PCB科技 - 製作PCB的基本工藝和技能

1.電路板設計前期工作

1.使用原理圖設計工具繪製原理圖並生成相應的網絡錶。 當然，在一些特殊情况下，比如電路板相對簡單，已經有網絡錶等，不需要設計原理圖，直接進入PCB設計系統。 在PCB設計系統中，可以直接使用零件和封裝。 生成網表。

2.手動更改網絡錶。 定義原理圖上沒有的焊盤，例如某些組件到與其連接的網絡的固定引脚。如果沒有物理連接，可以定義為接地或保護接地。 將原理圖和PCB封裝庫中一些引脚名稱不一致的器件的引脚名稱更改為與PCB封裝庫的引脚名稱一致，尤其是二極體和電晶體。

2.繪製自己定義的非標準設備的包庫

建議將自己繪製的所有零件放入自己創建的PCB庫專用設計檔案中。

三、建立PCB設計環境，繪製中間有空心的印刷電路板等。

1.進入PCB系統後的第一步是設定PCB設計環境，包括設定網格大小和類型、光標類型、佈局參數、佈線參數等。大多數參數都可以使用系統預設值，這些參數設置後符合個人習慣，以後不需要修改。

2.規劃電路板主要是確定電路板的框架，包括電路板的尺寸等等。在需要放置固定孔的地方放一個合適尺寸的墊片。 對於3mm的螺釘，可以使用6.5~8mm外徑和3.2~3.5mm內徑的墊片。 對於標準板，它們可以從其他板或PCB板導入。

注意：在繪製電路板的邊界之前，必須將當前圖層設定為“禁止使用”圖層，即禁止使用佈線圖層。

4.打開所有要使用的PCB庫檔案後，導入網表檔案並修改零件包

這一步驟是非常重要的一部分。 網表是PCB自動佈線的靈魂，也是原理圖設計與印製板設計的介面。 只有在加載了網表之後，才能對電路板進行佈線。

在方案設計過程中，ERC檢查將不涉及零件的包裝。 囙此，在設計原理圖時，可能會忘記零件的包裝。 當引入網表時，可以根據設計情况對零件的包裝進行修改或補充。

當然，您可以直接在PCB中手動生成網表，並指定零件包。

第五，零部件佈局的位置包，也稱為零部件佈局

Protel99可以進行自動佈局或手動佈局。 對於自動佈局，請在“工具”下運行“自動放置”。 你需要對這個命令有耐心。 佈線的關鍵是佈局，大多數設計師使用手動佈局。 使用滑鼠選擇組件，按住滑鼠左鍵，將組件拖動到目標位置，釋放滑鼠左鍵以固定組件。 Protel99在佈局中添加了一些新技能。 新的互動式佈局選項包括自動選擇和自動對齊。 使用自動選擇方法可以快速收集類似的包裝組件，然後旋轉、展開並分組，然後將它們移動到板上所需的位置。 完成簡單佈局後，使用自動對齊可以整齊地展開或收縮一組類似的零部件。

提示：在自動選擇過程中，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y來展開和收縮選定零部件的X和Y方向。

注意：零件的佈局應從機械結構散熱、電磁干擾和未來佈線的方便性等方面綜合考慮。首先排列與機械尺寸相關的設備，並鎖定這些設備，然後是大的占位設備和電路的核心部件，然後是週邊的小部件。

6.根據情况進行適當調整，然後鎖定所有設備

如果板空間允許，可以在板上放置一些類似於實驗板的佈線區域。 對於大型板材，應在在中間新增更多的固定螺絲孔。 板上有較重的部件或較大的連接器，其他受力部件也應固定螺孔。 如有必要，可以將一些測試墊放置在適當的位置。 最好將它們添加到示意圖中。 新增過小的焊盤過孔的尺寸，並定義所有固定螺孔焊盤到接地或保護接地的網絡。

放置後，使用VIEW3D功能檢查實際效果並保存。

七、接線規則設定

佈線規則是設定佈線的各種規格（如使用級別、每組的線寬、過孔的間距、佈線的拓撲結構等規則，這些規則可以通過設計規則選單從其他板匯出，然後導入到該板中。）這一步驟不必每次都設置，可以根據個人習慣設定一次。

