Protel制板步骤:
一、原理图画好,并确保准确。确定原理图ERC检验无误;需注意,在布板的时候,由于
走线的需要,会更改元器件管脚顺序,比如FPGA的管脚顺序定义。 二、确定封装,最好原器件封装不要改变,以防止改变封装所带来的麻烦。
三、NEW->PCB文件。在PCB文件中,设定制作板子的基本信息。包括PCB板制板层
数、PCB板的大小尺寸、导入制作PCB文件所需要的封装库、及一些制板规则Rule及显示颜色等设置。
在KEEPOUTLayer层,P/T画PCB板的大小尺寸。 四、导入网表。有两种方法:
● 在PCB图中,用Load Nets命令导入;元器件将摆放在Keepoutlayer内,即摆放在
板内。
● 在原理图中,用Design->Updata PCB命令导入。可使器件摆放于Keepoutlayer的
周围,有利于布局。
五、布局。非常重要,决定着走线的好坏与难易。
可把原理图中的器件分模块、分功能布局,再融合到一起。需考虑: ● 原器件标号即原器件丝印的放置。元器件之间是否有空间放置标号; ● 电源与地等信号打过孔到内层的空间,以防布局太密,无空间给电源及地等信号打
过孔;
● 每一个芯片的电源脚都需要一个退藕电容,离电源脚越近越好;距芯片VCC不超
过5mm。打过孔的时候,考虑电流的走向。电源从电源内层经过过孔,再经过退藕电容,最后到芯片的VCC脚。打过孔的时候,应按照这个电流走向打过孔,而不能在芯片VCC脚与电容之间打过孔,这样,退藕电容将不起作用。
布局与走线的时候,一定要按照电流的方向来走。
● 每一个输出电源,即电源做为输出电源,均需要在旁边至少加一个贴片电容; ● 电源太多的情况下,比如3V3、5V、+15V、-15V、A3V3、VCCO等电源,将
在内层分割电源层,应将相应功能电路一块布局或放置,以利于分割电源内层;模拟电路与数字电路要分开布局;
● 上拉或下拉的电阻应在靠近芯片的位置放置。这是考虑有干扰的时候,如果上下拉
电阻放在接口而不是芯片旁边,在接口与上下拉电阻之间的走线,抗干扰能力会比较强,但在接口或上下拉电阻与芯片管脚之间的这段距离的走线,干扰会比较大,为了保护整条走线的电路,上下拉电阻靠近芯片放置,整个走线的电路,电流都相对较大,比较利于抗干扰。
六、布线。一般6mil的数字信号线,安全间距12mil;电源线20或30mil,或更高。PE线
越宽越好。先布一些重要的网络,比如高频时钟、主电源等,这些网络往往对走线距离、线宽、线间距、屏蔽等有特殊的要求。
手动布线时把DRC选项打开,使用动态布线(Dynamic Route)。
七、走线完成后,应进行相应ERC检查。确定无误后,开始打电源及地的过孔。打过孔时,
有两种方法:
● 先打过孔,再分割电源内层; ● 先分割电源内层,再打过孔。
一般情况下,先打过孔,再分割电源内层。 分割电源层,需考虑:
● 地层要比电源层要大;
● 电源内层中,有颜色显示的,是没有铜的地方;没有颜色显示的,即黑色的,是有
铜的地方;
● 相同的网络一定要分割在相同的电源内层中,如,不能5V的过孔或网络,被分割
在3V3的电源内层网络中。
PlaceFill 工具是去死铜的工具。用此工具在内层中,划了一个区域,表示此区域没有铜的覆盖。
PlacePolygonPlane 工具是敷铜的工具。在顶层与底层,用此工具铺铜。一般选择Rules->安全间距 为20mil。Connect Net 为GND;Grid Size 为30mil;Track Width为15mil。
PlaceSplitePlane 工具是分割电源内层工具。比如电源层有3V3与5V;地层有模拟地与数字地;这些都需要分割电源内层,用的就是此工具。一般Track Width 为30mil;Layer为电源内层或地内层;Connect to Net 为数字地、模拟地或3V3与VCC。 八、盖绿油、放阻焊。找一个过孔,属性->Solder Mask->Tenting 打勾即可。 九、打泪涕。Tools->Teardrops。
十、放置光学定位点。光学定位点,其实就是一个特别的封装。光学定位点一般放于管脚比
较多的芯片对角线旁边,一股成对放置。也可两个器件三个光学定位点。 光学定位点放于顶层,如果在顶层需要铺地,即对地铺铜,可如下操作: ● 在禁止布线局,用画圆的工具,画一个圆包围光学定位点。 ● 铺地。
● 铺地成功后,去除光学定位点。
● 顶层铺地后,应去除光学定位点,再铺底层的地。
十一、 分割内层后,用PlaceFill 工具在电源与地内层去死铜。
十二、 在顶层与底层用PlacePolygonPlane 工具铺地。铺地的时候,可以人为的加一些地
