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第九章ARES PCB Layout设计基本概念


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9.2
ARES PCB Layout设计基本概念
ARES PCB Layout的主要特性
Proteus 8.0 PCB Layout主要特点有: (8) 封装库包含通孔式(through hole)和表面粘贴式(surface mount,简称 SMT,包括SM782和IPC7351标准的SMT的封装)。具有多样式的焊盘/过孔, 丰富的二维图形符号库。 (9) 输出到打印机和绘图仪,包括了Valor的ODB++格式和传统的Gerber / Excellon的范围广泛。还可以输出DXF,PDF格式,EPS,WMF和BMP图形格 式。 (10) 利用Gerber浏览器, 可以预览、查看Gerber输出文件。 (11) 3D 可视化预览,可以输出STL、3D DXF和3DS格式。
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ARES PCB Layout设计基本概念
9.1.1
PCB板层结构及术语

PCB板
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ARES PCB Layout设计基本概念
9.1.2
PCB 板层结构
印制电路板包括刚性、揉性和刚揉结合的单面板(SSB)、双面板(DSB) 和多层板(MLB)。 (1)单面板 单面板是指仅一面有导电图形的印制板,即电路板一面覆铜,覆铜面用 来布线(设计电路导线)和元件焊接,则另一面用于放置直插式封装元器件。 单面板用于设计比较简单的电路。 (2) 双面板 顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)都有铜模导线(Track)的 电路板,双面布线。元器件一般放在顶层,所以顶层也称为元件面 (Component Side),底层为焊接面(Solder side)。顶层与底层中间为 一层绝缘层,顶层与底层通过过孔(Via)和焊盘(Pad)实现电器连接。 用于设计较为复杂电路。 (3) 多层板 由交替的导电图形层和绝缘材料层叠压粘合而成而成的电路板,除了顶 层和底层外,内部还有一层或者多层相互绝缘的导电层。各层之间通过金属 氧化物过孔(Via,简称金属化孔)实现电气连接。
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ARES PCB Layout设计基本概念
9.1.3
封装和其他
2.常用的封装类型 从使用的包装材料来分,可以将封装划分为金属封装、陶瓷封装和塑料封装。 从成型工艺来分,可以将封装划分为预成型封装(pre-mold)和后成型封装 (post-mold)。 至于从封装外型来讲,则有SIP(single in-line package)、DIP(dual inline package,有的简称DIL封装)、PLCC(plastic-leaded chip carrier)、 PQFP(plastic quad flat pack)、SOP(small-outline package)、TSOP (thin small-outline package)、PPGA(plastic pin grid array)、PBGA (plastic ball grid array)、CSP (chip scale package)等等。 若按连接的方式来分,则可以划分为PTH (pin-through-hole)和SMT (surface-mount-technology)两大类,即通常所称的插入式(Through Hole Technology,THT)(或通孔式)和表面贴装式。
9.1.6
布线拐角锐化
当PCB设计走线出现直角拐角时,在拐角处会产生额外的寄生电容和 寄生电感,这种不连续性会造成反射。 在PCB设计走线确实需要直角拐角的情况下,可以采取两种改进方法, 一种是将90°拐角变成两个45°拐角;另一种方法是用圆角,圆角方式是最 好的。45°拐角可以用到10 GHz频率上。如图所示。
图 手工布线,飞线与力向量
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9.1.5
安全间距(Clearance)
进行印刷电路板设计时,为了避免 导线、过孔、焊盘及元件间的距离过 近而造成相互干扰,就必须在他们之 间留出一定的间距,这个间距就称为 安全间距。图为安全间距示意图。

安全间距
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ARES PCB Layout设计基本概念
图 飞线与力向量显示
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9.1.4
铜膜导线(Track)、飞线(Ratsnest)与力向量(Force Vector)
力向量为元件布局、布线提供的援 助,它们显示为黄色的箭头,从每个 组件的中心的点指向飞线长度最短的 方向。一般来说,飞线总长度越短, 意味着布线总长度也是越短(注意: 这只是相对于大多数情况是正确的, 并不是绝对正确);走线越短,走线 所占据的印制板面积也就越小,布通 率越高。在走线尽可能短的同时,还 必须考虑布线密度的问题。如图9-5 所示的带箭头黄线。飞线和力向量可 以通过工具栏内的按钮(Edit layer Color /visibility)可以使飞线和力向 量显示。当布线完成后力向量也就消 失。
LDQ
Proteus8.0-电子线路设计与仿真
作 者 时 间
刘德全 2013.08
ARES PCB Layout设计基本概念
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PCB板层结构及术语
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ARES PCB Layout的主要特性
ARES PCB Layout界面 ARES PCB Layout 菜单栏 选择过滤器的使用实例
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ARES PCB Layout设计基本概念
PCB板层结构及术语
ARES是Proteus提供的一款高性能、快速制版软
件。 PCB板设计的基本结构与术语包括层、焊盘、过 孔、填充区、焊盘、飞线和安全距离等概念。

