Click to edit Master title style,,Click to edit Master text styles,,Second level,,Third level,,Fourth level,,Fifth level,,*,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,机械工业出版社同名教材 配套电子教案,EDA,技术基础,（第2版）,制作：福建信息职业技术学院 郭勇,,,第,8,章,,PCB,手工布线,,本章要点,8.1 设置,PCB,元件库,8.2 规划电路板尺寸,8.3 放置元件、焊盘和过孔,8.4 元件布局,8.5,,元件布线,8.6,PCB,元件设计,8.7,,手工布线实例,,,,,本章要点,●,PCB,布线前的准备工作：规划印制板、设置元件库,,● 放置元件、焊盘及过孔,,● 手工布局原则及手工布局,,● 手工布线原则及手工布线,●,,PCB,元件设计,,返回,,,PCB,设计方法有手工布线和自动布线两种，对于简单的电路，采用手工布线效率更高一般采用自动布线后的线条往往有,些地方不够整齐，甚至还不合理，还需要进行手工布线调整。
手工设计,PCB,是用户直接在,PCB,软件中根据原理图进行手工放置元件、焊盘、过孔等，并进行线路连接的操作过程，手工设计的一般步骤如下⑴设置元件库，规划印制电路板⑵放置元件、焊盘、过孔等图件⑶元件布局⑷手工布线⑸电路调整,以下采用图8-1所示单管放大电路为例介绍手工布线方法设计实例,,,8.1 设置,PCB,元件库,,在,PCB,设计前，必须将元件封装所在的元件库添加到当前库（,Libraries）,中，只有这样，这些元件才能被调用图8-1中的元件封装都在系统提供的,Advpcb.ddb,设计数据库中的,PCB_Footprints.lib,封装元件库中1.设置元件库,在设计管理器中选中,Browse PCB,，在,Browse,下拉列表框中选择,Libraries，,设置为元件库浏览器单击,Libraries,栏下方的【,Add/Remove】,按钮，在弹出的对话框中找到所需的库文件，单击【,Add】,按钮装载库文件，单击【,OK】,完成操作，元件浏览器中将出现已加入的库文件在,PCB99SE,中，印制板库文件位于,Design Explorer 99 SE\Library\Pcb,目录下，常用的印制板库文件是,Generic Footprint,文件夹中的,Advpcb.ddb。
2. 浏览元件图形,打开了某个数据库文件后，元件库浏览器的,Library,栏内将出现该数据库文件中的元件库名，在,Component,栏中显示此元件库中所有元件的封装名称选中某个封装，下方的监视器中将出现此元件封装图，如图8-2所示单击元件库浏览器右下角的,Browse,按钮，可以进行元件浏览，浏览窗口右下角的三个按钮可用来调节图形显示的大小返回,,,8.2 规划电路板尺寸,,在,PCB,设计中，首先要规划印制板，即定义印制板的机械轮廓和电气轮廓印制板的机械轮廓是指电路板的物理外形和尺寸，需要根据公司和制造商的要求进行相应的规划，机械轮廓定义在4个机械层上，比较合理的规划机械层的方法是在一个机械层上绘制电路板的物理轮廓，而在其它的机械层上放置物理尺寸、队列标记和标题信息等印制板的电气轮廓是指电路板上放置元件和布线的范围，电气轮廓一般定义在禁止布线层上，是一个封闭的区域，一般的电路设计仅规划,PCB,的电气轮廓8.2.1 手工定义,PCB,板尺寸,1.手工定义,PCB,板尺寸,本例中采用公制规划尺寸，板的尺寸为70,mm×40mm，,具体步骤如下⑴执行,View→Toggle Units，,设置单位制为公制,Metric。
⑵,执行,Design→Options，,在,Layers,选项卡中分别设置可视栅格1、2为1,mm,和10,mm；,在,Options,选项卡中设置捕获栅格为0.5,mm⑶,在工作层设置中选中,Keep Out Layer,复选框，然后用鼠标单击工作区下方标签中的 ，将当前工作层设置为,Keep Out Layer⑷,执行,Place→Line,放置连线，一般从工作区的左下角开始，定义一个闭合,PCB,边框，以此边框作为电路板的尺寸，如图8-3所示此后，放置元件和布线都要在此边框内部进行2.手工规划,PCB,中的技巧,上述方法在画线的时候靠眼睛辨别，要寻找工作区的坐标原点，且很难确定线条长度，难以在该闭合处闭合，且容易在顶点处产生45°斜面因此只有在画线时时刻注意状态栏左部的坐标信息，以便确定每一个顶点的坐标位置，才能顺利完成边框线的绘制，这种操作方法比较麻烦，实际使用中可以采用定义位置坐标的方法解决⑴执行,View→Toolbars→Placement Tools，,打开放置工具栏⑵单击放置工具栏上的 图标，在工作区左下角处单击一下，将该点定义为相对坐标原点（0，0），沿此点往右为+,x,轴，往上为+,y,轴。
⑶单击放置工具栏上的 图标，设置边框线此时光标上连着十字形，表示处于画线状态，单击鼠标左键确定连线起点，然后按一下快捷键<,J>，,接着再按快捷键<,L>，,屏幕弹出坐标跳跃对话框，如图8-4所示，在,X,栏和,Y,栏输入终点的,x,轴和,y,轴坐标70、0，单击【,OK】,按钮，光标跳跃到坐标（70，0）处，连按两次回车键确定此条连线图8-4 定义位置坐标,⑷同样方法绘制好其他连线用这种快捷键的方法比用移动光标的方法最突出的优点是定位准确，顶点可靠闭合，且不会在顶点产生45°斜面8.2.2 使用制板向导创建,PCB,板,Protel99SE,提供的制板向导中带有大量已经设置好的模板，这些模板中已具有标题栏、参考布线规则、物理尺寸和标准边缘连接器等，允许用户自定义电路板，并保存自定义的模板1.使用已有的模板,执行,File→New,建立新文档，屏幕弹出图8-5所示的对话框，选择,Wizards,选项卡，选中制板向导图标 ，系统启动图8-6所示的制板向导单击图8-6中的【,Next】,按钮，进入图8-7所示的模板选择对话框，在其中可以选择所需的设计模板和所采用的单位制下面以设计,PCI32,位的模板为例介绍模板的设计过程。
