导线的宽度、间距以及焊盘的直径和孔径。确定印制导线的宽度、间距以及焊盘的直径和孔径。（5）生成设计好的）生成设计好的PCB图文件，提交给印制电路板的生产厂家。图文件，提交给印制电路板的生产厂家。2.2.2 印制电路板基板材料和种类的选择 1 1基板材料的选择基板材料的选择 选择基板材料首先必须考虑到基板材料电气特性，即基材的绝缘电阻、抗电弧性、击穿强度；其次要考虑机械特性，即印

8、制电路板的抗剪强度和硬度。另外还要考虑到价格和制造成本。2 2印制电路板种类的选择印制电路板种类的选择 印制电路板的种类较多，按其结构常见的印制电路板可分为单面板、双面板、多层板、软印制板和平面印制板。2.2.3印制电路板的板厚和外形尺寸确定 1.板厚板厚 印制板板厚一般根据承载的元器件重量大小确定，如果只在印制电路板上装配集成电路、小功率晶体管、电阻和电容等小功率元器件，在没有较强的负荷振动条件下，可选用厚度为1.5mm(尺寸在500mm500mm之内)的印制电路板。对于尺寸很小的印制电路板，如计算器、电子表等，可选用更薄一些的敷铜箔层压板来制作。如果印制板面较大或需要支撑较大强度负荷，应选

9、择22.5mm厚的板。印制板厚度优先选取0.5mm、0.7mm、0.8mm、1mm、1.5 mm、1.6 mm、2mm、2.2mm、2.3mm、2.4 mm、3.2 mm、4.0mm、6.4 mm等标准尺寸。2.印制板尺寸（1）印制板的宽厚比一般为Y/Z小于150、单板长宽比一般为X/Y小于2。从生产角度考虑，印制板的宽一般为200mm250mm；长一般为250mm350 mm。当印制板长边尺寸小于125mm，或短边小于100mm时，一般需要采用拼板的方式，把印制板转换为符合生产要求的尺寸。如图2-1所示。图2-1小板拼板（2）印制板上有特殊布线或元器件，需要留足尺寸余量。例如应为高压电路留有

10、足够的空间，要为发热元器件预留安装散热片的尺寸，等等。（3）印制板净面积确定以后，各边还应当向外扩出一定的余量，以防整机安装固定后，印制板的印制线路和元器件与壳体相碰；（4）如果印制板的面积较大、元器件较重或在震动环境下工作，应该采用边框、加强筋或多点支撑等形式加固。3.印制板的外形 印制电路板的形状由整机结构和内部空间位置的大小决定。外形一般矩形，不建议采用不规则形状的印制板板。对于小板和不规则形状的印制板，设计时应采用工艺拼板的方式将小板转换成大板，将不规则形状的PCB 转换为矩形形状，如图2-2所示。图2-2印制板拼板 对于成品印制板，一般要求印制板的4个角为圆角，如图2-3所示。图2-

11、3 PCB外形示意图2.2.4印制板元器件布局 1.元件的选用原则（1）为了优化工艺流程，提高产品档次，在市场可提供稳定供货的条件下，尽可能选用表面贴装元器件（SMD/SMC）。（2）为了简化工序，对连接器类的机电元件，元件体的固定（或加强）方式尽可能选用压接安装结构，其次选焊接型、铆接型的连接器，以便高效率装配。（3）表面贴装连接器引脚形式尽可能选用引脚外伸型，以便返修。（4）元件选择必须考虑其耐温和耐温时间，图2-4为相关工序的温度和时间，供参考。图2-4各工序温度图（5）元件选择必须考虑生产线各工序对元件的高度限制，）元件选择必须考虑生产线各工序对元件的高度限制，表表2-1是关键工序对贴

12、片元器件高度的限制。是关键工序对贴片元器件高度的限制。2印制板布局的通用要求印制板布局的通用要求（1）首先确定一些特殊元器件的位置；（2）元器件布设要整齐美观；（3）元器件间应注意留有空隙；（4）同类型元器件布局方向尽可能一致；（5）应注意元器件的散热；（6）元器件布局应注意减少电磁干扰；（7）布局应注意重心稳定；（8）布局应尽量设计成双面和多层印制板；3 3.采用插件机插件工艺印制板布局的特殊要求采用插件机插件工艺印制板布局的特殊要求（1）印制板长宽尺寸）印制板长宽尺寸 采用插件机插件的印制电路板长宽尺寸，应根据插件机夹采用插件机插件的印制电路板长宽尺寸，应根据插件机夹持印制板导轨的最小和最

13、大间距确定。如果实际印制板达不到持印制板导轨的最小和最大间距确定。如果实际印制板达不到最小尺寸，应采用拼板方式加长加宽，如图最小尺寸，应采用拼板方式加长加宽，如图2-2所示。所示。图2-2印制板拼板（2）印制板定位孔及插件盲区的规定）印制板定位孔及插件盲区的规定 机插印制板需设主定位孔和副定位孔，主定位孔所在的两边须为直角边，主机插印制板需设主定位孔和副定位孔，主定位孔所在的两边须为直角边，主定位孔所在的边有缺角的须加工艺角补成直角边。主定位的孔径一般为圆形，辅定位孔所在的边有缺角的须加工艺角补成直角边。主定位的孔径一般为圆形，辅助定位孔一般为椭圆孔，孔径根据插件机的要求确定。主定位孔和副定位

14、孔一般助定位孔一般为椭圆孔，孔径根据插件机的要求确定。主定位孔和副定位孔一般设置在离板边设置在离板边5mm的地方，如图的地方，如图2-5所示。所示。图2-5机插印制板外形图（3）孔位的平行度、垂直度和孔距精度要求）孔位的平行度、垂直度和孔距精度要求 为了保证插件的准确性，机插印制板上的非圆形孔的平行度、垂直为了保证插件的准确性，机插印制板上的非圆形孔的平行度、垂直度要求必须符合插件机的要求，一般要求误差为度要求必须符合插件机的要求，一般要求误差为0.1mm。孔距，机插。孔距，机插印制板孔距精度也应符合插件机要求，一般要求误差为印制板孔距精度也应符合插件机要求，一般要求误差为0.1mm。（4）机

15、插元器件孔径要求）机插元器件孔径要求 为了保证插件机插件的插入率。印制板上元器件引脚的孔径应略大为了保证插件机插件的插入率。印制板上元器件引脚的孔径应略大于引脚直径。，冲孔工艺印制板孔径设计为引脚直径基础上加于引脚直径。，冲孔工艺印制板孔径设计为引脚直径基础上加0.4-0.5mm，钻孔工艺印制板孔径为引脚直径基础上加，钻孔工艺印制板孔径为引脚直径基础上加0.5-0.6mm。（5）机插元器件的最佳方向）机插元器件的最佳方向 为了提高插件机的插件速度，机插印制板上的元器件摆放需注意方为了提高插件机的插件速度，机插印制板上的元器件摆放需注意方向，机插元器件的放置应与工艺边水平或垂直（即：向，机插元器

16、件的放置应与工艺边水平或垂直（即：0、90、180或或360），不能为），不能为45或其它不合理的角度。或其它不合理的角度。（6）机插元器件间的距离要求 轴向元器件（电阻、电容、跳线、二极管等）机插时，如果相邻两个元器件为平行方向，两个元器件本体相距0.5mm，如图2-6所示。图2-6轴向元器件平行插件时的距离 如果两个相邻元器件是互为垂直方向，一个元器件的本体到另一个元器件的焊盘最小间距为2mm，如图2-7所示。图2-7 轴向元器件平行插件时的距离 电阻、电容、跳线、二极管等元器件在印制板上的跨距应为2.5mm的整数倍，孔位之间的误差小于0.1mm。机插元器件焊盘附近不能放置贴片器件。机插元

17、器件与贴片元器件的最小距离为3mm，如图2-8所示。图2-8机插元器件与贴片元器件的最小距离 如机插印制板采用贴片-波峰工艺，原则上线径在7.5 mm以下的机插元器件印制板另一面不能放置贴片元器件，特殊原因时机插器件与贴片器件的安全为2.1mm，如图2-9所示。图2-9贴片-波峰工艺时机插器件与贴片器件的安全距离 4.波峰焊工艺印制板布局特殊要求（1）为了保证波峰焊轨道夹持印制电路板，印制板上的元器件本体应与印制板夹持边保持一定距离，一般不得小于5mm，距离PCB边缘3mm处不能布设走线，如图2-10所示。（2）由于波峰焊机导轨有最小间距，当印制板尺寸小于该间距时，需要将小印制板拼板成大印制板