GND过孔。用View->Toolbars->Placement Tools->Place Via工具即可。可按Tab键设置过孔的大小与相应的NET名称。顶层与底层铺地的时候,需注意,把Rules->Clearance加大,至15mil以上。 十三、 电源的处理:外部输入的电源,比如5V、+15V电源,需要经过铝电解电容和0805
的贴片电容,之后,打过孔到电源内层,在内层中分割不同的电源内层。一般原理图中,比如,VCC,标号为VCC,分割电源内层的时候,会把VCC单独分在一起,这样VCC通过过孔直接到内层中,而没有经过电容的滤波环节。故应在内层中,使用去死铜PlaceFill工具把外部输入的电源走线到电解电容与贴片电容之间的走线全部去死铜。而用滤波电容的过孔VCC连接到VCC内电源屋。
十四、 规格检查。无误,生成GERBER文件制板。当然也可以直接提交PCB文件。 十五、 放置公司标志与版本信息丝印。
概念:
● Snap :锁定栅格。此项设置将影响光标的移动。光标在移动的过程中,将以此设定值
为移动的基本单位。
● Visible: 可视栅格。此项设置图纸上实际显示的栅格的距离。
● Electric Grid :自动寻找电器节点。选中此项时,系统在绘制导线时,会以Grid栏
中的设定值为半径,以箭头光标为圆心,向周围搜索电气节点。如果找到了此范围内最
近的节点,就会把光标移至该节点上,并在该节点上显示出一个圆点。
技巧:
● 如果在画原理图的时候,想在PDPINTA 头上加根线,如此:P\\D\\P\\I\\N\\T\\A\\就OK 。
● 运行Protel99SE,点击窗口左上角的下箭头,选“Preferences”,将“Use Client system
Font for All Dialogs”前面的钩去掉。这样,对话框字体显示美观,不会出现字体显示不完整现象。
● 在设计原理图时,有时打开设计工具条,工具条不显示,在File 左侧的大箭头中选取
\\customize\\tools,将工具条的位置设定好。
● 走线的时候,线距应大于线宽。也即9mil的线宽10mil的安全间距。最好是线距大于
2.5倍线宽。
● Tools->Preferences页 前两个选项 Clipboard Reference 、Add Template Clip...
不打勾,就可以拷币图片,而不需要经过特殊处理。 ● 图片与中文一起粘贴:
在PROTEL中拷币;在WORD文档中,编辑->选择性粘贴即可。 ● 原理图网表与PCB网表的对比,可以检验是否出现错误。具体方法:
一、在PCB图中,导入原理图网表,如果没有change就表示网表一样;
二、从PCB图中生成网表文件与原理图中网表对比。Reprots->Netlist compare->选择第一个网络表的名称->OK->选择第二个网络表名称->OK。
● 画线或过孔的时候,按下空格键,可以画出转折45度及任意角度的线。 ● 在布线的时候,Place->Interactive Routing一定没有错。即P/T快捷键。 ● 在画线的时候,即P/T快捷键方式下,按Tab键,可以更改线的粗细、过孔的大小等值。 ● 过孔的画法:P/T快捷键,画线,左键点击一下,按小键盘+号键,或-号线可以打出
过孔,再左键点击一下,一个过孔就完整的确认下来。
● Protel布局时,选定一些元器件,Tools->Convert->Create Union From Selected
Components建立联合。 ● 可以推挤布线,在preferences->interactve routing下,MODE选项中,选择Push obstcal。
● 在分割电源与地层的时候,在电源或地层选择属性->GLOBAL->Layer same,删除所
有的死铜。
● 过孔越小,其自身的寄生电容也越小,更适合用于高速电路。但孔尺寸的减小同时带来
了成本的增加,而且过孔的尺寸不可能无限制的减小,它受到钻孔(drill)和电镀
(plating)等工艺技术的限制:孔越小,钻孔需花费的时间越长,也越容易偏离中心
位置;且当孔的深度超过钻孔直径的6倍时,就无法保证孔壁能均匀镀铜。比如,现在正常的一块6层PCB板的厚度(通孔深度)为50Mil左右,所以PCB厂家能提供的钻孔直径最小只能达到8Mil。
● 针对原理图中,一个原器件原理图封装比较大,可以分为几个部分,new part指令可以
增加;在原理图中,双击原器件,在属性栏,Part属性选择第几部分,1是第1部分;2为第2部分。
