电子线路设计与pcb制作.ppt

1,,电子线路设计与PCB制作,三峡大学理学院电信系 讲授:罗志会 2011.05,2,课程简介及安排,1. 课程性质及教学目的 《电子线路设计与PCB制作》是电子、通信工程等信息大类专业的一门重要的专业技术课程 课程目的：让学生掌握电路设计的基本知识、技能、方法，努力消除校企之间人才要求的落差，更好地适应企业或社会对应用型需要 2.学时安排 理论学时：14学时 实验学时：18学时,随堂开设，紧跟理论内容 考试形式：设计作业,3,教学内容,1.Protel快速入门（2理论+2实践） *电路设计的基本流程 *如何绘制简单电路的PCB 2.电子组装工艺（4理论） *焊接与技术 *基本元器件的识别与选用,3.SCH和PCB零件的封装 （4理论+4实践） *SCH封装库的设计 *PCB封装库的设计,4,4.Protel设计的技巧（2理论+2实践） *PCB编辑器与布线 *常用技能高级功能的使用举例 5.产品设计举例（2理论+4实践） *产品设计要求解读与设计讨论 *工程案例设计（LIGHTBAR) 6.实战设计（4测绘电路版，2答辩）,5,电子线路设计过程,1、焊接制样 2、测试分析 3、小批量试产 4、工程测试 5、批量试产,方案论证,功能分析,电路计算,仿真分析,器件选型,原理图绘制,PCB绘制,,构建的SCH和PCB封装库,1、万用表/示波器 2、卡尺 3、焊台 4、稳压电源 5、面包板,,6,1. Protel快速入门,1、学会自己画简单的SCH文件 2、学会从SCH到PCB的转变,并且进行自动布线 3、学会自己做简单的SCH零件 4、学会自己做简单的PCB零件封装 5、PCB制版,参考资料： 课程1 Protel99SE精彩教程,7,1. Protel快速入门,深入PCB设计面临的问题： 1、如何构建自己的SCH库 2、如何构建适合工程需求的PCB封装库 3、丝印、覆铜、焊盘设计、补泪滴等的技术处理 4、走线技巧、精密布版、EMC考量等技术 5、元器件技术参数的解读与布板注意事项 6、Gerber文件和NC文件的输出,8,2. 电子组装工艺,内容： 1、焊接技术  2、电子元器件的识别、选用 ,目的： 1、了解锡焊的基本原理，掌握锡焊操作的基本知识，打好理论基础。

2、掌握常用元器件的识别方法，为SCH、PCB封装、电路板装配做准备参考资料： 课程2 电子组装工艺,9,3. SCH和PCB零件的封装,内容： 1.SCH封装库的设计 2.PCB封装库的设计,目的： 1、了解电阻、电容、IC等元件的SCH及自用库的设计 2、掌握电阻、电容、电感等元件的封装及自用库的设计10,3. 1 SCH零件库的设计,内容： 1、绘制SCH（原理图符号） 2、粘贴、修改SCH 3、SCH库的构建,目的： 1、掌握自用SCH的设计方法 2、构建自用的SCH库11,3. 1 SCH零件库的设计,1、基本术语 *原理图符号 *原理图库 *原理图符号外形 *元器件引脚 2、调出画图工具栏 *打开或新建SCHlib库的界面 *菜单：视图--工具条--绘图工具条 或者：放置--（选择线条等）,12,3. 1 SCH零件库的设计,3、阵列粘贴 *取圆弧（连续点击4次） *选中并复制（编辑菜单） *选择“阵列粘贴”--参数设置 （粘贴次数+略+水平/垂直间距）,13,3. 1 SCH零件库的设计,4、放置元件引脚、IEEE符号 *绘图工具栏--选中“引脚” *坐标放置（电气热点向外） *编辑名称和序号 *放置--IEEEF符号--选中,14,3. 1 SCH零件库的设计,5、绘制原理图符号 原理图符号的3个组成部分： *电气或几何外形示意图 *元器件的引脚 *注释文字 设计思路： 1）首先绘制原理图符号的外形； 2）放置元器件的引脚（边放置边修改属性）； 3）电源与接地脚需要隐藏的，将属性设置成隐藏； 4）原理图符号的重命名； 5）修改原理图的属性，包括添加元器件封装。

