PCB制版与工艺设计

湖南工程学院

子 实 习

课题名称 PCB制板与工艺设计 专业班级 自动化 姓 名 学 号 指导教师 赵葵银，邱泓等

2013年 6 月 6 日

电

湖南工程学院 电 子 实 习 任 务 书

课题名称PCB制板与工艺设计 专业班级 自动化1002 学生姓名 学 号 201001020206 指导老师 赵葵银、邱泓等 审 批

任务书下达日期 2013 年 5月 26 日 任务完成日期 2013年6月 6 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

目第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章

录电路图绘制 元器件参数对应封装选择及说明(有适当文字说明) ERC 与网络表(有适当文字说明，网络表不需打印) PCB 制板与工艺设计(有适当文字说明) 各种报表的生成 PCB 各层面输出与打印 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.《Protel 99SE 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 PROTEL DXP 应用》[M].化学工业出版 社.2007. 3、高鹏.《电路设计与制版 PROTEL 99 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.

目 录

第1章 电路原理图绘制 ....................................................................................................... 7 第2章 元器件参数对应封装选择及说明 ......................................................................... 9 第3章 ERC与网络表 ........................................................................................................ 11

3.1 ERC ......................................................................................................................... 11 3.2 网络表 .................................................................................................................... 11 第4章 PCB制板与工艺设计 ............................................................................................ 12 第5章 各种报表的生成 ..................................................................................................... 12

5.1 网络表 .................................................................................................................... 12 5.2 电路板信息报表 .................................................................................................... 13 5.3 材料清单表 ............................................................................................................ 13 5.4 数控钻孔文件 ........................................................................................................ 13 5.5 元件拾放文件 ........................................................................................................ 13 第6章 PCB各层面输出与打印 ........................................................................................ 13

6.1 顶层 ........................................................................................................................ 14 6.2 底层 ........................................................................................................................ 15 6.3 各层叠印 ................................................................................................................ 16 6.4 丝印层 .................................................................................................................... 17 6.5 3D效果图 ............................................................................................................... 18 第7章 总结 ......................................................................................................................... 19

第1章 电路原理图绘制

JC15O43212N

DNG

DCV3CC130uGV/FNC01CD01CV20G41N89012342RD1K7

NG

0.4u59Q01SL1HVNII4SDCDG1RNSN252

第2章 元器件参数对应封装选择及说明

Part Type Designator Footprint Part Type Designator Footprin 1K R20 AXIAL0.4 1K R18 AXIAL0.4 1K R22 AXIAL0.4 1uF C121 RAD0.2 2.2K R12 AXIAL0.4 10K R11 2.2K R13 AXIAL0.4 4.7 R?31 AXIAL0.4 4.7 R30 AXIAL0.4 4.7K R29 AXIAL0.4 4.7K R32 AXIAL0.4 4.7uF C11 RAD0.2 4.7uF C8 RB.2/.4 10K R5 AXIAL0.4 10K R6 AXIAL0.4 10K R8 AXIAL0.4 10K R4 AXIAL0.4 10K R19 AXIAL0.4 10K R15 VR2 100 10K R16 VR2 100 10K R17 VR2 102/1KV 20K R14 AXIAL0.4 20p C21 RAD0.2 104 20p C22 RAD0.2 104 24V D19 DIODE0.4 27K R2 AXIAL0.4 56K R11 AXIAL0.4 100uF C9 RB.2/.4 104 C4 RAD0.2 470 331 C25 RAD0.2 1000uF/16V 331 C26 RAD0.2 331 C24 RAD0.2 4148 331 C23 RAD0.2 4148 1000uF/35V C6 RB.2/.4 4069 U5A DIP14 0.5/5W R41 AXIAL0.4 1mH L2 AXIAL0.4 1mH L1 AXIAL0.4 2.2uF C35 RAD0.2 AXIAL0.4 10uF C29 RB.2/.4 10uF C28 RB.2/.4 20p C11 RAD0.2 20p C10 RAD0.2 20uF/450V C32 RB.2/.4 27K R1 AXIAL0.4 30K R3 VR2 30V D1 DIODE0.4 100 R37 AXIAL0.4 100 R34 AXIAL0.4 100 R38 AXIAL0.4 100 R36 AXIAL0.4 R35 AXIAL0.4 R33 AXIAL0.4 C33 RAD0.2 102/1KV C34 RAD0.2 C12 RAD0.2 C2 RAD0.2 104 C3 RAD0.2 220uF/400V C31 RB.2/.4 223/1KV C30 RAD0.2 330uF/100V C1 RB.2/.4 R10 AXIAL0.4 C7 RB.2/.4 1000uF/35V C5 RB.2/.4 D7 DIODE0.4 D9 DIODE0.4 4148 D6 DIODE0.4 9014 Q1 TO-126

4069 U5B DIP14 CON2 J1 SIP2 4069 U5C DIP14 CON2 J7 SIP2 4081 U7B DIP14 CRYSTAL Y10 XTAL1 4081 U7A DIP14 FR307 D18 DIODE0.4 4081 U7D DIP14 FR307 D17 DIODE0.4 4081 U7C DIP14 IR2110 U9 DIP14 4148 D3 DIODE0.4 IR2110 U8 DIP14 4148 D2 DIODE0.4 IRF840 Q9 TO-126 9014 Q2 TO-126 IRF840 Q11 TO-126 9014 Q5 TO-126 IRF840 Q8 TO-126 BRIDGE1 D10 BRIDGE IRF840 Q10 TO-126 CON2 J4 SIP2 PIC16F876A U10 DIP28 CON2 J5 SIP2 SW-PB S2 SWPB CON2 J3 SIP TIP31A Q3 TO-126 CON2 J6 SIP2 YDS-212 U1 DIP4 CRYSTAL Y1 XTAL1 TRANS1 T1 BRIDGE LM324 U2A DIP6 U3988 U4 DIP18 LM7805CT U3 TO-220

其中U1、U4、U8、U10为自制元件，点动开关、变压器封装为自制库封装。

第3章 ERC与网络表

3.1 ERC

ERC（电气法则测试），其具体步骤如下： 1.首先打开数据库文件，进入原理图编辑器。

2.选取菜单命令【Tools】/【ERC...】，系统弹出【Setup Electrical Rule Check】对话框。

3.用户可以在对话框中设置电气法则测试的有关规则。 4.单击OK按钮确认，然后程序将按照这只的规则对原理图 进行电气法则测试，并生产相应的测试报告，另外，系统 会在被测试的原理图中发生错误的地方放置红色的符号， 用以提示用户发生错误的位置。

3.2 网络表

网络表示一个表征电路原理图中元器件连接关系的文件。 有两种方法可以生成网络表文件： 1.由原理图生成网络表文件

（1）选取菜单命令【Design】/【Create Netlist...】，系 统会弹出【Netlist Creation】对话框；

（2） 单击对话框中的Trace Options标签，即可进入【Trace Options】选项卡；

（3）设置完毕后，单击OK按钮，即可生成与原理图文件同 名的网络表文件。 2.由PCB图生成网络表文件 （1）打开所需的PCB图。

（2）在印制电路板编辑器中执行菜单命令，程序会自动在本设计数据库中

生成相应的网络表文件，该

文件名与PCB文件的文件名相同，后缀为.net。同时， 程序会自动切换到文本编辑器。

第4章 PCB制板与工艺设计

1、首先确定参考点。

2、参考点确定以后，元件布局、布线均以此参考点为准。

3、考虑到原理图为开关电源，因此在布局上将控制和输出隔离开来，对变压器和光耦进行了板上的物理隔离。

4、其他元件采用先难后易、先大后小的原则。

5、在布局的总体结构上按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准来优化。 6、线宽最小为50mil这样能提高开关电源的安全性和稳定性。

第5章 各种报表的生成

5.1 网络表

1.选取菜单命令【Design】/【Create Netlist...】，系统 会弹出【Netlist Creation】对话框.

2.单击对话框中的Trace Options标签，即可进入 【TraceOptions】选项卡。

3.设置完毕后，单击OK按钮，即可生成与原理图文件同名 的网络表文件。

5.2 电路板信息报表

1.执行菜单命令【Reports】/【Board Information】，执行 后产生引脚信息对话框。

2.进行设置后单击对话框中的Report按钮，程序会自动生 成相应的REP文件，同时启动文本编辑器并打开该文件。

5.3 材料清单表

1.执行菜单命令【Reports】/【Bills Of Material】，弹出 对话框。

2.单击依次出现的对话框中的Next按钮，最后单击Finish 按钮，程序会自动生成相应的BOM报表文件，同时启动文 本编辑器并打开改BOM文件。

5.4 数控钻孔文件

1.执行菜单命令【Reports】/【NC Drill】。

2.执行该命令后，在“Documents”内产生*.drr文件，并同 时打开该文件。

5.5 元件拾放文件

1.执行菜单命令【Reports】/【Pick and Place】。 2.执行该命令后，在“Documents”内产生*.ppr文件，并同 时打开该文件。

第6章 PCB各层面输出与打印

6.1 顶层

6.2 底层

6.3 各层叠印