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文档之家› 第九章ARES PCB Layout设计基本概念
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
图
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。
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。