15,3. 1 SCH零件库的设计,* 绘制4053芯片原理图符号 1、功能：集成3个功能独立的2选1通道选择器，16引脚DIP；XYZ输出，VEE、GND、VCC、INH引脚 2、绘制过程： 1）创建原理图库文件Sch_lib； 2）命名库ZHL2-1.SCHLIB； 3）Tools/[New Component]新建SCH符号； 4）绘制外形； ①选定坐标起始原点(0,0)； ②确定顶点，放置矩形块； ③退出,16,3. 1 SCH零件库的设计,5）放置引脚（1次放完，统一修改）； ①选中引脚，放置前Tab设置Y1、1； ②放其它15条，对照4053功能表修改； ③添加IEEE符号、隐藏电源和地；,17,3. 1 SCH零件库的设计,6）TOOL/[Rename Component]重命名； 7) [Edit]/[Part]修改原理图符号属性； 8) 添加序号Designator 9）添加注释Description 10）添加元器件封装Footprint,18,3. 1 SCH零件库的设计,*尝试绘制一些简单的原理图 如XOR门、齐纳二极管等,19,3. 1 SCH零件库的设计,6、修改原理图符号 SCH.lib界面下：修改原理图符号的名称；默认封装；添加特定的注释文字）,Sheet.sch界面下 属性编辑：双击 左键 /Footprint/Designtor/引脚颜色 /是否镜像放置等,20,3. 1 SCH零件库的设计,7、复制原理图符号（快速建设自己的lib) （复制已有lib中的SCH符号，粘贴到自己的库中，重新命名，迅速构建自己的lib）,举例：将Miscellaneous Devices.lib中的JFET N复制到自己的库ZHL2-1.lib 中 *Miscellaneous Devices.lib——选中JFET N——Edit—— COPY——返回ZHL2-1.lib——粘贴——重命名——修改——左边窗口中的“Description“或图面面左双击,21,3. 1 SCH零件库的设计,22,3. 1 SCH零件库的设计,8、原理图符号库的建立 （复制已有lib中的SCH符号，粘贴到自己的库中，重新命名；对于特殊零件的原理图符号，要自己制作。

两种方法组合，迅速构建自己的lib） 建立自己的lib能够迅速的找到自己所需要的特性元件，设计效率高，能有效防止设计错误！ 每个电子公司都设计有自己的SCH.lib，建库和维护库是工程师的基本工作之一作业：根据自己要完成的大作业，构建自己的原理图库; 如单片机的最小系统中AT89C51、晶振、电阻、电容,23,3. 2 PCB零件库的设计,内容： 1、绘制PCB封装（PCB元件封装） 2、粘贴、修改PCB封装 3、PCB零件库的构建,目的： 1、掌握自用PCB零件的设计方法 2、构建自用的PCB零件库24,3. 2 PCB零件库的设计,元器件封装是实际的元器件在PCB板上的外形和引脚分布关系图，他描述的是元器件的外形和焊盘位置 制作原则： 1）、严格按照实际的元件尺寸和焊盘间距进行设计 2）、过孔尺寸的精确设计，保证器件的有效安装； 3）、焊盘大小、形状的优化设计，满足电气特性和安全距离 制作方法： 1）、利用生成向导创建元器件封装； 2）、手工制作元器件的封装 工具需要：卡尺、工具显微镜,25,3. 2 PCB零件库的设计,1、 利用生成向导创建元器件的封装 （只能创建12种标准封装，举例BAG 10X10-100） ①[File] / [New] / [PCB Library](元器件封装库文件） ②[Tools]/[New Component]进入向导,26,3. 2 PCB零件库的设计,③next / [BGA] ——孔 next / [21.654]——间距[39.3]—— 定义元器件外形线宽[10]——序号方式[Numeric]——4参数 [Rows and Columns]:封装中行和列的焊盘数 [Cutout]:从现有行和列中镂空的行和列的数目（无焊盘） [Center]:中心 [Corner]:拐角,27,3. 2 PCB零件库的设计,2、12种标准封装 *BGA(ball grid array) ：球形触点阵列 代替引脚，超200 *Diode:二极管型封装 *Capacitor:电容型封装 *DIP(dual in-line package) :引脚从封装两侧引出，最普及。

*Edge Connectors:边缘连接封装 *LCC(Leadless Chip Carrier):无引线芯片载体，四侧面接 *PGA(Pin Grid Arrays)：阵列引脚封装 *QUAD(Quad Packs)：四方扁平塑料封装 *Resistors:电阻型封装 *Small Outline Package:SOP小型表面贴装 *Staggered Ball Grid Array:错列BGA *Staggered Pin l Grid Array:错列PGA,28,3. 2 PCB零件库的设计,3、 手工制作元件的封装 绘制步骤： 绘制元器件外形——放置元器件焊盘——调整焊盘间距——给元器件命名——保存 尺寸的准确掌握： 外形尺寸、焊盘尺寸、焊盘间距、外形与焊盘之间间距 数据获得方法： *下载厂商数据手册； *购买实际元件测量，注意标准化近似； *抄板,29,3. 2 PCB零件库的设计,①小技巧 *设置图纸区域的栅格[Tool]/[Library Option]/进入板参数选取Document Options *设置元器件的参考点[Edit]/[Set Reference] 执行[Pin1]:序号1的焊盘设置为参考点 执行[Center]：器件中心为参考点 执行[Location]：用户指定位置为参考点 *制作封装的快捷方法 在系统提供的库中找到与要创建元件类似的封装，复制粘贴后，根据元器件实物的外形和焊盘间距做适当修改，重命名保存。

30,3. 2 PCB零件库的设计,② DC/DC模块的元器件封装 12V——5V *获取元器件的顶视图，新建元件 *[Tool]/[New Component]/Cancel *[Tool]/[Library Option]设置栅格(如公制、0.100） *[Tool]/[Option]/设置系统[Background]颜色 *[Edit]/[Set Reference]设置/切换到[Top Overlay],31,3. 2 PCB零件库的设计,*绘制水平的线段1 *设置线段的一端点为参考点（0，0） *计算外形的坐标值：线段1（25.4，0）； 线段2（25.4，0），（25.4，-25.4），依次画线段3、4 *双击修改线段的[Propeties]，形成封闭的框,32,3. 2 PCB零件库的设计,*放置焊盘，[Tab]设置序号，连续放置4个 *调整焊盘的间距：计算焊盘2的坐标（10.16，-2.54） *将2重新设置为参考点，计算其它焊盘的坐标1（5.08，0）、3（-7.62，-20.32）、4（12.7，-20.32） *添加注释文字.,33,3. 2 PCB零件库的设计,*修改焊盘1为矩形:Rectangle *重置中心参考点:[Edit]/[Set Reference]/Center *[Tool]/[Rename Component]/12S5,作业：手工制作8段数码显示管,34,3. 2 PCB零件库的设计,*构建完整的封装库 练习以上介绍的向导封装、手工封装、COPY封装等3种封装制作的的操作； 根据自己要完成的大作业，实际测量，采用快捷的方法，构建自己的元件封装库。

注意与前面的原理图符号的封装名称和引脚编号进行对应！,35,4. Protel设计的技巧,内容： 1、PCB编辑器的应用 2、PCB布线 3、覆铜、丝印、补泪滴等,目的： 1、掌握PCB设计的基本方法 2、学会根据具体需求。