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用protel99制作印刷電路版的基本流程

2015-09-23
關(guān)鍵詞: Protel99 電路版

  一,、電路版設(shè)計的先期工作
  1,、利用原理圖設(shè)計工具繪制原理圖,,并且生成對應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)表,。當(dāng)然,有些特殊情況下,,如電路版比較簡單,,已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)表等情況下也可以不進行原理圖的設(shè)計,直接進入PCB設(shè)計系統(tǒng),,在PCB設(shè)計系統(tǒng)中,,可以直接取用零件封裝,人工生成網(wǎng)絡(luò)表,。
  2,、手工更改網(wǎng)絡(luò)表 將一些元件的固定用腳等原理圖上沒有的焊盤定義到與它相通的網(wǎng)絡(luò)上,沒任何物理連接的可定義到地或保護地等。將一些原理圖和PCB封裝庫中引腳名稱不一致的器件引腳名稱改成和PCB封裝庫中的一致,,特別是二,、三極管等。
  二,、畫出自己定義的非標(biāo)準(zhǔn)器件的封裝庫
  建議將自己所畫的器件都放入一個自己建立的PCB 庫專用設(shè)計文件,。
  三、設(shè)置PCB設(shè)計環(huán)境和繪制印刷電路的版框含中間的鏤空等
  1,、進入PCB系統(tǒng)后的第一步就是設(shè)置PCB設(shè)計環(huán)境,,包括設(shè)置格點大小和類型,光標(biāo)類型,,版層參數(shù),,布線參數(shù)等等。大多數(shù)參數(shù)都可以用系統(tǒng)默認值,,而且這些參數(shù)經(jīng)過設(shè)置之后,,符合個人的習(xí)慣,以后無須再去修改,。
  2,、規(guī)劃電路版,主要是確定電路版的邊框,,包括電路版的尺寸大小等等,。在需要放置固定孔的地方放上適當(dāng)大小的焊盤。對于3mm 的螺絲可用6.5~8mm 的外徑和3.2~3.5mm 內(nèi)徑的焊盤對于標(biāo)準(zhǔn)板可從其它板或PCB izard 中調(diào)入,。
  注意:在繪制電路版地邊框前,一定要將當(dāng)前層設(shè)置成Keep Out層,,即禁止布線層,。
  四、打開所有要用到的PCB 庫文件后,,調(diào)入網(wǎng)絡(luò)表文件和修改零件封裝
  這一步是非常重要的一個環(huán)節(jié),,網(wǎng)絡(luò)表是PCB自動布線的靈魂,也是原理圖設(shè)計與印象電路版設(shè)計的接口,,只有將網(wǎng)絡(luò)表裝入后,,才能進行電路版的布線。
  在原理圖設(shè)計的過程中,,ERC檢查不會涉及到零件的封裝問題,。因此,原理圖設(shè)計時,,零件的封裝可能被遺忘,,在引進網(wǎng)絡(luò)表時可以根據(jù)設(shè)計情況來修改或補充零件的封裝。
  當(dāng)然,,可以直接在PCB內(nèi)人工生成網(wǎng)絡(luò)表,,并且指定零件封裝,。
  五、布置零件封裝的位置,,也稱零件布局
  Protel99可以進行自動布局,也可以進行手動布局,。如果進行自動布局,運行"Tools"下面的"Auto Place",用這個命令,,你需要有足夠的耐心,。布線的關(guān)鍵是布局,多數(shù)設(shè)計者采用手動布局的形式,。用鼠標(biāo)選中一個元件,,按住鼠標(biāo)左鍵不放,拖住這個元件到達目的地,,放開左鍵,,將該元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧,。新的交互式布局選項包含自動選擇和自動對齊,。使用自動選擇方式可以很快地收集相似封裝的元件,然后旋轉(zhuǎn),、展開和整理成組,,就可以移動到板上所需位置上了。當(dāng)簡易的布局完成后,,使用自動對齊方式整齊地展開或縮緊一組封裝相似的元件,。
  提示:在自動選擇時,使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展開和縮緊選定組件的X,、Y方向,。
  注意:零件布局,應(yīng)當(dāng)從機械結(jié)構(gòu)散熱,、電磁干擾,、將來布線的方便性等方面綜合考慮。先布置與機械尺寸有關(guān)的器件,,并鎖定這些器件,,然后是大的占位置的器件和電路的核心元件,再是外圍的小元件,。
  六,、根據(jù)情況再作適當(dāng)調(diào)整然后將全部器件鎖定
  假如板上空間允許則可在板上放上一些類似于實驗板的布線區(qū)。對于大板子,,應(yīng)在中間多加固定螺絲孔,。板上有重的器件或較大的接插件等受力器件邊上也應(yīng)加固定螺絲孔,有需要的話可在適當(dāng)位置放上一些測試用焊盤,最好在原理圖中就加上,。將過小的焊盤過孔改大,,將所有固定螺絲孔焊盤的網(wǎng)絡(luò)定義到地或保護地等。