18、，以满足波峰焊的需要。若采用拼板，器件与拼板槽V-CUT的距离大于1mm。图2-10波峰焊工艺师元器件距印制板边缘的距离（3）为防止波峰焊时元器件的引脚之间的搭焊，通常把集成电路的引脚排列方向作为PCB板的焊接方向。波峰焊焊接的进板方向标识如图2-11所示。进板标识一般在印制板板工艺边上注明，如无拼板工艺边，直接在板上注明。SOT-23封装的器件使用波峰焊焊接时须按图2-12方向放置。（4）若印制板上有大面积开孔，在设计时要先将孔补全（在015mm范围内必须有拼板），以避免焊接时造成漫锡和板变形，补全部分和原有的印制板部分要以单边几点连接，在波峰焊后将之去掉，如图2-13所示。（5）除结构有特

19、殊要求之外，THD器件都必须放置在正面。为了满足手工焊接和维修，相邻两个插装元件本体之间的最小距离为0.5mm，如图2-14所示。（6）定位孔和安装孔周围不布设铜箔，防止波峰焊后焊锡会将孔堵住。（7）只有大于等于0603封装的片式阻容器件和片式非露线圈片式电感、两个相邻焊盘间距离大于1.27mm的 SOP器件和两个相邻焊盘间距离大于1.27mm且引脚焊盘为外露可见的SOT器件才适合波峰焊。5.采用回流焊工艺印制板布局的特殊要求（1）设置基准点图2-15光学定位基准点符号直径为3.00.1直径为1.00.1单位：PCBB面基准点T面基准点图2-16 正反面基准点位置基本一致（2）定位孔和工艺边

20、采用回流焊工艺印制板的定位孔要求孔壁光滑，不应金属化，定位孔周围1.5mm处无铜箔，无涂覆层，无贴装元件。采用回流焊工艺印制板一般都要设置工艺边。传送边正反面在离边3.5 mm（138 mil）的范围内不能布设任何元器件或焊点，以免无法焊接。能否布线视印制板的安装方式而定（导槽安装的PCB，由于需要经常插拔一般不要布线，其他方式安装的PCB 可以布线）。（3）对于吸热大的器件，在元器件布局时要考虑焊接时的热均衡性，不要把吸热多的器件集中放在一处，以免造成炉内局部温度不均匀。SMD器件的引脚与大面积铜箔连接时，要进行热隔离处理，如图2-19为隔热处理示例。对于需过5A以上大电流的焊盘不能采用隔热

21、焊盘，可采用如图2-20所示方法。图2-19 隔热处理示例（4）细间距器件布置在PCB同一面，并且将较重的器件（如电感等）器件布局在Top面，防止掉件。有极性的贴片元器件尽量同方向布置，高器件布置在低矮器件旁时，为了不影响焊点的检测，一般要求视角小于45，如图2-21所示。（5）CSP、BGA等面阵列器件周围需留有2mm禁布区，最佳为5mm禁布区。如果面阵列器件布放在正面（A面），那么其背面（B面）投影范围内及其投影范围四周外扩8mm内不能再布放阵列器件，如图2-22所示。（6）贴片器件之间的距离要符合工艺要求，如图2-23所示。（7）采用回流焊工艺时，当非传送边大于300mm的PCB，较重的

22、元器件尽量不要布局要在PCB的中间，以减轻由插装器件的重量在焊接过程中对PCB变形的影响，以及插装过程对板上已经贴放的元器件的影响。2.2.5元器件焊盘设计 1通孔THD器件焊盘设计（1）孔径 焊盘孔径一般不小于0.6mm，因为小于0.6mm的孔开模冲孔时不易加工，通常情况下以元器件金属引脚直径值加上0.2mm作为焊盘内孔直径，如电阻的金属引脚直径为0.5mm时，其焊盘内孔直径对应为0.7mm，焊盘孔径优选选择0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.8 mm、1.0mm、1.2mm、1.6mm和2.0mm的尺寸。（2）焊盘尺寸 焊盘外径设计主要依据布线密度以及安装孔径和金属化状态而定；元器件焊