⑴在图8-7中选中模板 建立,PCI,模式的模板，设计的单位制选择为英制（,Imperial）⑵,单击【,Next】,按钮，屏幕弹出印制板类型选择对话框，如图8-8所示，选择印制板类型,PCI short card 3.3V/ 32BIT⑶单击图8-8中的【,Next】,按钮，屏幕弹出标题栏设置对话框，如图8-9所示，可以设置标题（,Design Title）、,公司名称（,Company Name）、PCB,板编号（,PCB Part Number）、,设计人员姓名（,Designers Name）,及联系电话（,Contact Phone）⑷设置好标题栏信息后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出信号层设置对话框，如图8-10所示⑸设置好信号层后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-11所示的过孔类型选择对话框，可以选择,Thruhole Vias only（,穿透式过孔）和,Blind and Buried Vias only（,半掩埋式和掩埋式过孔）⑹设置完过孔后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-12所示的元件类型及放置方式设置对话框，设置元件类型为,Surface,-mount components（,帖片式）或,Through hole components（,插针式）及元件是单面放置（选,No）,或双面放置（选,Yes）。
⑺设置完元件放置方式后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-13所示的布线参数设置对话框，图中主要参数如下Minimum Track Size,设置最小导线宽度；,Minimum Via Width,设置过孔的最小外径；,Minimum Via Hole Size,设置过孔的最小内径；,Minimum Clearance,设置导线之间的最小间距⑻所有设置完毕，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出结束模板设计对话框，单击【,Finish】,按钮完成,PCB,模板设计设计完成的,PCI32,位的,PCB,模板如图8-14所示2.自定义电路模板,以下以自定义3000,mil×2500mil,的矩形板为例，说明自定义电路模板的方法启动制板向导，选中创建自定义模板选项 ，进入自定义模板状态，屏幕弹出图8-15所示的电路模板参数设置对话框，主要参数如下图8-15 电路板参数设置,⑴板的类型设置有3种选择，即,Rectangular（,矩形）、,Circular（,圆形）和,Custom（,自定义）；主要参数有,Width（,宽度）、,Height（,高度）和,Radius（,半径，圆形板）。
⑵层面设置Boundary Layer,设置电路板边界所在层面，一般设置为,Keep Out Layer；Dimension Layer,设置物理尺寸所在层面，系统默认为,mechanical Layer4⑶线宽设置Track Width,设置导线线宽；,Dimension Line Width,设置标尺线线宽；,Keep Out Distance From Board Edge,设置禁止布线层上的电气边界与电路板边界之间的距离⑷其它选择设置Title Block（,标题栏显示设置）、,Legend String（,图例的字符串显示设置）、,Corner Cutoff（,是否切掉电路板的4个角）、,Scale（,显示比例设置）、,Dimension Lines（,尺寸线显示设置）、,Inner Cutoff（,是否切掉电路板的中间部分）将,Width,设置为3000,mil，,将,Height,设置为2500,mil，,单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-16所示的自定义印制板外形对话框，此时还可以重新设置印制板的尺寸定义好印制板尺寸后，单击【,Next】,按钮，设置边框缺角，屏幕弹出图8-17所示的对话框，在其中修改缺角的长、宽值，对不需要缺角的，都输入0。
定义好印制板缺角后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-18所示,PCB,开窗口对话框，可修改窗口的上下左右的位置和长、宽，修改方法同修改缺角是一样的若不需要开窗口，则可将四个数据均设置为0图8-16 定义印制板外形,图8-17 定义印制板缺角,,,此后分别设置标题栏信息、定义信号层、定义过孔类型、定义元件类型及放置方式、设置布线参数后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出一个对话框，若要保存模板，选中复选框，出现图8-19所示的保存模板对话框，输入模板名和模板说明后单击【,Next】,按钮，将当前模板保存，屏幕弹出完成消息对话框，单击【,Finish】,按钮结束设置图8-18 开窗口对话框,图8-19 保存模板,返回,,,8.3 放置元件、焊盘和过孔,,当设置了元件库，规划印制板边框后，就可以在印制板上放置各种图件，如元件、焊盘、过孔和线条等8.3.1 放置元件,1.通过菜单或相应按钮放置元件,,执行菜单,Place→Component,或单击放置工具栏上按钮 ，屏幕弹出放置元件对话框，如图8-20所示，在,Footprint,栏中输入元件封装名，如图中的,TO-92A；,在,Designator1,栏中输入元件标号，如图中的,V1；,在,Comment,栏中输入元件的标称值或型号，如图中的9013。