  放好后用VIEW3D 功能察看一下實際效果,,存盤,。
  七、布線規(guī)則設(shè)置
  布線規(guī)則是設(shè)置布線的各個規(guī)范(象使用層面,、各組線寬,、過孔間距、布線的拓樸結(jié)構(gòu)等部分規(guī)則,,可通過Design-Rules 的Menu 處從其它板導(dǎo)出后,,再導(dǎo)入這塊板)這個步驟不必每次都要設(shè)置,按個人的習(xí)慣,,設(shè)定一次就可以,。
  選Design-Rules 一般需要重新設(shè)置以下幾點:
  1、安全間距(Routing標(biāo)簽的Clearance Constraint)
  它規(guī)定了板上不同網(wǎng)絡(luò)的走線焊盤過孔等之間必須保持的距離,。一般板子可設(shè)為0.254mm,,較空的板子可設(shè)為0.3mm,較密的貼片板子可設(shè)為0.2-0.22mm,,極少數(shù)印板加工廠家的生產(chǎn)能力在0.1-0.15mm,,假如能征得他們同意你就能設(shè)成此值。0.1mm 以下是絕對禁止的,。
  2,、走線層面和方向(Routing標(biāo)簽的Routing Layers)
  此處可設(shè)置使用的走線層和每層的主要走線方向。請注意貼片的單面板只用頂層,,直插型的單面板只用底層,,但是多層板的電源層不是在這里設(shè)置的(可以在Design-Layer Stack Manager中,,點頂層或底層后,,用Add Plane 添加,,用鼠標(biāo)左鍵雙擊后設(shè)置,點中本層后用Delete 刪除),,機械層也不是在這里設(shè)置的(可以在Design-Mechanical Layer 中選擇所要用到的機械層,并選擇是否可視和是否同時在單層顯示模式下顯示),。
  機械層1 一般用于畫板子的邊框,;
  機械層3 一般用于畫板子上的擋條等機械結(jié)構(gòu)件;
  機械層4 一般用于畫標(biāo)尺和注釋等,,具體可自己用PCB Wizard 中導(dǎo)出一個PCAT結(jié)構(gòu)的板子看一下
  3,、過孔形狀(Routing標(biāo)簽的Routing Via Style)
  它規(guī)定了手工和自動布線時自動產(chǎn)生的過孔的內(nèi)、外徑,均分為最小,、最大和首選值,,其中首選值是最重要的,下同,。

  4,、走線線寬(Routing標(biāo)簽的Width Constraint)
  它規(guī)定了手工和自動布線時走線的寬度。整個板范圍的首選項一般取0.2-0.6mm,,另添加一些網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)組(Net Class)的線寬設(shè)置,,如地線、+5 伏電源線,、交流電源輸入線,、功率輸出線和電源組等。網(wǎng)絡(luò)組可以事先在Design-Netlist Manager中定義好,,地線一般可選1mm 寬度,,各種電源線一般可選0.5-1mm 寬度,印板上線寬和電流的關(guān)系大約是每毫米線寬允許通過1安培的電流,,具體可參看有關(guān)資料,。當(dāng)線徑首選值太大使得SMD 焊盤在自動布線無法走通時,它會在進入到SMD 焊盤處自動縮小成最小寬度和焊盤的寬度之間的一段走線,,其中Board 為對整個板的線寬約束,,它的優(yōu)先級最低,即布線時首先滿足網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)組等的線寬約束條件,。下圖為一個實例
  5,、敷銅連接形狀的設(shè)置(Manufacturing標(biāo)簽的Polygon Connect Style)
  建議用Relief Connect 方式導(dǎo)線寬度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根導(dǎo)線45 或90 度。
  其余各項一般可用它原先的缺省值,,而象布線的拓樸結(jié)構(gòu),、電源層的間距和連接形狀匹配的網(wǎng)絡(luò)長度等項可根據(jù)需要設(shè)置。
  選Tools-Preferences,,其中Options 欄的Interactive Routing 處選Push Obstacle (遇到不同網(wǎng)絡(luò)的走線時推擠其它的走線,,Ignore Obstacle為穿過,Avoid Obstacle 為攔斷)模式并選中Automatically Remove (自動刪除多余的走線),。Defaults 欄的Track 和Via 等也可改一下,,一般不必去動它們。