23、盘外径不能太小也不能太大，如果外径太小，焊盘就容易在焊接时剥落；但也不能太大，否则焊接时需要延长焊接时间、用锡量太多，并且影响印制板的布线密度。单面板和双面板的焊盘外径尺寸要求不同，若焊盘的外径为D，引线孔的孔径为d，如图2-24所示。图2-24 焊盘尺寸图（3）焊盘形状 焊盘的形状有多种，圆形连接盘用得最多，因为圆焊盘在焊接时，焊锡将自然堆焊成光滑的圆锥形，结合牢固、美观。但有时，为了增加焊盘的粘附强度，也采用岛形、正方形、椭圆形和长圆形焊盘。岛形焊盘适合于元器件密集固定，元器件的不规则排列的场合。方形焊盘适用于印制板上元器件体积大、数量少且线路简单的场合。有时为了能在两个焊盘间布设一条甚至

24、两条信号线，常把圆形焊盘改为椭圆形焊盘。（4）设计注意事项 PCB上元器件安装跨距大小的设计主要依据元件的封装尺寸、安装方式和元器件在PCB上布局而定。图2-25 焊盘开槽工艺 2SMT器件焊盘设计 由于表面组装元器件与通孔元器件有着本质的差别，其焊盘大小不仅决定焊接时的工艺、焊点的强度，也直接影响元件连接的可靠性，所以SMB焊盘有着不同于通孔元器件焊盘的要求，下面简要介绍部分SMB焊盘设计的原则。2.2.6印制导线布设 1印制导线的宽度 在确定印制导线宽度时，除需要考虑载流量外，还应注意铜箔在板上的剥离强度，一般取线宽d=(1/32/3)D。如无特殊要求，导线宽度可在0.32.0mm之间选择

25、，建议优先采用0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm规格，其中0.5mm导线宽度主要用于微小型化电子产品。印制电路的电源线和接地线的载流量较大，因此在设计时要适当加宽，一般取1.52.0mm。当要求印制导线的电阻和电感比较小时，可采用较宽的信号线。当要求分布电容比较小时，可采用较窄的信号线。2印制导线的间距 导线间距的选择要根据基板材料、工作环境和分布电容大小等因素来综合确定。在一般情况下，导线的间距等于导线宽度即可。对微小型化设备，最小导线间距不小于0.4mm。采用浸焊或波峰焊时，导线间距要大一些，采用手工焊接时，导线间距可适当小一些。在高压电路中，为了防止印制导线间的击穿将导致基板

26、表面炭化、腐蚀和破裂，间距应适当加大一些。在高频电路中，导线间距会影响分布电容的大小，也应考虑这方面的影响。3印制导线的形状（1）在同一印制电路板上的导线宽度(除地线外)尽量一致。（2）印制导线应走向平直，不应有急剧的弯曲和出现尖角，所有弯曲与过渡部分均须用圆弧连接。（3）印制导线应尽可能避免有分支，如必须有分支，分支处应圆滑。（4）印制导线应尽量避免长距离平行，双面布设的印制导线也不能平行，应垂直或斜交布设。（5）导线通过两个焊盘之间而不与它们连通的时候，应该与它们保持最大而相等的间距；同样，导线与导线之间的距离也应当均匀地相等并且保持最大。（6）接地、接电源的走线要尽量短、尽量近，以减少内

27、阻。4.信号线的布设（1）在满足使用要求的前提下，选择布线方式的顺序为单层-双层-多层。多层板上各层的走线应互相垂直，以减少耦合，切忌上下层走线对齐或平行。为了测试的方便，设计上应设定必要的断点和测试点。（2）为了减小导线间的寄生耦合，在布线时要按照信号的流通顺序进行排列，电路的输入端和输出端应尽可能远离，输入端和输出端之间最好用地线隔开，同时输入端还应远离末级放大回路。（3）两个连接盘之间的导线布设尽量短，敏感的信号、小信号先走，以减少小信号的延迟与干扰。焊盘与较大面积导电区相连接时，应采用长度不小于0.5mm的细导线进行热隔离，细导线宽度不小于0.13mm。（4）信号线应粗细一致，这样有利