参数设置完毕，单击【,OK】,按钮，将元件移动到适当的位置单击鼠标左键放置元件若不知道元件封装名，可以单击【,Browse】,按钮进行浏览，屏幕弹出图8-21所示的对话框，可以从中选择元件放置元件后，系统提示继续放置同一类元件，元件标号自动加1（如,V2），,此时可以继续放置元件，单击【,Cancel】,按钮退出放置状态本例中，在图8-3所示的禁止布线框中，根据原理图执行菜单,Place→Component，,依次放置电阻,AXIAL0.4，,电解电容,RB.2/.4,和三极管,TO-92A，,如图8-22所示图8-20 放置元件对话框,图8-21 浏览元件对话框,,,图8-22 放置元件,2.从元件库中直接放置,,从元件浏览器中选中元件后，单击右下角的【,Place】,按钮，光标便会跳到工作区中，同时还带着该元件封装，将光标移到合适位置后，单击鼠标左键，放置该元件，此时元件还未定义标号和标称值3.元件属性设置,打开元件属性的方法有两种，大多数情况下，在放置元件过程中，元件处于悬浮状态时，按键盘上的<,Tab>,键，屏幕弹出图8-23所示的元件属性对话框，进行元件属性编辑；当在元件已经固定在工作区中，则可以双击该元件，屏幕弹出元件属性对话框，修改元件属性。
元件属性对话框共有,Properties、Designator、Comment,三个选项卡，其中,Properties,选项卡为该元件基本属性，用于设置元件的标号、注释文字（标称值或型号）、元件封装所在层、元件封装,所在层、元件封装是否锁,定状态，注释文字的字体、大小、所在层等若按下【,Global>>】,按钮，可以进行全局修改，方法与,SCH99SE,中的全局修改相同Designator,选项卡和,Comment,选项卡，都是定义其字符的属性，他们的项目是相同的，图8-24所示为,Designator,选项卡，主要设置如图示8.3.2 放置焊盘,1.放置焊盘,焊盘有穿透式的，也有仅放置在某一层面上的贴片式（主要用于表面封装元件），外形有圆形（,Round）、,正方形（,Rectangle）,和正八边形（,Octagonal）,等，如图8-25所示图8-25 焊盘的三种基本形状,执行,Place→Pad,或单击放置工具栏上按钮 ，进入放置焊盘状态，移动光标到合适位置后，单击左键，放下一个焊盘，此时仍处于放置状态，可继续放置焊盘2.焊盘属性设置,在焊盘处于悬浮状态时，按下键盘上的<,Tab>,键，调出焊盘属性对话框，如图8-26所示。
对话框中，,Properties,选项卡主要用于设置焊盘的形状（,Shape）、,大小（,Size）、,所在层（,Layer）、,编号（,Designator）、,孔径（,Hole Size）,等，,Advanced,选项卡主要用于设置焊盘所在的网络、焊盘的电气类型及焊盘的钻孔壁是否要镀铜一般自由焊盘的编号设置为0设置焊盘的,X,轴尺寸,,设置焊盘的,Y,轴尺寸,,设置焊盘的形状,,,设置焊盘的编号,,设置焊盘的钻孔大小,,设置焊盘所在层,,设置焊盘旋转的角度,图8-26 焊盘属性设置,,,在自动布线中，必须对独立焊盘进行网络设置，这样才能完成布线设置网络的方法为：,在图8-26所示的焊盘属性对话框中选中,Advanced,选项卡，在,Net,下拉列表框中选定所需的网络；在手工布线中，,Net,下拉列表框中为,Not Net（,没有网络）对于已经放置好的焊盘，双击焊盘也可以调出属性对话框用鼠标单击选中的焊盘，用鼠标左键点住控点，可以移动焊盘本例中，必须在输入端、电源端及接地端添加焊盘，以便与外部连接8.3.3 放置过孔,过孔用于连接不同层上的印制导线，过孔有三种类型，分别是穿透式（,Multi-layer）、,隐藏式（,Buried）,和半隐藏式（,Blind）。
穿透式过孔导通底层和顶层，隐藏式导通相邻内部层，半隐藏式导通表面层与相邻的内部层执行菜单,Place→Via,或用单击放置工具栏上按钮 ，进入放置过孔状态，移动光标到合适位置后，单击鼠标左键，放下一个过孔，此时仍处于放置过孔状态，可继续放置过孔过孔与焊盘不同，他是圆形的，没有编号，也不可设置为矩形或八角形在放置过孔状态下，按<,Tab>,键，调出属性对话框对话框中包括两个选项卡，其中,Properties,选项卡设置过孔直径、孔径、,x,轴位置、,y,轴位置、过孔起始层和终止层、过孔所在的网络等本例中由于是单面板设计，无须使用过孔返回,,,8.4 元件布局,,虽然,Protel99SE,提供了功能强大的自动布局，但是其布局的结果是不近人意的，往往要进行手工布局调整元件放置完毕，应当从机械结构、散热、电磁干扰及布线的方便性等方面综合考虑元件布局，可以通过移动、旋转和翻转等方式调整元件的位置，使之满足电路使用要求在布局时除了要考虑元件的位置外，还必须调整好丝网层上文字符号8.4.1 印制板布局原则,元件布局是将元件在一定面积的印制板上合理地排放，它是设计,PCB,的第一步布局是印制板设计中最耗费精力的工作，往往要经过若干次比较，才能得到一个较满意的布局结果。