  在不希望有走線的區(qū)域內(nèi)放置FILL 填充層,,如散熱器和臥放的兩腳晶振下方所在布線層,,要上錫的在Top 或Bottom Solder 相應(yīng)處放FILL。
  布線規(guī)則設(shè)置也是印刷電路版設(shè)計的關(guān)鍵之一,,需要豐富的實踐經(jīng)驗,。
  八,、自動布線和手工調(diào)整
  1、點擊菜單命令A(yù)uto Route/Setup 對自動布線功能進行設(shè)置
  選中除了Add Testpoints 以外的所有項,,特別是選中其中的Lock All Pre-Route 選項,,Routing Grid 可選1mil 等。自動布線開始前PROTEL 會給你一個推薦值可不去理它或改為它的推薦值,,此值越小板越容易100%布通,,但布線難度和所花時間越大。
  2,、點擊菜單命令A(yù)uto Route/All 開始自動布線
  假如不能完全布通則可手工繼續(xù)完成或UNDO 一次(千萬不要用撤消全部布線功能,,它會刪除所有的預(yù)布線和自由焊盤、過孔)后調(diào)整一下布局或布線規(guī)則,,再重新布線,。完成后做一次DRC,有錯則改正,。布局和布線過程中,,若發(fā)現(xiàn)原理圖有錯則應(yīng)及時更新原理圖和網(wǎng)絡(luò)表,手工更改網(wǎng)絡(luò)表(同第一步),,并重裝網(wǎng)絡(luò)表后再布,。
  3、對布線進行手工初步調(diào)整
  需加粗的地線,、電源線,、功率輸出線等加粗,某幾根繞得太多的線重布一下,,消除部分不必要的過孔,,再次用VIEW3D 功能察看實際效果。手工調(diào)整中可選Tools-Density Map 查看布線密度,,紅色為最密,,黃色次之,綠色為較松,,看完后可按鍵盤上的End 鍵刷新屏幕,。紅色部分一般應(yīng)將走線調(diào)整得松一些,直到變成黃色或綠色,。
  九,、切換到單層顯示模式下(點擊菜單命令Tools/Preferences,選中對話框中Display欄的Single Layer Mode)
  將每個布線層的線拉整齊和美觀,。手工調(diào)整時應(yīng)經(jīng)常做DRC,因為有時候有些線會斷開而你可能會從它斷開處中間走上好幾根線,,快完成時可將每個布線層單獨打印出來,,以方便改線時參考,,其間也要經(jīng)常用3D顯示和密度圖功能查看。
  最后取消單層顯示模式,,存盤,。
  十、如果器件需要重新標(biāo)注可點擊菜單命令Tools/Re-Annotate 并選擇好方向后,,按OK鈕,。
  并回原理圖中選Tools-Back Annotate 并選擇好新生成的那個*.WAS 文件后,按OK 鈕,。原理圖中有些標(biāo)號應(yīng)重新拖放以求美觀,,全部調(diào)完并DRC 通過后,拖放所有絲印層的字符到合適位置,。
  注意字符盡量不要放在元件下面或過孔焊盤上面,。對于過大的字符可適當(dāng)縮小,DrillDrawing 層可按需放上一些坐標(biāo)(Place-Coordinate)和尺寸((Place-Dimension),。
  最后再放上印板名稱,、設(shè)計版本號、公司名稱,、文件首次加工日期,、印板文件名、文件加工編號等信息(請參見第五步圖中所示),。并可用第三方提供的程序來加上圖形和中文注釋如BMP2PCB.EXE 和宏勢公司ROTEL99 和PROTEL99SE 專用PCB 漢字輸入程序包中的FONT.EXE 等,。
  十一、對所有過孔和焊盤補淚滴
  補淚滴可增加它們的牢度,,但會使板上的線變得較難看,。順序按下鍵盤的S 和A 鍵(全選),再選擇Tools-Teardrops,,選中General 欄的前三個,,并選Add 和Track 模式,如果你不需要把最終文件轉(zhuǎn)為PROTEL 的DOS 版格式文件的話也可用其它模式,,后按OK 鈕,。完成后順序按下鍵盤的X 和A 鍵(全部不選中)。對于貼片和單面板一定要加,。
  十二,、放置覆銅區(qū)
  將設(shè)計規(guī)則里的安全間距暫時改為0.5-1mm 并清除錯誤標(biāo)記,選Place-Polygon Plane 在各布線層放置地線網(wǎng)絡(luò)的覆銅(盡量用八角形,,而不是用圓弧來包裹焊盤,。最終要轉(zhuǎn)成DOS 格式文件的話,一定要選擇用八角形),。下圖即為一個在頂層放置覆銅的設(shè)置舉例:
  設(shè)置完成后,,再按OK 扭,,畫出需覆銅區(qū)域的邊框,最后一條邊可不畫,,直接按鼠標(biāo)右鍵就可開始覆銅,。它缺省認為你的起點和終點之間始終用一條直線相連,電路頻率較高時可選Grid Size 比Track Width 大,,覆出網(wǎng)格線,。
  相應(yīng)放置其余幾個布線層的覆銅,觀察某一層上較大面積沒有覆銅的地方,,在其它層有覆銅處放一個過孔,,雙擊覆銅區(qū)域內(nèi)任一點并選擇一個覆銅后,直接點OK,,再點Yes 便可更新這個覆銅,。幾個覆銅多次反復(fù)幾次直到每個覆銅層都較滿為止。將設(shè)計規(guī)則里的安全間距改回原值,。