28、于阻抗匹配，一般推荐线宽为0.2-0.3mm(8-12mil)。（5）模拟电路的输入线旁应布设接地线屏蔽；同一层导线的布设应分布均匀；各导线上的导电面积要相对均衡，以防板子翘曲。不同频率的信号线中间应布设接地线隔开，避免发生信号串扰。（6）高速电路的多根I/O线以及差分放大器、平衡放大器等电路的I/O线长度应相等，以避免产生不必要的延迟或相移。5.地线的布设（1）公共地线布置在印制电路板的边缘，以便将印制电路板安装在机架上。但导线与印制电路板的边缘应留有一定的距离(不小于板厚)，以提高电路的绝缘性能。（2）为了防止各级电路的内部因局部电流而产生的地阻抗干扰，采用一点接地是最好的办法。（3）当电

29、路工作频率在30MHz以上或是工作在高速开关的数字电路中，为了减少地阻抗，常采用大面积覆盖地线，这时各级的内部元器件接地也应一点接地。（4）为克服这种由于地线布设不合理而造成的干扰，在设计印制电路时，应当尽量避免不同回路的地线分开。即把“交流地”和“直流地”分开、把“高频地”和“低频地”分开、把“高压地”和“低压地”分开、把“模拟地”和“数字地”分开。（5）公共电源线和接地线尽量布设在靠近板的边缘，并且分布在板的两面。多层板可在内层设置电源层和地线层，通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接，内层大面积的导线和电源线、地线应设计成网状，可提高多层板层间结合力。（6）对于电源地线则走线面积越大越好

30、，可以减少干扰。对高频信号最好用地线屏蔽，可以提高传输效果。6.覆铜设计工艺要求覆铜设计是一种抗干扰的有效方法，需要采用覆铜设计的场合主要有以下两种：一是同一层的线路或铜分布不平衡或者不同层的铜分布不对称时，建议采用覆铜设计。二是外层如果有大面积的区域没有走线和图形，建议在该区域内铺铜网格，使得整个板面的铜分布均匀。覆铜网格间的空方格的大小建议采用25mil 25mil，超过25mm（1000 mil）范围电源区和接地区，为防止焊接时产生铜箔膨胀、脱落现象，一般采用20mil间距网状窗口或实铜加过孔矩阵的方式，如图2-39所示。图2-39 电源和接地的网状布线 7.导线与焊盘的连接方式图2-4

31、5 焊盘出线要求图2-46 加焊标志2.2.7测试点和孔的设计 1.测试点的设计（1）测试点可以是焊盘，也可以是通孔，焊盘作为测试点时直径为0.91.0mm，并需与相关测试针相匹配。（2）测试点不应设计在板子边缘的5mm范围内，测试点原则上应设在同一面上，并注意分散均匀。（3）相邻的测试点之间的中心距不小于1.46mm，如图2-47所示。（4）测试点与元件焊盘之间的距离应不小于1mm，测试点不能涂覆任何绝缘层。（5）测试点应覆盖所有需要测量信号，包括I/O、电源和地等。图2-47 相邻的测试点之间的中心距 2孔的设计（1）过孔 过孔是一种金属化孔，主要用作多层板层间电路的连接，即在孔的内壁金属

32、化处理，实现上下两层之间或与中间层之间连接。图2-48过孔位置（2）安装定位孔 安装定位孔尺寸和定位孔位置如图2-49所示，孔壁要求光滑，不应有涂覆层，周围2mm处应无铜箔，且不得贴装元件。当印制板四周没设工艺边时，安装放置在中心离印制板两边距离为5mm，当印制板设有工艺边时，定位孔与图像识别标志应设于工艺边上。图2-49安装定位孔尺寸和定位孔位置2.2.8阻焊设计 1焊盘的阻焊设计图2-50焊盘阻焊开窗尺寸 2.孔的阻焊设计 过孔的阻焊开窗要求正反面均比孔径略大。金属化安装孔阻焊开窗要求正反面禁布区作为阻焊开窗。非金属化安装孔的阻焊开窗大小应该与螺钉的安装禁布区大小一致，定位孔一般是非金属化