一个好的布局，首先要满足电路的设计性能，其次要满足安装空间的限制，在没有尺寸限制时，要使布局尽量紧凑，减小,PCB,设计的尺寸，减少生产成本为了设计出质量好、造价低、加工周期短的印制板，印制板布局应遵循下列的一般原则1.元件排列规则,⑴首先布置主电路的集成块和晶体管的位置⑵在通常条件下，元件应布置在印制板的同一面上，只有在顶层元件过密时，才能将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、贴片电容、贴片,IC,等放在底层⑶在保证电气性能的前提下，元件放置应相互平行或垂直排列，元件排列要紧凑，不允许重叠，输入和输出元件尽量远离⑷某些元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免因放电、击穿引起以外短路⑸带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方⑹位于板边缘的元件，离板边缘至少2个板厚⑺,对于四个管脚以上的元件，不可进行翻转操作，否则将导致该元件安装插件时管脚号不能一一对应⑻元器件在整个板面上分布均匀、疏密一致2.按照信号走向布局原则,⑴通常按照信号的流程逐个安排各个功能电路单元的位置，以每个功能电路的核心元件为中心，围绕它进行布局⑵元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。
多数情况下，信号的流向安排为从左到右或从上到下，与输入、输出端直接相连的元件应当放在靠近输入、输出接插件或连接器的地方3.防止电磁干扰,⑴对辐射电磁场较强的元件，以及对电磁感应较灵敏的元件，应加大它们相互之间的距离或加以屏蔽，元器件放置的方向应与相邻的印制导线交叉⑵尽量避免高低电压器件相互混杂、强弱信号的器件交错在一起⑶对于会产生磁场的元器件，如变压器、扬声器、电感等，布局时应注意减少磁力线对印制导线的切割，相邻元件的磁场方向应相互垂直，减少彼此间的耦合⑷对干扰源进行屏蔽，屏蔽罩应良好接地⑸工作在高频的电路，要考虑元器件间分布参数的影响4.抑制热干扰,⑴对于发热的元器件，应优先安排在利于散热的位置，必要时可以单独设置散热器或小风扇，以降低温度，减少对邻近元器件的影响⑵一些功耗大的集成块、大或中功率管、电阻等元件，要布置在容易散热的地方，，并与其它元件隔开一定距离⑶热敏元件应紧贴被测元件并远离高温区域，以免受到其它发热元件影响，引起误动作⑷双面放置元件时，底层一般不放置发热元件5.提高机械强度,⑴要注意整个,PCB,板的重心平衡与稳定，重而大的元件尽量安置在印制板上靠近固定端的位置，并降低重心，以提高机械强度和耐振、耐冲击能力，以及减少印制板的负荷和变形。
⑵重15克以上的元器件，应当使用支架或卡子加以固定⑶为了便于缩小体积或提高机械强度，可设置“辅助底板”，放置一些笨重的元件⑷板的最佳形状是矩形（长宽比为3:2或4:3），板面尺寸大于200×150,mm,时，要考虑板所受的机械强度，可加边框加固⑸在印制板上留出固定支架、定位螺孔和连接插座的位置6.可调节元件的布局,可调元件的布局应考虑整机的结构要求，若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应；若是机内调节，则应放置在印制板上能够方便调节的地方8.4.2 手工布局,1.手工移动元件,⑴用鼠标拖动,元件移动有多种方法，比较快捷的方法是直接使用鼠标进行移动，即将光标移到元件上，按住鼠标左键不放，将元件拖动到目标位置这种方法对没有进行线路连接的元件比较方便⑵使用,Move,菜单下的命令移动元件,执行菜单,Edit→Move→Component，,光标变为“十”字，移动光标到需要移动的元件处，单击该元件，即可将该元件移动到所需的位置，单击鼠标左键放置元件执行该命令后，在元件外单击鼠标左键，屏幕弹出板上的元件清单，供选择要移动的元件执行菜单,Edit→Move→Drag，,也可以实现元件拖动。
⑶移动元件时拖动连线的设置,如果希望移动元件时，印制导线也跟着一起移动，则在进行移动前，必须进行拖动连线的系统参数设置，方法如下：,执行菜单,Tools→Preferences，,在弹出的系统参数设置对话框，选择,Options,选项卡，在,Component Drag,区的,Mode,下拉列表框，选中,Connected Tracks,即可⑷在,PCB,中快速定位元件,执行菜单,Edit→Jump→Component，,屏幕弹出对话框，填入要查找的元件标号，单击【,OK】,，光标跳转到指定元件上2.旋转元件,选中元件，按住左键不放，同时按<,X>,键进行水平翻转；按<,Y>,键进行垂直翻转；按空格键进行旋转，旋转的角度可以通过执行,Tools→Preferences,进行设置，在对话框中选中,Options,选项卡，在,Other,区中,Rotation Step,中设置旋转角度，默认90度图8-27所示为布局调整后并添加焊盘后的印制板图图8-27 元件布局图,3.元件标注的调整,布局调整后，往往元件标注的位置过于杂乱，尽管并不影响电路的正确性，但可读性变差，在电路装配或维修时不易识别元件，所以布局结束还必须对元件标注进行调整。
元件标注文字一般要求排列要整齐，方向要一致，不能将元件的标注文字放在元件的框内或压在焊盘或过孔上元件标注的调整采用移动和旋转的方式进行，修改标注内容可直接双击该标注文字，在弹出的对话框中进行修改图8-27所示的元件布局图，图中元件的标注文字未调好，如元件,C1、C3、R1、R2,的文字方向与其它不同；元件,C1、C2、C3,的文字位于元件的框中，由于该元件的标注文字在顶层丝网层上，标号将被元件覆盖经过调整元件标注后的电路布局如图8-28所示图8-28 调整后的,PCB,布局,,,4.3,D,预览,Protel99SE,提供有3,D,预览功能，可以在电脑上直接预览电路板的效果，根据预览的情况可以重新调整元件布局执行,View→Board in 3D，,或单击 按钮，系统自动产生3,D,预览文件，在设计管理器的,Display,区中，选中,Components,显示元件，选中,Silkscreen,显示丝网层，选中,Copper,显示敷铜层，选中,Text,显示标注文字拖动,Display,区下方的视图小窗口的坐标轴可以任意旋转,PCB,板的3,D,视图图8-29为图8-28的3,D,视图。
