《電路板設計與制作》課件-項目七：貼片封裝設計與制作雙面板PCB圖

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ElectronicProductAnalysisandProduction（PCB）PCB設計與制作課程組項目七：貼片封裝設計與制作雙面板PCB圖

——工程文件建立與外部文件導入任務：

請用貼片器件制作CPU控制電路的雙面板PCB圖，電路板尺寸用導入CAD圖紙方法。要求：（1）封裝正確，過孔、線寬合理；（2）電氣正確、安全保證，標注整齊；（3）板子大小合適、經(jīng)濟，布局合理、美觀。設計任務對應的PCB板圖思考：使用貼片的優(yōu)勢？設計任務任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的某個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能設計或選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。工程建立與文件導入7.1工程建立與命名導入外部原理圖和庫文件

導入外部原理圖，需拷貝文件到工程目錄下下，方便工程文件保管。如果選擇其他路徑，同樣也可以導入，但文件容易被變更或丟失。導入外部原理圖和庫文件

添加庫文件，將提供的庫文件導入到軟件。原理圖庫文件“MiscellaneousDevices99.SCHLIB”和PCB封裝庫文件“MCU_SMD”。新建PCB圖新建PCB文件輸入名稱“MCU_SMD”并保存

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——原理圖符號設計任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。原理圖元器件符號設計7.2原理圖元器件符號設計將第6章的原理圖中IC1的STC89C51更改為單片機STC8H1K16原理圖元器件符號設計打開庫文件，如圖按照順序①→②→③→④

打開“MiscellaneousDevices99.SCHLIB”原理圖庫文件。原理圖元器件符號設計新建原理圖符號：點‘Tools’彈出的對話框里選擇‘SymbolWizard’NumberofPins填寫管腳數(shù)量‘32’,LayoutStyle選擇‘Quadside’,DisplayName填寫管腳名稱，管腳類型按實際功能選擇功能，再點擊選擇‘PlaceNewSymbol’新建元器件符號原理圖元器件符號設計將新建的元件符號命名：STC8H1K16調(diào)整管腳間距：系統(tǒng)輸入法應調(diào)整到英文輸入法,鍵盤按‘G’調(diào)整Grid為50mil。

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——步驟3：貼片封裝設計1任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。PCB貼片封裝設計7.3在PCB圖頁面下打開PCB庫文件自動生成單片機STC8H1K16的LQFP32封裝的方法：

新建LQFP封裝PCB貼片封裝設計按照提供的芯片封裝尺寸圖在相應的位置填寫尺寸PCB貼片封裝設計相應位置填寫管腳間距PCB貼片封裝設計PCB貼片封裝設計重新命名器件封裝為‘LQFP32’同提供的資料相同PCB貼片封裝設計原理圖的STC8H1K16單片機進行調(diào)用并綁定新建的PCB封裝‘LQFP32’

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——步驟4：貼片封裝設計2任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。PCB貼片封裝設計非標器件的貼片封裝制作。話筒輸入插座：有3個貼片焊盤和2個機械定位孔，這5個位置的尺寸決定器件能否安裝準確。所以在畫封裝時必須保證這5個位置必須準確。新建封裝并命名‘PJ-320D’PCB貼片封裝設計放置圖層‘TpLayer’貼片焊盤，焊盤會比圖紙尺寸大0.1-0.5mm，確保管腳在生產(chǎn)過程中能足夠吃上焊錫。輸入焊盤的長寬：1.7*3.6mmPCB貼片封裝設計用機械層（Mechanical1圖層）或者直接用有孔焊盤來做機械孔，機械孔也要比尺寸圖大個0.1-0.2mm，孔半徑為0.7mmPCB貼片封裝設計PCB貼片封裝設計放坐標原點：用絲印層‘TopOverlay’畫2條十字交叉線。點擊‘Edit’選擇‘setReference’，點擊‘Location’（或自己用快捷鍵E+F+L）,用鼠標將原點十字放在黃線交叉點上。即封裝的X-Y軸原點PCB貼片封裝設計計算焊盤和機械孔的X,Y軸的數(shù)值并輸入。注：

計算的數(shù)值按焊盤的中心點來計算。PCB貼片封裝設計用軟件自帶的尺寸測量工具或者用快捷鍵（R+M）來檢驗封裝尺寸是否準確PCB貼片封裝設計最后需要保存和更新PCB封裝

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——步驟5：原理圖修改任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。原理圖修改單片機STC8H1K16介紹原理圖修改由于STC8H1K16內(nèi)部已經(jīng)集成上拉電阻、RC晶振及看門狗電路等。所以可以刪除R25、A1、C7、C8以及看門狗電路。刪除STC89C51并放置STC8H1K16，并按圖紙進行修改連線原理圖修改

‘CON7’改成‘PHONEJACK2’。用鼠標左鍵一直按住并將‘PHONEJACK2’‘X’或者‘Y’鏡像元器件，完成連線。點擊器件‘PHONEJACK2’添加PCB封裝‘PJ-320D’。原理圖修改1.