選擇設計規則通常需要重置以下幾點：

1.安全距離（路由標籤的間隙約束）

它規定了板上不同網絡的跡線焊盤過孔之間必須保持的距離。 一般情况下，板可以設定為0.254mm，空板可設定為0.3mm，密度較大的接線板可設定至0.2-0.22mm。 極少數印刷板製造商的生產能力為0.1-0.15mm。 您可以在征得他們同意的情况下設定此值。 0.1毫米以下是絕對禁止的。

2.佈線層和方向（“佈線”選項卡的“佈線層”）

在這裡，您可以設定所使用的佈線層和每個層的主要佈線方向。 請注意，該補丁的單板僅使用頂層，直列單板只使用底層，但此處未設定多層板的電源層（您可以在“設計層堆棧管理器”中按一下頂層或底層，然後使用“添加平面”，按兩下滑鼠左鍵進行設定，按一下層並用“删除”將其删除），此處未設定機械層（您可在“設計機械層”中選擇要使用的機械層，並根據它們是否同時以單層顯示模式顯示以及是否以單層顯示模式顯示來選擇是否可用）。

機械層1通常用於畫板的框架；

機械層3通常用於機械結構部件，例如繪圖板上的杆；

機械層4通常用於繪製尺規和注釋等。您可以使用PCB嚮導自行匯出PCAT結構板。

3.過孔形狀（路由標籤的路由過孔樣式）

它規定了在手動和自動佈線過程中自動生成的過孔的內徑和外徑，分為最小值、最大值和首選值，其中首選值最重要，下同。

4.路線寬度（“路線”選項卡的寬度約束）

它指定手動和自動佈線期間的跡線寬度。 整個板範圍的偏好通常為0.2-0.6mm，並添加了一些網絡或網路類線寬設定，如地線、+5伏電源線、交流電源輸入線、電源輸出線和電源組等待。 網絡組可以預先在“設計網表管理器”中定義。 地線的寬度一般為1mm，各種電力電纜的寬度一般在0.5-1mm之間。 線路寬度和印刷板上的電流之間的關係約為每毫米線路寬度1。 關於安培的電流，請參閱相關資訊。 當導線直徑的首選值太大，導致SMD焊盤無法通過自動佈線佈線時，當它進入SMD焊盤中時，它將自動收縮到最小寬度和焊盤寬度之間的一段跡線，其中板是整個板的。板的線寬約束具有最低優先順序，即佈線時首先滿足網絡和網絡組的線寬約束條件。

5.銅連接形狀的設定（製造選項卡的多邊形連接樣式）

建議將卸壓連接的導線寬度用於45度或90度時0.3-0.5mm的4根導線。

其餘項目通常可以使用其原始預設值，並且可以根據需要設定佈線的拓撲結構、電源層的間距和與連接形狀匹配的網絡長度等項目。

選擇“工具”“首選項”，然後在“選項”列中選擇“互動式路由中的推送障礙物”（當遇到不同網絡的路由時推送其他路由，忽略障礙物是要通過的，避免障礙物是為了封锁）模式，然後選擇“自動移除”（自動移除）“删除冗餘軌跡”）。 “預設值”列中的“軌跡”和“過孔”也可以更改。 一般來說，沒有必要移動它們。

將FILL填充層放置在不需要佈線的區域，例如散熱器下方的佈線層和躺著的兩針晶體振盪器，並將FILL放置在頂部或底部焊料的相應位置進行鍍錫。

佈線規則的設定也是印刷電路板設計的關鍵之一，這需要豐富的實踐經驗。

8.自動接線和手動調整

1.按一下功能表命令“自動佈線/設定”以設定自動佈線功能

選擇除“添加測試點”之外的所有項目，尤其是“鎖定所有預路由”選項，並且“路由網格”選項為1mil。 在自動接線開始之前，PROTEL將為您提供一個推薦值。 您可以忽略它或更改為其推薦值。 值越小，板就越容易100%分佈，但佈線越困難，所需時間也越多。

2.按一下功能表命令“自動佈線/全部”以啟動自動佈線

如果無法完全佈線，可以手動完成或UNDO一次（不要使用UNDO all佈線功能，它會删除所有預佈線和空閒焊盤、過孔），調整佈局或佈線規則，然後重新佈線。完成後進行DRC，並更正任何錯誤。 在佈局和佈線過程中，如果發現原理圖有錯誤，應及時更新原理圖和網絡錶，手動更改網絡錶（與第一步相同），並在部署前重新安裝網絡錶。

3.對接線進行初步手動調整

需要加厚的地線、電源線、電源輸出線等都加厚了，一些繞得太多的導線重新佈線，以消除一些不必要的過孔。 再次使用VIEW3D功能可以查看實際效果。 在手動調整中，可以選擇“工具”“密度貼圖”來查看佈線密度。 紅色是最密集的，黃色是第二，綠色是鬆散的。 閱讀完畢後，您可以按鍵盤上的結束鍵來重繪荧幕。 紅色部分通常應進行鬆散調整，直到變為黃色或綠色。

9.切換到單層顯示模式（按一下功能表命令“工具/首選項”，在對話方塊的“顯示”列中選擇“單層模式”）

將各配線層的電線拉得整齊美觀。 在手動調整過程中，您應該始終進行DRC，因為有時某些導線會斷開，您可能會從斷開的地方走幾條導線。 當你幾乎完成時，你可以單獨列印出每個佈線層，以便在更換導線時參攷。， 同時，還經常使用三維顯示和密度圖功能進行檢查。

最後，取消單層顯示模式並保存。

10.如果設備需要重新注釋，請按一下功能表命令“工具/重新注釋”並選擇方向，然後按“確定”按鈕。

返回原理圖，選擇“工具”“返回注釋”，然後選擇新生成的*。 WAS檔案，然後按“確定”按鈕。 為了美觀起見，應再次拖放示意圖中的某些標籤。 完成所有調整並通過DRC後，將絲網圖層上的所有字元拖放到合適的位置。

請注意，字元不應放置在組件下方或過孔焊盤上。 可以適當减少過大的字元，並根據需要在DrillDrawing圖層上放置一些座標（位置座標）和尺寸（位置尺寸）。

最後，放上印版名稱、設計版本號、公司名稱、檔案的第一次處理日期、印版檔案的名稱和檔案的處理編號等資訊（請參攷第五步所示的圖）。 您可以使用協力廠商程式添加圖形和中文注釋，如BMP2PCB。 EXE和FONT。 宏石公司ROTEL99和PROTEL99SE專用PCB漢字輸入包中的EXE。

11.在所有過孔和焊盤上填充淚滴

填充淚珠可以提高它們的牢度，但會使板上的線條更加難看。 依次按鍵盤的S和A鍵（全選），然後選擇“工具”“Teardrops”，在“常規”列中選擇前三個，然後選擇添加和跟踪模式。 如果您不需要將最終檔案轉換為PROTEL DOS格式檔案。如果您願意，您也可以使用其他模式，然後按“確定”按鈕。 完成後，按鍵盤X和A鍵的順序（全部未選中）。 必須為補丁和單個面板添加它。

12.放置覆銅區域

暫時將設計規則中的安全距離更改為0.5-1mm，並清除錯誤標記。選擇“放置多邊形平面”將地線網絡的銅澆注放置在每個佈線層上（儘量使用八邊形而不是弧形來包裹焊盤。最後，如果要轉換為DOS格式的檔案，必須選擇八邊形）。 下圖是在頂層設定銅澆注的示例：

設定完成後，再次按“確定”以繪製覆銅區域的邊界。 您可以保留最後一面未上漆，只需按下滑鼠右鍵即可開始鍍銅。 默認情况下，起點和終點始終由一條直線連接。 當電路頻率較高時，可選的“栅格大小”大於“軌跡寬度”，並且栅格線會被覆蓋。