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ARES PCB Layout设计基本概念
9.1.1
PCB板层结构及术语
PCB板本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作 成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔,原本铜箔是覆 盖在整个板子上的,而在制造过程中部份被蚀刻处理掉,留 下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线路被称作导或 称为布线,用来提供PCB上元件的电路连接。 通常PCB的颜色都是绿色或是棕色,这是阻焊的颜色。是绝 缘的防护层,可以保护铜线,也防止波峰焊时造成短路,并 节省焊锡用量。在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面,通 常在这上面会印上文字与符号(大多是白色的),以标示出 各元件在板子上的位置,丝网印刷面也被称作图标面。
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ARES PCB Layout设计基本概念
ARES PCB Layout的主要特性
Proteus 8.0 PCB Layout主要特点有: (8) 封装库包含通孔式(through hole)和表面粘贴式(surface mount,简称 SMT,包括SM782和IPC7351标准的SMT的封装)。具有多样式的焊盘/过孔, 丰富的二维图形符号库。 (9) 输出到打印机和绘图仪,包括了Valor的ODB++格式和传统的Gerber / Excellon的范围广泛。还可以输出DXF,PDF格式,EPS,WMF和BMP图形格 式。 (10) 利用Gerber浏览器, 可以预览、查看Gerber输出文件。 (11) 3D 可视化预览,可以输出STL、3D DXF和3DS格式。
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9.1.3
封装和其他
1.元件封装的概念: (1) 元器件的封装是指元器件的外形形状和尺寸大小,也即指在PCB中实 物大小,以便正确焊接板上,用特定的文字及数字描述。 (2) 元件封装由元件的投影轮廓、引脚对应的焊盘、元件标号和标注字符 等组成。 (3) 元件封装的编号规则一般为:元件类型+焊盘距离(或焊盘数)+元件 外形尺寸。
(a)锐化参数设置 图
(b)锐化参数含义 锐化设置与取消
(c)撤销锐化
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9.1.7
ARES PCB Layout设计基本概念
自动缩颈(Auto Track Necking)
在很多情形下,如有时当布线从两个焊盘之间穿过时,需要把布线类 型变小,否则就会违反设计规则。ARES PCB Layout中使用自动缩颈 工具进行这类操作。 这个功能由系统菜单“Technolgy”→“Design Rule Manager”命 令控制。这个对话框允许你设置焊盘与焊盘(Pad-Pad)之间、焊盘与布 线(Pad-Trace)之间和布线与布线(Trace-Trace)之间的距离,当然也 可以设置缩颈的布线类型。默认的缩颈类型是T10,即10th的布线。 切换 单击PCB Layout 的工具栏上的 按钮实现自动缩颈与不缩颈之间
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ARES PCB Layout设计基本概念
9.1.3
封装和其他
3.焊盘(Pad)与过孔(Via) 焊盘(Pad)的作用是用来放置焊锡、连接导线和焊接元件的管脚。焊盘的主 要作用是通过引脚来固定的元件,每个焊盘对一个引脚。
圆形焊盘 方形焊盘 DIL模型焊盘 表面粘贴式焊盘 图 常见焊盘的形状与尺寸
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ARES PCB Layout设计基本概念
ARES PCB Layout的主要特性
Proteus 8.0 PCB Layout主要特点有: (1) 32位高精度的数据库,提供10nm的线性分辨率,角分辨率为0.1°,最大 电路板尺寸为10×10米。16铜薄层(Copper layer),2个丝印层(Silk Layer),4个机械层(mechanical layer)、板界(Board Edge)、禁止布线层 (Keep out Layer)、阻焊和锡膏层(Resist and paste mask layer)。 (2) 硬件加速显示,提高速度图形刷新,并提供真实层的透明度。 (3) 通过Live netlist和ISIS Schematic Capture共享数据, 包括在原理图上的 连线信息​。 (4) 交互式的人机界面,通过上下文菜单、快捷菜单、模式工具等快速便捷操 作。全自动回注功能、引脚交换和门交换优化功能。 (5) 实时物理设计规则检查(Design Rule Checker,简称DRC)和综合的电 路连接规则检查(Connectivity Rule Check reports,简称CRC)。 (6) 自动放置元器件和手工放置相结合、自动布线和手工布线相结合。
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