貼片電阻：?

尺寸/功率:0402是1/16W、0603是1/10W、0805是1/8W、1206是1/4W、1210是1/3W、1812是1/2W、2010是3/4W、2512是1W?

數(shù)值：102

103

10021003

4R7

R22前兩位表示有效數(shù)字，第三位表示有多少個零，單位是Ω，102＝10*102=1000Ω＝1KΩ。前三位表示有效數(shù)字，第四位表示有多少個零，單位是Ω，1002＝10*103=10000Ω＝10KΩ。?

精度：102－5％精度阻值表示法

1003-1%電容：a.

電容主要特性參數(shù)：標稱容量、耐壓、誤差、溫度b.

電容容量常用單位有微法(uF)、納法(nF)、皮法(pFc.

單位換算：luF=10^3nF=10^6pF(電容的基本單位用法拉(F)表示105=1μF=1000nF=1000000pF104=0.1μF=100nF=100000pF103=0.01μF=10nF=10000pF102=0.001μF=1nF=1000PFd.電容耐壓值：電解電容耐壓范為(6.3V-450V)直流(DC）瓷片電容耐壓范為(25-1000V)直流(DC)e.

J(5%)K(10%)M(20%)電容在電路中的作用：濾波、儲能、去耦，隔直，交流耦合，震蕩；常用貼片瓷片電容封裝：0402060308051206常見鉭電容的封裝

A型：3.2*1.6*1.6（mm）3216型，1206型B型：3.5*2.8*1.9(mm),3528型，1210型C型：6.0*3.2*2.5（(mm)6032型，1808型D型：7.3*4.3*2.8（mm）7343型，1812型原理圖修改將其他器件換成材料清單里的封裝?？梢砸粋€一個換，也可以使用多項編輯功能方法一起換。原理圖修改多項編輯功能，更換同屬性的器件的方法原理圖修改原理圖修改原理圖修改

利用封裝清單‘FootprintManager...’，在材料清單中單擊需要變更的器件進行添加變更原理圖修改原理圖修改自動添加器件位號快捷鍵（T+A）原理圖修改

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——PCB規(guī)則設置和板邊設計任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。PCB規(guī)則設置

畫貼片PCB圖的規(guī)則設置大體同第六章內(nèi)容相差不大，需要注意的是輸入法一定要改為英文輸入法，這樣才能使用快捷鍵。按快捷鍵‘Q’將單位改為‘mm’?？旖萱I（D+R）打開PCB相關的規(guī)則設置。PCB線寬設置，一般將最大線寬改成3mm就夠了，其他都默認。這樣在畫板時候的線寬的調(diào)整范圍0.254-3mm之間。注：設置線寬最小值時應當考慮生產(chǎn)廠家能否做的出來，一般最小選擇默認即可。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置

設置過孔的大小范圍孔大小范圍：0.3-1.5mm，

焊盤大小范圍：0.5-3mm，默認：0.7/0.5mm。

最小孔徑的設置應當考慮生產(chǎn)廠家能否做的出來。一般最小孔徑為0.3mm。PCB規(guī)則設置

選擇高級敷銅模式，插件的通孔焊盤選擇‘十’字交叉45°的方式，利于焊接上錫?！甋MDPadConnection’和‘ViaConnection’貼片和過孔焊盤的連接方式，為直接連接。板框設計

板框設計的圖層：‘Mechanical1’機械層或‘Keep-OutLayer’禁止布線層這2個層都是可以畫板邊，PCB生產(chǎn)廠家也是認同這2個層。擔心出錯2個層一起畫上都是可以的。

比較簡單或者尺寸可以自己定義，選擇好圖層畫出板邊。但實際產(chǎn)品設計過程中，先有產(chǎn)品外觀再是電路設計，如顯示位置，按鍵位置，板邊形狀，螺絲定位孔，散熱口等。即機械工程師提供CAD尺寸圖紙，電子工程師按CAD圖紙轉(zhuǎn)換為PCB板形圖紙。這樣達到電子和機械的完美配合板框設計導入CAD圖紙：CPU控制電路方盒.dxf導入后設置：1.選擇‘mm’單位保持同CAD圖紙尺寸單位相同；2.全選圖層右鍵將圖層改為‘Keep-OutLayer’；3.CAD圖紙必須是1:1的尺寸圖板框設計板框設計檢驗尺寸是否同CAD提供的尺寸一樣?？旖萱I（R+M）板框設計刪除無關線條，留下相關有用的PCB板邊，定位孔，按鍵位置，連接器，顯示等。全選邊框快捷鍵（S+A），修改線條寬度為0.2mm。再按快捷鍵(D+S+D)即選中的對象（閉合的板型）邊定義為電路板形狀。注：關于按鍵連接器顯示等位置信息的圖層選用絲印層。板框設計添加常用工具欄‘Wiring’和‘Utilities’板框設計放置PCB邊框原點：一般在PCB邊框的左下角放置原點。記得保存。

