基于ProtelDXP2004印制電路板的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

杜玲云　唐明濤

【摘要】 Protel DXP 2004 是印制電路板的重要設(shè)計(jì)工具。設(shè)計(jì)工作包括電路板規(guī)劃、元器件選擇、原理圖繪制、布局和連線等。本文闡述了利用Protel DXP 2004軟件設(shè)計(jì)印刷電路板的過(guò)程，總結(jié)了設(shè)計(jì)印制電路板中的一些方法和技巧。為初學(xué)者正確高效設(shè)計(jì)印刷電路板提供了一條有效的途徑。

【關(guān)鍵詞】 PROTEL DXP 2004 原理圖 印制電路板 設(shè)計(jì) 制版

一、電路原理圖的設(shè)計(jì)

原理圖設(shè)計(jì)是整個(gè)PCB工程的開(kāi)始，是PCB文檔設(shè)計(jì)與最后制版的基礎(chǔ)。一般設(shè)計(jì)程序首先要根據(jù)實(shí)物的大小，電路的難易復(fù)雜程度來(lái)確定設(shè)計(jì)圖紙的大小，建立工作界面的尺寸；之后從軟件提供的元器件庫(kù)中提取所需要的元器件放置到工作界面中并在提取元器件的時(shí)一并設(shè)置好元器件的參數(shù)，例如編號(hào)、元件封裝定義等。如果軟件所提供的元器件庫(kù)中沒(méi)有需要的元器件型號(hào)規(guī)格，就需要加載元件庫(kù)亦或自己根據(jù)實(shí)物的具體大小和規(guī)格建立元器件庫(kù)。在這些都準(zhǔn)備妥當(dāng)后，根據(jù)Protel DXP2004 提供的界面，用指令連接各個(gè)元器件的電氣連接點(diǎn)，并對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行完整性信號(hào)分析，以此來(lái)確保整個(gè)電路原理圖正確無(wú)誤。1、電路板布局與規(guī)劃。電路板的布局與規(guī)劃主要目的就是確定電路板的層次結(jié)構(gòu)，根據(jù)電路的復(fù)雜程度確定電路板的層數(shù)，內(nèi)部電源層、接地層，信號(hào)層，絲印層顏色等。通過(guò)執(zhí)行菜單命令Design＼Board Layers，在打開(kāi)的對(duì)話框中可以控制各層的顯示和各層顏色屬性的設(shè)置。Protel DXP 2004中的PCB生成向?qū)Э梢钥旖莸纳呻娐钒逦募谥鸩降脑O(shè)置過(guò)程中，定義PCB板的外形、尺寸（選擇公制單位＼英制單位），最后在PCB項(xiàng)目中將默認(rèn)生成PCB設(shè)計(jì)文件。在繪制或修改電路時(shí)，需要單擊工作窗口底部層標(biāo)簽，在禁止布線層上繪制一個(gè)封閉的多邊形，大小根據(jù)實(shí)際印制電路板大小而定。2、元器件選擇。元器件的選擇要根據(jù)設(shè)計(jì)要求，Protel DXP 2004軟件之中的常用軟件和連接插件都分布在兩個(gè)常用的軟件安裝目錄中：Library之下Miscellaneous Device Intlib和Miscellaneous Connectors Intlib兩個(gè)元件庫(kù)中。其他的元件按照元器件生產(chǎn)廠商進(jìn)行了分類(lèi)并提供豐富的原件集成庫(kù)。3、元器件的布局。Protel DXP 2004提供了強(qiáng)大的自動(dòng)布局功能，從原理圖直接導(dǎo)進(jìn)PCB文件的元器件通過(guò)放置元件菜單命令中的自動(dòng)布局命令后，元件會(huì)按照分組布局和統(tǒng)計(jì)式布局來(lái)自動(dòng)布局。其中統(tǒng)計(jì)式布局適用于元器件較多，連接比較復(fù)雜的布局式樣，自動(dòng)布局可以較快的將元器件放置到PCB板的合適位置，但從生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)此類(lèi)方法并不是最佳的解決方案，大多數(shù)仍需要手動(dòng)來(lái)布局。4、元器件之間的布線。PCB上元器件的連線講究布線原則和技巧，元器件之間的連線應(yīng)追求短而美觀。繪制原理圖時(shí)盡量做到細(xì)致的連接好每一個(gè)電氣連接點(diǎn)。為了使自動(dòng)布線時(shí)相對(duì)位置保持不變，完成布線后需要對(duì)原理圖布線位置設(shè)置鎖定，在菜單欄打開(kāi)編輯欄，找到要鎖定對(duì)象。5、填充和覆銅。填充具有導(dǎo)線功能和連接焊盤(pán)，在任何工作層面放置，填充后增加通過(guò)電流，增加焊盤(pán)牢固性，對(duì)散熱量大的元器件可以起到加速散熱作用。在菜單欄執(zhí)行“放置”“矩形填充”命令可以完成填充。經(jīng)過(guò)編輯操作調(diào)整填充區(qū)域，之后經(jīng)過(guò)覆銅作業(yè)，提高電路板抗干擾能力和加強(qiáng)電路板的機(jī)械強(qiáng)度。

二、電路的仿真

仿真就是在計(jì)算機(jī)上通過(guò)軟件來(lái)模擬具體電路的實(shí)際工作情況，并由此計(jì)算出給定條件下電路中各關(guān)鍵點(diǎn)的輸出波形。電路的仿真成功與否取決于電路原理圖、元器件模型的仿真屬性、電路的網(wǎng)絡(luò)表及其仿真設(shè)置因素。仿真時(shí)首先通過(guò)Analyses setup對(duì)話框設(shè)置仿真方式并指定要顯示的數(shù)據(jù)。設(shè)置好仿真環(huán)境后單機(jī)OK按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行電路仿真并顯示分析結(jié)果。通過(guò)對(duì)仿真結(jié)果的分析設(shè)計(jì)者可以對(duì)電路進(jìn)行合理的調(diào)整直到完全滿意。最后將設(shè)計(jì)好的原理圖通過(guò)打印輸出以供制版使用。

三、印制電路板的工藝流程

1、單面制板流程。創(chuàng)建電路板項(xiàng)目→原理圖繪制→生成PCB圖→覆銅板下料→表面處理→打印電路圖→熱轉(zhuǎn)印→補(bǔ)缺→腐蝕刻板→去膜→涂抹助焊劑、防氧化劑→打孔→焊接元件→檢查調(diào)試→檢驗(yàn)包裝→成品。2、雙面制板流程。創(chuàng)建電路板項(xiàng)目→原理圖繪制→生成PCB圖→雙面覆銅板下料→裁剪→打孔→檢驗(yàn)、去毛刺刷洗→電鍍鍍銅→檢驗(yàn)刷洗→網(wǎng)印負(fù)性電路圖形→固化→檢驗(yàn)修板→線路圖形電鍍→電鍍錫→感光膜→腐刻銅→褪錫→清潔刷洗→網(wǎng)印阻焊圖形常用熱固化綠漆→清洗→干燥→網(wǎng)印標(biāo)記字符圖形、固化→外形加工→清洗→電氣通斷檢查→檢驗(yàn)包裝→成品。

四、結(jié)束語(yǔ)

在集成電路發(fā)展的當(dāng)代，計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)CAD突飛猛進(jìn)，熟練掌握Protel DXP 2004 軟件將會(huì)極大的提高電子線路的設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，要設(shè)計(jì)出一塊優(yōu)良的印制電路板需要不斷學(xué)習(xí)和掌握軟件的使用技巧。

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參 考 文 獻(xiàn)

[1]楊旭方.Protel DXP 實(shí)訓(xùn)教程.電子工業(yè)出版社. 2007

[2]李精華.用P rotel DXP 設(shè)計(jì)電路板的原理和方法.清華大學(xué)出版社.2008

[3]王正勇.Protel DXP 實(shí)用教程.高等教育出版社.2009

[4]談世哲.Protel DXP 2004電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與典型范例.電子工業(yè)出版社.2007