33、定位孔，其正反面阻焊开窗比直径略大，约大10mil。2.2.9丝印设计 1需要丝印的内容 丝印的内容包括：“印制板名称”、“印制板版本”、“元器件序号”、“元器件极性和方向标志”、“条形码框”、“安装孔位置代号”、“元器件、连接器第一脚位置代号”、“过板方向标志”、“防静电标志”、“散热器丝印”等等。2.需要丝印的场合和位置（1）印制板名、版本应放置在印制板的Top面上，印制板名、版本丝印在印制板上优先水平放置。（2）元器件、安装孔、定位孔以及定位识别点都对应的丝印标号，且位置清楚、明确。（3）丝印字符、极性与方向的丝印标志不能被元器件覆盖。（4）需要安装散热器的功率芯片必须丝印，若散热器投影

34、比器件大，则需要用丝印画出散热片的真实尺寸大小。（5）丝印字符串的排列应遵循正视时代号的排序从左至右、从下往上的原则。（6）当印制板设计了偷锡焊盘、泪滴焊盘、或器件波峰焊接方向有特定要求时，或采用波峰焊接传送方向有明确时需要标识出传送方向。3.丝印设计通用要求（1）字符应清晰，不重叠，朝向尽量一致美观。（2）丝印字体在印制板上水平/垂直放置，不推荐使用倾斜角度。（3）丝印字体大小以方便读取为原则，以丝印字符高度确保裸眼可见，不与焊盘、基准点重叠为宜。（4）丝印的划线线宽不应太粗，也不应太细，字符太小造成丝网印刷的困难。（5）标记字符不能上表面贴和元件盘，字符离对应元件不能太远，以防识别元件编号

35、时产生错误。（6）安装孔、定位空在印制板上的位置代号要明确。卧装器件在其相应位置要有丝印外形（如卧装电解电容）。防静电标识丝印优先丝印在PCB的Top面上。（7）白色是默认的丝印油墨颜色，如有特殊需求，需要在印制板钻孔图文中说明。2.3项目实施2.3.1项目示例：绘制温度控制仪电路原理图和印制板图绘制项目示例：绘制温度控制仪电路原理图和印制板图绘制 2.3.1.1绘制温度控制仪电路原理图 1.任务要求（1）创建设计数据库及原理图文件创建Protel99SE设计数据库文件，有效文件名为：温控仪.ddb，在该文件的Documents文件夹中创建原理图文件，有效文件名为：温控仪.Sch。（2）绘制温

36、度控制仪原理图根据图2-52所示的电路原理图以及表2-2所列的元器件参数，在文件“温控仪.SCH”中设计电路原理图，并按缺省设置进行电气规则检测（ERC）。原理图工作环境设置要求：标准图纸，大小为C，捕捉栅格为5mil，可视栅格为10mil；图纸方向为横向，网格形式为网状；标题栏格式为Standard，如图2-53所示。（3）创建原理图元件）创建原理图元件创建一个用户原理图元件库，有效文件名为：自定义元件库创建一个用户原理图元件库，有效文件名为：自定义元件库.Lib。根据表。根据表2-3和表和表2-4所列新建元件说明，在该库内共创建三个原理图元件，元件名称分别是所列新建元件说明，在该库内共创建

37、三个原理图元件，元件名称分别是ZLG7289、SHUMAGUAN、TL431，网格参数为：，网格参数为：Visible10。（4）生成网络表和元器件清单）生成网络表和元器件清单 2.实施过程实施过程 双击新建的原理图文件“温控仪.Sch”图标，即进入原理图编辑模式，如图2-58所示。（3）设置原理图）设置原理图工作环境工作环境设置原理图工作环境，包括设置图纸大小、方向，设置格点大小和类型，光标类型等等，大多数参数可以使用系统默认值，也可以根据自己的习惯有选择地进行设置。下面根据任务一的目标要求来设置原理图“温控仪.Sch”工作环境。Document Options对话框执行菜单中的Design

38、/Options命令，在系统弹出Document Options对话框后，选择Sheet Options选项卡，可以设置图纸大小、方向、栅格等，如图2-59所示。Preferences对话框对话框（4）装载原理图元件库）装载原理图元件库（5）放置元件）放置元件（6）新建一个元件库文件）新建一个元件库文件“自定义元件库自定义元件库.Lib”（7）绘制自定义元件）绘制自定义元件7LED-SEG（8）绘制其余自定义元件）绘制其余自定义元件ZLG7289、TL431（9）放置自定义元件）放置自定义元件7LED-SEG、ZLG7289、TL431 装载装载“自定义元件库自定义元件库.Lib”在资源管理器