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——器件導入和布局任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。器件導入和布局參考6.2.4章節(jié)內(nèi)容導入封裝。也可以快捷鍵（D+I）導入。器件導入和布局軟件窗口分割成上下或者水平，方便對照原理圖抓取封裝。

器件布局按：功能部分、信號走向、中心器件以及已經(jīng)規(guī)定好的器件位置進行布局。器件導入和布局

快速查找器件封裝快捷鍵（M+C）在空白處單擊鼠標左鍵，可以快速抓取想要的器件，也可以使鼠標直接跳轉(zhuǎn)至器件位置處?？醋约簩嶋H需要來設定。器件導入和布局選擇需要調(diào)整的多個器件進行對齊調(diào)整

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——步驟8：布線和過孔任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。布線和過孔

雙面板畫線原則先走頂層線再走底層線，先近后遠，上下層十字交叉。線條粗細按實際電流來計算寬度，并且電流余量為1.5-2倍。常用的PCB銅箔厚度為35um。信號線寬度0.2-0.5之間足夠使用，電源線一般在空間允許的情況下適當放寬線條0.7-2.5mm。布線和過孔

提高布線的效率，根據(jù)自己常用的線寬進行提前設置線寬表單，在布線時可以直接調(diào)用需要的線寬。

在布線的時候快捷鍵（Shift+w）線寬表單里選擇需要的線寬布線和過孔

多個信號線可以進行多焊盤一起走線。按住‘Shift’選擇需要同時走線的焊盤，再點剛選中焊盤的其中一個，就可以多線條一起布線。布線和過孔布線快捷鍵（Ctrl+w）開始布線，布線時按住Ctrl鍵，鼠標點擊需要布線的焊盤，線條會自動連接最近相同網(wǎng)絡的進行布線。布線過程中按快捷鍵（Shift+R）來切換走線模式。頂層和底層的快速切換快捷鍵‘*’，重復切換。

刪除某條不需要的導線時，用快捷鍵‘U+U+N’點擊將整條網(wǎng)絡聯(lián)系刪除。布線和過孔快捷鍵（P+V）快速放置過孔。嚴禁過孔放在貼片焊盤上，除需要擴流和散熱的貼片焊盤。放置測試點（testpoint）：開發(fā)調(diào)試和生成測試的電氣點

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——步驟9：敷銅與文件輸出任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔敷銅是PCB設計中的關鍵步驟，涉及到電路的連接和導電層的制作。原理圖符號設計原理圖符號設計是設計原理圖的基礎，需要根據(jù)電路功能選擇合適的符號。原理圖修改原理圖修改是根據(jù)設計要求和實際需要對原理圖進行的調(diào)整和優(yōu)化。器件導入與布局器件導入與布局是將原理圖中的元件導入PCB并進行初步布局的過程。問題處理與文件輸出問題處理與文件輸出是PCB設計的最后階段，需要解決設計中出現(xiàn)的問題并輸出最終文件。

敷銅前對焊盤加淚滴快捷鍵（T+E）效果讓焊盤與線的過渡更好看一定程度也加強焊盤的穩(wěn)定性和減少高頻輻射。敷銅敷銅敷銅規(guī)則設置：插件焊盤用十字交叉方式，防止在過波峰焊時散熱太快引起虛焊。貼片焊盤一般用全連接方式敷銅。敷銅

對地線GND網(wǎng)絡進行敷銅。

對一些需要擴流的網(wǎng)絡或者增加美觀度的都可以敷銅。

敷完銅后，懟PCB進行必要的標注說明。一般用絲印層標注。例如：名稱，版本號，日期、材質(zhì)要求、環(huán)保要求、安全標識，功能標識、接口標識等。敷銅文件輸出

輸出文件包括：原理圖，PCB圖，生產(chǎn)Gerber文件，生產(chǎn)元器件BOM文件，以及其他技術性要求

用PCB圖或Gerber文件PCB廠家都可以生產(chǎn)。一般發(fā)PCB圖即可。PCB組件生產(chǎn)時，需要用到BOM文件即器件清單。一般在PCB圖里導出器件BOM文件。生產(chǎn)或采購可以按照此BOM文件采購器件和生產(chǎn)電路板組件。文件輸出文件輸出

輸出材料清單后，對主要的器件進行說明描述

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——常見問題與解決方法任務實施流程工程建立工程建立是整個PCB設計流程的起點，需要創(chuàng)建新工程并導入必要的外部文件。PCB封裝設計PCB封裝設計涉及到為原理圖中的每個元件創(chuàng)建或選擇合適的物理封裝。PCB規(guī)則設置PCB規(guī)則設置與板邊定義了PCB設計的約束條件，包括布線規(guī)則和板邊形狀。布線過孔敷銅布線過孔