图8-29 调好布局的3,D,预览图,返回,,,8.5 元件布线,所谓布线，就是使用实际的印制导线连接元件布线的方法有自动布线和手工布线两种，本节介绍手工布线8.5.1 印制板布线原则,布线和布局是密切相关的两项工作，布局的好坏直接影响着布线的布通率布线受布局、板层、电路结构、电性能要求等多种因素影响，布线结果又直接影响电路板性能⒈基本布线方法,⑴直接布线传统的印制板布线方法起源于最早的单面印制线路板其过程为：先把最关键的一根或几根导线从始点到终点直接布设好，然后把其它次要的导线绕过这些导线布下，通用的技巧是利用元件跨越导线来提高布线效率，布不通的线可以通过顶层短路线(飞线)解决，如图8-30所示⒉印制板布线的一般原则,,⑴布线板层选择,印制板布线可以采用单面、双面或多层，一般应首先选用单面，其次是双面，在仍不能满足设计要求时才选用多层板⑵,X－Y,坐标布线X－Y,坐标布线指布设在印制板一面的所有导线都与印制线路板边沿平行，而布设在另一面的所有导线都与前一面的导线正交，两面导线的连接通过过孔（金属化孔）实现，如图8-31所示顶层短路线,图8-30 单面板布线处理方法,图8-31 双面板布线,元件跨越导线,,,,⑵印制导线宽度原则,①印制导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值决定。
一般选用导线宽度在1.5,mm,左右完全可以满足要求，对于集成电路，尤其数字电路通常选0.2～0.3,mm,就足够当然只要密度允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源和地线②印制导线的线宽一般要小于与之相连焊盘的直径⑶印制导线的间距原则,导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定导线越短、间距越大，绝缘电阻就越大一般选用间距1～1.5,mm,完全可以满足要求对集成电路，尤其数字电路，只要工艺允许可使间距很小⑷信号线走线原则,①输入、输出端的导线尽量避免相邻平行，平行信号线之间要尽量留有较大间隔，最好加线间地线，起到屏蔽的作用②印制板两面的导线应互相垂直、斜交或弯曲走线，避免平行，减少寄生耦合③信号线高、低电平悬殊时，要加大导线的间距；在布线密度比较低时，可加粗导线，信号线的间距也可适当加大⑸地线布设原则,①一般将公共地线布置在印制板的边缘，便于印制板安装在机架上，也便于与机架地相连接印制地线与印制板的边缘应留有一定的距离（不小于板厚），这不仅便于安装导轨和进行机械加工，而且还提高了绝缘性能②在印制电路板上应尽可能多地保留铜箔做地线，这样传输特性和屏蔽作用将得到改善，并且起到减少分布电容的作用。
地线（公共线）不能设计成闭合回路，在高频电路中，应采用大面积接地方式③印制板上若装有大电流器件，如继电器、扬声器等，它们的地线最好要分开独立走，以减少地线上的噪声④模拟电路与数字电路的电源、地线应分开排布，这样可以减小模拟电路与数字电路之间的相互干扰⑤为避免各级电流通过地线时产生相互间的干扰，特别是末级电流通过地线对第一级的反馈干扰，以及数字电路部分电流通过地线对模拟电路产生干扰，通常各级的地是割裂的，不直接相连，然后再分别接到公共的一点地上⑹模拟电路布线,模拟电路的布线要特别注意弱信号放大电路部分的布线，特别是电子管的栅极、半导体管的基极和高频回路，这是最易受干扰的地方布线要尽量缩短线条的长度，所布的线要紧挨元器件，尽量不要与弱信号输入线平行布线⑺数字电路布线原则,数字电路布线中，工作频率较低的只要将线连好即可，一般不会出现太大的问题工作频率较高，特别是高到几百兆赫时，布线时要考虑分布参数的影响⑻高频电路布线原则,①高频电路中，集成块应就近安装高频退耦电容，一方面保证电源线不受其它信号干扰，另一方面可将本地产生的干扰就地滤除，防止了干扰通过各种途径（空间或电源线）传播②高频电路布线的引线最好采用直线，如果需要转折，采用45度折线或圆弧转折，可以减少高频信号对外辐射和相互间的耦合。
管脚间的引线越短越好，引线层间的过孔越少越好⑼信号屏蔽原则,①印制板上的元件若要加屏蔽时，可以在元件外面套上一个屏蔽罩，在底板的另一面对应于元件的位置再罩上一个扁形屏蔽罩（或屏蔽金属板），将这两个屏蔽罩在电气上连接起来并接地，这样就构成了一个近似于完整的屏蔽盒②印制导线如果需要进行屏蔽，要求不高时，可采用印制导线屏蔽对于多层板，一般通过电源层和地线层，既解决电源的布线问题，又可以对信号线进行屏蔽，如图8-32所示⑽大面积铜箔的使用原则,印制导线在不影响电气性能的基础上，应尽量避免采用大面积铜箔如果必须使用大面积铜箔时，应局部开窗口，以防止长时间受热时，导致铜箔与基板间的粘合剂产生的挥发性气体无法排除，热量不易散发，以致产生铜箔膨胀和脱落现象，如图8-33所示，大面积铜箔上的焊盘连接如图8-34所示⑾印制导线走向与形状,①印制导线的拐弯处一般应取圆弧形，直角和锐角在高频电路和布线密度高的情况下会影响电气性能②从两个焊盘间穿过的导线尽量均匀分布图8-35所示为印制板走线的示例，其中（,a）,图中三条走线间距不均匀；（,b）,图中走线出现锐角；（,c）、（d）,图中走线转弯不合理；（,e）,图中印制导线尺寸比焊盘直径大。
不合理走线,合理走线,(,a) (b) (c) (d) (e),图8-35,PCB,走线图,,,8.5.2 手工布线,,1.布线前的准备工作,⑴设置工作层,,执行菜单,Design→Option，,打开文档选项菜单，选中,Layers,选项卡，在要设置为打开状态的工作层中的复选框内点击打勾，选中该层本例中采用单面布线，所以须选中,Bottom Layer（,底层）图8-36 线宽设置,⑵选择线条宽度,,在,PCB99SE,中，执行,Place→,Line,或单击放置工具栏上的 按钮，放置线宽固定为10,mil,的连线，若在放置连线的初始状态时，单击键盘上的<,Tab>,键可以修改连线宽度，如图8-36所示，在其中可以修改线宽和线的所在层执行,Place→Interactive Routing,或单击放置工具栏的按钮,，可放置自定义线宽的连线，下面介绍自定义线宽的方法执行菜单,Design→Rules，,屏幕弹出布线规则设置对话框，如图8-37所示，选中,Routing,选项卡，在,Rules Classes,栏下移动滚动条至最下方，选中,Width Constraint（,线宽限制），其对话框下方显示当前的线条宽度。
单击图中的【,Properties】,按钮，屏幕弹出线宽设置对话框，如图8-38所示，可修改线条的最大、最小和合适的线条宽度⑶选择连线的工作层,,本例中在工作区的下方单击,Bottom Layer,标签，选中工作层,Bottom Layer2.为手工布线设置栅格,,在进行手工布线时，如果栅格的设置不合理，布线可能出现锐角，或者印制导线无法连接到焊盘上，因此必须合理地设置捕获栅格尺寸设置捕获栅格尺寸可以在电路工作区中单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择,Snap Grid，,屏幕弹出图8-39所示的对话框，从中选择捕获栅格尺寸3.放置印制导线,,导线可放置在任何工作层上，当放置在信号层上时，就具有电气特性，称为印制导线；当放置在其它层时，代表无电气特性的绘图标志线本例中设计的是单面板，故布线层为,Bottom Layer（,底层）单击小键盘上的键，将工作层切换到,Bottom Layer；,在布线规则设置中将布线的线宽设置为1,mm执行菜单,Place→Interactive Routing,或单击放置工具栏上的 按钮，进入放置印制导线状态，放置印制导线在放置印制导线过程中，同时按下<,Shift>+,空格键，可以切换印制导线转折方式，共有六种，分别是45度转折、弧线转折、90度转折、圆弧角转折、任意角度转折和1/4圆弧转折。
图8-40所示为连线示意图连线前 连线后，光标上继续连着线条 完成连线的线条,图8-40 连线示意图,,,图8-41所示为印制导线转折方式图任意角度转折 90度转折 圆弧角转折,图8-41 连线的转折方式,1/4圆弧转折 45度转折 弧线转折,,,手工布线后的电路如图8-42所示，其中印制导线的线宽设置为1,mm，,焊盘的直径为2,mm图8-42 手工布线后的,PCB,,,4.不同板层上的布线,多层板中，在不同板层上的布线应采用垂直布线法，即一层采用水平布线，则相邻的另一层应采用垂直布线在绘制电路板时，不同层之间铜膜线的连接依靠过孔(金属化孔)实现对于双面板或多层板的连线，如果线条在走线时被同一层的另一个线条所阻挡，如图8-43所示，在被阻挡前可通过过孔连接，其孔壁的金属转到另一层来继续走线，如图8-44所示。
5.编辑印制导线属性,双击,PCB,中的印制导线，屏幕弹出图8-45所示的印制导线属性对话框，可以修改印制导线的属性其中：,Width,设置印制导线的线宽；,Layer,设置印制导线所在层；,Net,用于选择印制导线所属的网络，在手工布线，由于不存在网络，所以是,No Net（,在自动布线中，由于装载了网络，可以在其中选择具体的网络名）；,Locked,用于设置铜膜是否锁定在印制板设计中，一般地线和电源线要加宽一些，本例中将地线宽度修改为3,mm，,如图8-46所示返回,,,8.6,PCB,元件设计,设计印制电路板需要用到元件的封装，虽然,Protel99SE,中提供了几十个元件封装库，但随着电子技术的迅速发展，新型元器件层出不穷，不可能由元件库全部包容，这就需要用户自己设计元件的封装PCB,封装实际上就是由元件外观和元件引脚组成的图形，他们大致都是由两部分组成：外形轮廓和元件引脚外形轮廓在,PCB,上是以印刷油漆的形式体现，；元件引脚在,PCB,上是以焊盘的形式体现因此，各引脚的间距就决定了该元件相应焊盘的间距，这是与原理图元件图形的引脚是不同的例如：一个1/4,W,的电阻与一个2,W,的电阻在原理图中的元件图形是没有区别的，而其在,PCB,中元件却有外形轮廓的大小和焊盘间距的大小之分。
8.6.1 绘制元件封装的准备工作,,,8.6.2,PCB,元件设计基础,在,PCB99SE,中，执行菜单,File→New，,在出现的对话框中单击 图标 ，进入,PCB,元件库编辑器，并自动新建一个元件库,PCBLIB1.LIB如图8-47所示1.新建元件库,进入,PCB,元件库编辑器后，系统自动新建一个元件库，该元件库的缺省文件名为,PCBLIB1，,库文件名可以修改同时，在元件库中，程序已经自动新建了一个名为,PCBCOMPONENT_1,的元件，可以用菜单,Tools→Rename Component,来更名2.元件库管理器,PCB,元件库编辑器中的元件库管理器与原理图库元件管理器类似，在设计管理器中选中,Browse PCBLib,可以打开元件库管理器，在元件库管理器中可以对元件进行编辑操作，元件管理器如图8-48所示8.6.3 采用设计向导方式设计元件封装,Protel99SE,中提供了封装设计向导，常见的标准封装都可以通过这个工具来实现封装设计1.常用的元件标准封装,Protel99SE,的封装设计向导可以设计常见的标准封装，主要有以下几类⑴,Resistors（,电阻）,电阻只有两个管脚，有插针式和贴片式两种封装。
随着电阻功率的不同，电阻的体积大小不同，对应的封装尺寸也不同插针式电阻的命名一般以 “,AXIAL”,开头；贴片式电阻的命名可自由定义图8-49所示为两种类型的电阻封装⑵,Diodes（,二极管）,二极管的封装与电阻类似，不同之处在于二极管有正负极的分别图8-50所示为二极管的封装⑶,Capacitors（,电容）,电容一般只有两个管脚，通常分为电解电容和无极性电容两种，封装形式也有插针式封装和贴片式封装两种一般而言，电容的体积与耐压值和容量成正比图8-51所示为电容封装⑷,DIP（,双列直插封装）,DIP,为目前最常见的集成块封装形式，制作时应注意管脚数、同一列管脚的间距及两排管脚间的间距等，如图8-52所示⑸,SOP（,双列小贴片封装）,SOP,是一种贴片的双列封装形式，几乎每一种,DIP,封装的芯片均有对应的,SOP,封装，与,DIP,封装相比，,SOP,封装的芯片体积大大减少图8-53所示为,SOP,封装图⑹,PGA（,引脚栅格阵列封装）,PGA,是一种传统的封装形式，其引脚从芯片底部垂直引出，且整齐地分布在芯片四周，早期的80,X86CPU,均是这种封装形式图8-54所示为,PGA,封装图。
⑺,SPGA（,错列引脚栅格阵列封装）,SPGA,与,PGA,封装相似，区别在于其引脚排列方式为错开排列，利于引脚出线，如图8-55所示⑻,LCC（,无引出脚芯片封装）,LCC,是一种贴片式封装，这种封装的芯片的引脚在芯片的底部向内弯曲，紧贴于芯片体，从芯片顶部看下去，几乎看不到引脚，如图8-56所示这种封装方式节省了制板空间，但焊接困难，需要采用回流焊工艺，要使用专用设备⑼,QUAD（,方形贴片封装）,QUAD,为方形贴片封装，与,LCC,封装类似，但其引脚没有向内弯曲，而是向外伸展，焊接比较方便QUAD,封装包括,QFG,系列，如图8-57所示⑽,BGA（,球形栅格阵列封装）,BGA,为球形栅格阵列封装，与,PGA,类似，主要区别在于这种封装中的引脚只是一个焊锡球状，焊接时熔化在焊盘上，无需打孔，如图8-58所示⑾,SBGA（,错列球形栅格阵列封装）,SBGA,与,BGA,封装相似，区别在于其引脚排列方式为错开排列，利于引脚出线，如图8-59所示⑿,Edge Connectors（,边沿连接）,Edge Connectors,为边沿连接封装，是接插件的一种，常用于两块板之间的连接，便于一体化设计，如计算机中的,PCI,接口板。
其封装如图8-60所示2.使用设计向导绘制元件封装,采用设计向导绘制元件一般针对符合通用的标准元件下面以双列直插式16脚,IC,的封装,DIP16,为例介绍设计方法⑴进入,PCB,元件库编辑器后，执行菜单,Tools→New Component,新建元件，屏幕弹出元件设计向导，如图8-61所示，选择【,Next】,按钮进入设计向导（若选择【,Cancel】,按钮则进入手工设计状态）⑵单击【,Next】,按钮，进入元件设计向导，屏幕弹出图8-62所示的对话框，共有12种基本封装供选择，包括电阻、电容、二极管、连接器及集成电路等常用封装，图中选中的为双列直插式元件,DIP，,对话框下方的下拉列表框用于设置单位制⑶选中元件的基本封装后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-63所示的对话框，用于设定焊盘的直径和孔径，可直接修改图中的尺寸⑷定义好焊盘的尺寸后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-64所示的对话框，用于设置相邻焊盘的间距和两排焊盘之间的距离，图中分别设置为100,mil,和600,mil⑸定义好焊盘间距后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-65所示的对话框，用于设置元件边框的线宽，图中设置为10,mil。
⑹,定义好线宽后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-66所示的对话框，用于设置元件的管脚数，图中设置为16⑺定义管脚数后，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出图8-67所示的对话框，设置元件封装名，图中设置为,DIP16名称设置完毕，单击【,Next】,按钮，屏幕弹出设计结束对话框，单击【,Finish】,按钮结束元件设计，屏幕显示刚设计好的元件，如图8-68所示采用设计向导可以快速绘制元件的封装，绘制时一般要先了解元件的外形尺寸，并合理选用基本封装对于,集成块应特别注意元件的管脚间距和相邻两排管脚的间距，并根据管脚大小设置好焊盘尺寸及孔径8.6.4 手工绘制元件封装,,手工绘制方式一般用于不规则的或不通用的元件设计下面以图8-69所示的贴片式14脚集成块的封装,SO-14,为例介绍元件封装手工设计的具体步骤⑴创建新元件,,若新建一个,PCBLIB,元件库，系统将自动创建一个缺省名为,PCBCOMPONENT_1,的,PCB,元件若在一个已经存在的元件库再次创建,一个新元件，执行菜单,Tools→New Component，,屏幕弹出图8-61所示的元件设计向导，选择【,Cancel】,按钮进入手工设计状态，系统自动创建一个名为,PCBCOMPONENT_1,的新元件。
⑵根据实际元件确定元件焊盘之间的间距、两排焊盘间的间距及焊盘的直径SO-14,是标准的贴片式元件封装，焊盘设置为：80,mil×25mil，,形状为,Round；,焊盘之间的间距50,mil；,两排焊盘间的间距220,mil；,焊盘所在层为,Top layer（,顶层）⑶执行菜单,Tools→Library Options,设置文档参数，将可视栅格1设置为5,mil，,可视栅格2设置为20,mil，,捕获栅格设置为5,mil⑷执行,Edit→Jump→Reference,将光标跳回原点（0，0）⑸执行菜单,Place→Pad,放置焊盘，按下〈,Tab〉,键，弹出焊盘的属性对话框，设置参数如下X-Size：80mil；Y-Size：25mil；Shape：Round；Designator：1；Layer：Top Layer；,其它默认退出对话框后，将光标移动到原点，单击鼠标左键，将焊盘1放下⑹依次以50,mil,为间距放置焊盘2～7⑺对称放置另一排焊盘8～14，两排焊盘间的间距为220,mil⑻,双击焊盘1，在弹出的对话框中的,Shape,下拉列表框中选择,Rectangle，,定义焊盘1的形状为矩形，设置好的焊盘如图8-70所示。
⑼绘制,SO-14,的外框将工作层切换到,Top Overlay，,执行菜单,Place→Track,放置连线，执行菜单,Place→Arc,放置圆弧，线,宽均设置为10,mil，,圆弧半径设置为25,mil,,外框绘制完毕的元件如图8-69所示⑽执行菜单,Edit→Set Reference→Pin1，,将元件参考点设置在管脚1⑾执行,Tools→Rename Component，,将元件名修改为,SO-14⑿,执行菜单,File→Save,保存当前元件8.6.5 编辑元件封装,1.修改元件封装库中的元件,,进入元件库编辑器，选择,File→Open,打开要编辑的元件库，在元件浏览器中选中元件，窗口显示出此元件的封装图，若要修改元件封装的焊盘，用鼠标左键双击要修改的焊盘，出现焊盘的属性对话框，在对话框中修改引脚焊盘的编号、形状、直径、钻孔直径等参数；若要修改元件外形，可以用鼠标点取某一条轮廓线，再次单击它的非控点部分，移动鼠标，即可改变其轮廓线，或者删除原来的轮廓线，重新绘制新的轮廓线元件修改后，执行菜单,File→Save，,将结果保存需要注意的是，修改元件封装库的结果不会反映在以前绘制的电路板图中。
如果按下,PCB,元件库编辑器上的【,Update PCB】,按钮，系统就会用修改后的元件更新电路板图中的同名元件在绘制,PCB,时，若发现所采用的某一个元件封装不符合要求，需要加以修改，可以直接,PCB,编辑器中进行修改方法是：在元件浏览器中选中该元件，单击【,Edit】,按钮，系统自动进入元件编辑状态，其后的操作与上面相同2.直接在,PCB,图中修改元件封装的管脚,在,PCB,设计中如果某些元件的原理图中的管脚号和印制板中的焊盘编号不同（如二极管、三极管等），在自动布局时，这些元件的网络飞线会丢失或出错，此时可以通过直接编辑焊盘属性的方式，修改焊盘的编号来达到管脚匹配的目的编辑元件封装的焊盘可以直接双击元件焊盘，在弹出的焊盘属性对话框中修改焊盘编号在元件封装设计中，通常会出现一些错误，这对,PCB,的设计将产生不良影响1.机械错误,机械错误在元件规则检查中是无法出来的，因此设计时需要特别小心⑴焊盘大小选择不合适⑵焊盘间的间距以及分布与实际元件不符⑶带安装定位孔的元件未在封装中设计定位孔⑷封装的外形轮廓小于实际元件⑸接插件的出线方向与实际元件的出线方向不一致⑹丝印层的内容放在焊盘所在层上。
8.6.6 元件封装常见问题,,,2.电气错误,,电气错误通常可以通过元件规则检查（,Reports→Component Rule Check），,或者在载入网络表文件时，由系统检查出来，因此可以根据出错信息找到错误并修改⑴原理图元件的引脚编号与元件封装的焊盘编号不一致⑵焊盘编号定义过程中出现重复定义以上两种错误可以通过编辑焊盘编号的方式解决，如图8-71所示的二极管中，在原理图中元件管脚定义为1、2，而在元件封装中焊盘定义为,A、K，,两者不一致，可以通过编辑元件焊盘，将焊盘,A、K,的编号修改为1、2返回,,,8.7 手工布线实例,,图8-72,BCD-7,段译码电路,本节采用图8-72所示的,BCD-7,段译码电路为例，介绍手工绘制单面,PCB,的方法⑴新建,PCB,文件，重新命名为,New-design，,并打开该文件⑵装入封装元件库,Advpcb.ddb⑶,将工作层转换到,Keepout Layer，,单击放置工具栏上的 按钮画线，设置电路板为2240,mil×1260mil,的矩形框⑷放置元件执行菜单,Place→Component,放置元件：,U1,为,DIP16、U2,为,DIP16、J1,为,SIP2、J2,为,SIP10、JP1,为,POWER4，R1～R7,为,AXIAL0.3。
⑸,通过移动和旋转元件进行手工布局调整⑹通过移动和旋转字符，进行字符调整，调整后的电路如图8-73所示⑺手工布线,①将工作层切换到,Bottom Layer，,即单面板底层布线②根据图8-72所示的原理图进行布线，其中电源和地线的线宽设置为20,mil，,其他线的线宽为10,mil，,手工布线后的电路如图8-74所示⑻执行菜单,File→Save，,保存文件返回,,,,谢谢观看,/,欢迎下载,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH,内容总结,机械工业出版社同名教材 配套电子教案选中某个封装，下方的监视器中将出现此元件封装图，如图8-2所示焊盘有穿透式的，也有仅放置在某一层面上的贴片式（主要用于表面封装元件），外形有圆形（Round）、正方形（Rectangle）和正八边形（Octagonal）等，如图8-25所示设计印制电路板需要用到元件的封装，虽然Protel99SE中提供了几十个元件封装库，但随着电子技术的迅速发展，新型元器件层出不穷，不可能由元件库全部包容，这就需要用户自己设计元件的封装。