39、（在资源管理器（Explorer）中，单击库文件）中，单击库文件“温控仪温控仪.ddb”，双击原理图，双击原理图文件文件“温控仪温控仪.Sch”，选择，选择Browse Sch选项卡，在选项卡，在Browse选项下方右侧下拉按选项下方右侧下拉按钮中选择钮中选择Libraries，单击，单击“Add/Remove”按钮，选择自制元件库文件的路按钮，选择自制元件库文件的路径并添加径并添加“自定义元件库自定义元件库.Lib”。放置自定义元件放置自定义元件7LED-SEG、ZLG7289、TL431在自定义元件库的在自定义元件库的Browse SchLib面板中，可以从其元件浏览区中分别选中面板中，可

40、以从其元件浏览区中分别选中这三个自制元件，并拖动到当前原理图中。这三个自制元件，并拖动到当前原理图中。（10）元件布局）元件布局放置好所有元件并编辑好它们的属性后，为了后面原理图走线的方便和电路图的整体美观，接下来的工作就是将这些堆积的乱七八糟的元件按照一定的规则进行布局，如：按照电路的功能模块划分、遵循电路信号的流向等。元件布局的主要任务是对原理图中元件和相关对象的位置和方向进行移动、旋转、复制、删除和剪切等操作，所以，在元件布局过程中，必然会综合运用到相关的工具，如：对象的选取/取消选取，对象的移动、旋转、复制粘贴，对象的排列和对齐等等。（11）放置电源与接地符号）放置电源与接地符号（12

41、）连接线路）连接线路所有元件放置完毕，再经过元件编辑、元件布局后，就可以进行电路图中各对象间的连接。连接的主要目的就是按照电路设计的要求建立网络的实际连通性。可以利用Protel 99/SE提供的各种工具，将图纸上的元件用具有电气意义的导线、网络标号连接起来，构成一个完整的原理图。（13）电路）电路ERC检查检查电气规则检查（ERC）是按照一定的电气规则，检查电路图中是否有违反电气规则的错误。ERC检查报告以错误（Error）或警告（Warning）来提示。电气规则检查完成后，系统会自动生成检测报告，并在电路图中有错误的地方放上红色的标记。（14）生成网络）生成网络表表一般来说，绘制原理图（S

42、CH）的最终目的就是进行印制电路板（PCB）设计，网络表在原理图（SCH）和印制电路板(PCB)之间起到一个桥梁作用。网络表文件（*.Net）是一张电路图中全部元件和电气连接关系的列表，它包含电路中的元件信息和连线信息，是电路板自动布线的灵魂。（15）生成元件列表）生成元件列表 2.3.1.2温度控制仪印制板设计温度控制仪印制板设计 1.任务要求电路设计的最终目的是为了设计出电子产品，而电子产品的物理结构是通过印刷电路板来实现的。Protel 99 SE为设计者提供了一个完整的电路板设计环境，使电路设计更加方便有效。温度控制仪印刷电路板（PCB）的设计流程，大体可划分以下几个步骤，如图2-94

43、所示。2.任务实施任务实施（）创建印制电路板PCB文件图2-101 设置印制电路板的过孔类型图2-102 设置印制电路板的元器件类型图2-103 设置印制电路板导线和过孔属性图2-104完成印制电路板的设置图2-105 PCB文件编辑界面（2）创建）创建PCB元件封装元件封装（3）印制板绘制）印制板绘制（4）电气规则检查）电气规则检查 2.3.2项目实现：家用项目实现：家用电子秤印制板电子秤印制板设计设计参照2.3.1 温度控制仪印制板设计的步骤和流程，完成家用电子秤印制板设计项目。要求：电路板外形尺寸为12 cm15cm；双面电路板。顶层水平布线，底层垂直布线；网格参数为Visible2=25.4mm（1000mil）；地线（GND）宽为30mil，电源线（VCC）宽为20mil，其余线宽均为10mil；自动布局和手工布局；自动布线并手工调整布线；部分地覆铜，安装孔孔径80 mil。.项目评价