相應地放置剩餘佈線層的銅澆注，觀察某一層上沒有銅澆注的大面積區域，在有銅澆注的另一層上放置過孔，按兩下銅澆注區域中的任意點並選擇一個銅澆注，直接按一下“確定”，然後按一下“是”更新銅澆注。 幾個覆銅層重複幾次，直到每個覆銅層都充滿為止。 將設計規則中的安全間隙更改回原始值。

14.最後再做一次DRC

選擇間隙約束最大/最小寬度約束短路約束和未佈線網絡約束，按Run DRC按鈕，然後更正所有錯誤。 一切正常後保存。

14.對於支持PROTEL99SE格式（PCB4.0）處理的製造商，可以將此檔案匯出為*。 查看檔案目錄時的PCB檔案； 對於支持PROTEL99格式（PCB3.0）處理的製造商，您可以匯出檔案Save as PCB 3.0二進位檔案並進行DRC。 通過後退出，不保存。 如果要查看檔案目錄，請將此檔案匯出為*。 PCB檔案。 現時，大量製造商只能在DOS下製作PROTEL AUTOTRAX繪製的電路板，囙此生成DOS版本的PCB檔案需要以下步驟：

1.將所有mechanical圖層的內容更改為mechanical圖層1，將網表匯出為*。 NET檔案，並在查看此PCB檔案時將PCB匯出為PROTEL PCB 2.8 ASCII file格式*。 PCB檔案。

2.使用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8打開PCB檔案，在file（檔案）選單中選擇Save As（另存為），然後選擇Autotrax format（Autotrax格式）以保存為可在DOS下打開的檔案。

3.在DOS下使用PROTEL AUTOTRAX打開此檔案。 單個字串可能需要拖放或調整大小。 所有上下放置的兩針SMD組件都可以進行X-Y尺寸的焊盤交換，逐個調整。 大型四列SMD IC還將交換所有焊盤X-Y。 只有一半的自動調整可以手動完成。 請隨時保存。 在這個過程中容易出現人為失誤。 PROTEL DOS版本沒有UNDO功能。 如果你穿上銅，並選擇使用電弧來包裹焊盤，那麼所有的網絡基本上都是連接的。 用手一個接一個地删除和修改這些弧是非常累的，所以我建議你必須使用八邊形來包裹焊盤。 完成所有這些操作後，使用之前匯出的網絡錶作為DRC路由中的分離設定。 這些值應小於WINDOWS版本中的值。 如果有任何錯誤，請進行更正，直到通過所有DRC。

您也可以直接生成GERBER和鑽孔檔案，並將其提交給製造商以選擇File CAM Manager，然後按Next>顯示六個選項。 Bom是組件清單，DRC是設計規則檢查報告，Gerber是Gerber檔案，NC Drill是鑽孔檔案，Pick Place是自動拾取和放置檔案，Test Points是測試點報告。 選擇Gerber後，按照提示逐步進行。 與生產工藝能力相關的一些參數需要由印刷板製造商提供。 直到您按下“完成”。 在生成的Gerber Output 1上按一下滑鼠右鍵，選擇Insert NC Drill添加鑽孔檔案，然後按一下滑鼠右按鈕選擇Generate CAM Files生成真實的輸出檔案。 gerber檔案可以匯出並使用CAM350打開以進行驗證。 請注意，功率平面是負輸出。

15.向加工廠發送電子郵件或影本

注明板的資料和厚度（製作一般板時，厚度為1.6mm，超大板可為2mm，射頻微帶板等一般在0.8-1mm左右，應給出板的介電常數等名額）、數量，加工時應特別注意。 在電子郵件發送後兩小時內致電製造商，確認是否收到電子郵件。

16.生成BOM檔案，匯出並編輯為符合公司內部規定的格式。

十七、機架螺孔連接件等與主機殼機加工有關的零件（即其他無關零件先選擇後删除）

以公制尺寸的AutoCAD R14的DWG格式檔案輸出到mechanical設計器。

21 整理和列印各種檔案。

如部件清單、部件裝配圖（應注明列印比例）、安裝接線說明等。