  十三,、最后再做一次DRC
  選擇其中Clearance Constraints Max/Min Width Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed Nets Constraints 這幾項,按Run DRC 鈕,,有錯則改正,。全部正確后存盤。
  十四,、對于支持PROTEL99SE 格式(PCB4.0)加工的廠家可在觀看文檔目錄情況下,,將這個文件導(dǎo)出為一個*.PCB 文件;對于支持PROTEL99 格式(PCB3.0)加工的廠家,,可將文件另存為PCB 3.0 二進制文件,,做DRC。通過后不存盤退出,。在觀看文檔目錄情況下,,將這個文件導(dǎo)出為一個*.PCB 文件。由于目前很大一部分廠家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 畫的板子,,所以以下這幾步是產(chǎn)生一個DOS 版PCB 文件必不可少的:
  1,、將所有機械層內(nèi)容改到機械層1,在觀看文檔目錄情況下,,將網(wǎng)絡(luò)表導(dǎo)出為*.NET 文件,,在打開本PCB 文件觀看的情況下,將PCB 導(dǎo)出為PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件,。
  2 ,、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打開PCB 文件,選擇文件菜單中的另存為,,并選擇Autotrax 格式存成一個DOS 下可打開的文件,。
  3,、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打開這個文件。個別字符串可能要重新拖放或調(diào)整大小,。上下放的全部兩腳貼片元件可能會產(chǎn)生焊盤X-Y大小互換的情況,一個一個調(diào)整它們,。大的四列貼片IC 也會全部焊盤X-Y 互換,,只能自動調(diào)整一半后,手工一個一個改,,請隨時存盤,,這個過程中很容易產(chǎn)生人為錯誤。PROTEL DOS 版可是沒有UNDO 功能的,。假如你先前布了覆銅并選擇了用圓弧來包裹焊盤,,那么現(xiàn)在所有的網(wǎng)絡(luò)基本上都已相連了,手工一個一個刪除和修改這些圓弧是非常累的,,所以前面推薦大家一定要用八角形來包裹焊盤,。這些都完成后,用前面導(dǎo)出的網(wǎng)絡(luò)表作DRC Route 中的Separation Setup ,,各項值應(yīng)比WINDOWS 版下小一些,,有錯則改正,直到DRC 全部通過為止,。
  也可直接生成GERBER 和鉆孔文件交給廠家選File-CAM Manager 按Next>鈕出來六個選項,,Bom 為元器件清單表,DRC 為設(shè)計規(guī)則檢查報告,,Gerber 為光繪文件,,NC Drill 為鉆孔文件,Pick Place 為自動拾放文件,,Test Points 為測試點報告,。選擇Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些與生產(chǎn)工藝能力有關(guān)的參數(shù)需印板生產(chǎn)廠家提供,。直到按下Finish 為止,。在生成的Gerber Output 1 上按鼠標(biāo)右鍵,選Insert NC Drill 加入鉆孔文件,,再按鼠標(biāo)右鍵選Generate CAM Files 生成真正的輸出文件,,光繪文件可導(dǎo)出后用CAM350 打開并校驗。注意電源層是負片輸出的,。
  十五,、發(fā)Email 或拷盤給加工廠家,注明板材料和厚度(做一般板子時,,厚度為1.6mm,,特大型板可用2mm,,射頻用微帶板等一般在0.8-1mm 左右,并應(yīng)該給出板子的介電常數(shù)等指標(biāo)),、數(shù)量,、加工時需特別注意之處等。Email發(fā)出后兩小時內(nèi)打電話給廠家確認收到與否,。
  十六,、產(chǎn)生BOM 文件并導(dǎo)出后編輯成符合公司內(nèi)部規(guī)定的格式。
  十七,、將邊框螺絲孔接插件等與機箱機械加工有關(guān)的部分(即先把其它不相關(guān)的部分選中后刪除),,導(dǎo)出為公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件給機械設(shè)計人員。
  二十一,、整理和打印各種文檔,。如元器件清單、器件裝配圖(并應(yīng)注上打印比例),、安裝和接線說明等,。

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