7414的原理图封装怎么做? 在原理图封装下,Tools->new part设计好之后,再next part 设计完保存。在Browse schlib栏中,选择7414,点击三下,三个部分。属性->Part 分改为1,2,3。则OK。
● 尽量加宽电源、地线宽度,最好是地线比电源线宽,它们的关系是:地线>电源线>信
号线,通常信号线宽为:0.2~0.3mm,最经细宽度可达0.05~0.07mm,电源线为1.2~2.5 mm。
● 矩形填充与多边形填充一般情况下,是导线走完后,再填充。需要去掉填充时,点击填
充的区域,如果有多个填充,比如顶层与底层填充,选择一个,然后拖出边界,点击鼠标,弹出一个Rebuild polygons?对话框,选否,再删除。如果选是,在PCB文件中,始终有一个死区的铜皮在文件中,但不影响操作与结果。
矩形填充会覆盖区域内的所有导线、焊盘和过孔,使他们具有电气连接关系,而多边形填充则会绕开区域内原有的导线、焊盘、过孔等具有电气意义的图件,不改变他们原有的电气连接关系。
如果将填充平面的格点尺寸(Grid Size)和线宽(Track Width)设置成相同值,多边形填充也可以获得与矩形填充相同的外观效果。注意此语句是相同的外观效果。一般情况下,需要做填充时,这两个数据都设置为20 mil。
● Minimum Primitive Size一般为3,越小越好。越小越平衡。
● 电源内层的信号定义:在布线的时候,不需要考虑电源内层。碰到电源VCC与GND
只需要向下打一个过孔即可。如果只有VCC与GND中间层,则会自动识别;如果有VCC1、VCC、GND、0VA,则在布线完毕时,用Place->Split plane 来划分区域与相应区域对应的信号。即把0VA信号所牵涉到的区域全部放在一起,组成一个独立的块;把GND信号所牵涉到的区域全部放在一起。在电源内层中,黑色的代表有铜皮的地方,彩色的代表没有铜皮。由于抗干扰的因素,一般在PCB板的边界,一个整圈,都没有覆铜。
● 在PCB的所有层中,机械层、阻焊层、锡膏防护层、钻孔位置层都可以不要,不需要
关注。机械层可以用来画边界,但现在已经在Keepout禁止布线层用P/T画边界;阻焊层在Design->Rules->Solder Mask Expansion中设置。一般4mil。在焊盘的属性中,有Override选项,就是用来设置阻焊的大小的。
锡膏防护层一般不用设置。Design->Rules->Paste Mask Expansion中设置。一般0 mil。 在焊盘的属性中,有Paste Mask Override选项,就是用来设置锡膏的大小的。
● 对于跨地层(电源层)的走线,如下图
信号走线,应走在0VA与GND的交界的电阻(R11)旁边。因为此处为数字地与模拟地的交界,信号在交界处,干扰会比较大
● 加入测试点,方法:
一、从原理图中,给测试点一个封装;
二、在需要放置测试点的地方,放置一个Pad,Net需要与测试点相同。
● 在贴片的元件中,有Plate属性,此属性代表孔是否要覆铜。比如一个Pad,在顶层、
贴片,则此Plate没有作用;如果一个安装孔,通孔,如果想中间即孔的内壁,不需要有铜,则不选Plate属性;如果希望此孔是一个过孔的样式,即从顶层至底层都有铜,则选择Plate属性。 此孔对安装孔用的多。如果希望安装孔抗干扰不影响内层的覆铜,又想此孔有金属表面 在顶层与底层,可以不选择Plate属性。
● Design->Rules->Manufacting->Power Plane Clearnece 此项设置过孔与VCC、GND内层
的安全间距。一般为15 mil。即此过孔如果Net为VCC,则它与GND层有10 mil的距离。
Design->Rules->Manufacting->Power Plane Connect style 此项设置VCC、GND内层的接触形状。如果是Direct Connect,则直接连接。如果是relief connect,则在内层中,可以看见阻挡的形状。此种形状,可以在焊接的时候,烙铁头过热,阻止立即把热量导入到内层。
一般情况下,选择Direct connect,制板厂方便一点。
● 在一般情况下,1mm粗的线,即40mil粗的线,35微米厚度的铜膜,可过1A的电流。
如果走线电流过大,放置过孔(Place->Pad)的时候,需要多放置几个过孔,或者过孔尺寸变大。
● 芯片底部Terminal Pad(终端节点)的封装处理:芯片底部有一个脚,一般情况,有
两个用处:一、散热 二、接地。
比如,767D301这个芯片,底部的终端节点用于散热,实现散的目的,有三种方法: