《PCB设计与制作》 第6章 PCB综合设计(实例：无线鼠标异形四层PCB)
pcb设计的书
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《印制电路手册》（Printed Circuit Handbook）是一本被誉为PCB行业的“圣经”的书籍。
这本书由Clyde F. Coombs Jr.主编，内容涵盖了PCB设计的所有方面，包括材料、工艺、设计规则等。
无论你是初学者还是经验丰富的设计师，这本书都能为你提供宝贵的参考和指导。
《高速电路设计与仿真分析:Cadence实例设计详解》是一本专注于高速电路设计与仿真的书籍。
作者邵鹏结合自己多年的工作经验，详细解析了高速数字电路设计与仿真的常用设计方法和技巧。
这本书特别适合那些对高速电路设计感兴趣的工程师和技术人员。
《PCB电流与信号完整性设计》是一本关注电流和信号完整性的PCB设计书籍。
作者道格拉斯·布鲁克斯（Doulas Brooks）通过深入浅出的方式，阐述了基本电路的电流源、电流造成的信号完整性问题，以及如何解决串扰和电磁干扰问题。
这本书对于提升PCB设计的信号完整性非常有帮助。
这些书籍都是PCB设计领域的经典之作，它们不仅提供了丰富的理论知识，还结合了实际案例和实践经验，使读者能够更好地理解和掌握PCB设计技术。
无论你是初学者还是专业人士，这些书籍都能为你提供宝贵的帮助和指导。
印制电路板(PCB)设计与制作
第一章初识Protel99SE电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题，如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。
您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁，为布通电路板的线路而废寝忘食，为手绘的电路板歪歪扭扭而感到灰心丧气。
卓越的Protel99将彻底把您从烦恼的工作中解放出来，在它的帮助下，您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。
第一节Protel99SE的发展与演变随着现代科学日新月异的发展，现代电子工业也取得了长足的进步，大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。
在这种情况下，传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。
幸运的是电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题，精明的软件厂商针对广大电子界人士的需求及时推出了自己的电子线路软件。
这些软件有一些共同的特征：它们都能够协助用户完成电子产品线路的设计工作，比较完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能，更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。
Protel99继续保持了ProtelTechnology公司的革新传统，它具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能，使用户可比以往任何时候更轻松地驾驭电子线路设计的全过程。
Protel软件的良好信誉以及Protel99的卓越表现使之很快成为众多用户的首选软件。
第二节Protel99SE的特点Protel99主要有两大部分组成：一．原理图设计系统。
它主要用于电路原理图的设计，为印制电路板的设计打好基础。
二．印制电路板设计系统。
它主要用于印制电路板的设计，产生最终的PCB文件，直接联系到印制电路板的生产。
一．原理图设计系统Protel99的原理图编辑器提供高速，智能的原理图编辑手段，产生高质量的原理图输出结果，它的元件库提供了超过六万种元件，最大限度地覆盖了众多的电子元件生产厂家的繁复庞杂的元件类型。
元件的连线使用自动化的画线工具，然后通过功能强大的电气法则检测（ERC），对所绘制的原理图进行快速检查。
《PCB设计与制作》 第6章 PCB综合设计(实例：无线鼠标异形四层PCB)
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Cap
Cap Pol2 Cap Pol2 Inductor LED1 自己制作 自己制作 PNP Res2 SW-SPDT SW-PB 自己制作 自己制作 XTAL
步骤5：规划异形四层PCB板框
根据图6-12所示的PCB板框尺寸，采 用板框向导+手工绘制的方式来设计异 形的PCB板框。 （1）用向导规划板框：设置矩 形板子，板尺寸45× 46mm， 并且勾选切掉拐角和内角。设置 板层为4个信号层，2个信号层和 2个电源层。 （2）按右图手工绘制完板框。 （3）按住Shift键，依次用鼠 标左键单击选中所有外框，按下 D→S→D键，按照选择的形状 切割外板框。 （4）切掉内角：板框内有2个矩形内角， 需要分别切掉，先按住Shift键，依次 用鼠标左键单击选中所有外框，按下 图6-12 鼠板PCB板框尺寸图 T→V→B键，按照选择的形状切掉内角。
（1）新建工程：命名为“鼠标工程.PrjPCB”。
（2）新建原理图文件：命名为“无线鼠标电路原
理图.SchDoc” 。
（3）新建原理图库、封装库： “鼠标元件符号
库.SchLib”和“鼠标元件封装库.PCBLib”。
步骤2：创建元件符号及绘制电路原理图
PCB板的设计和制造流程
PCB板的设计和制造流程PCB板是现代电子元器件的基础，随着电子技术的发展，PCB板的设计和制造技术也在不断进步。
本文将从设计和制造两个方面，介绍PCB板的制作流程。
一、设计PCB板的设计是制作过程中最关键的一环。
主要涉及以下几个步骤：1、原理图设计原理图是PCB板设计的基础，需要使用电路设计软件进行绘制。
在绘制原理图时，需要考虑电路的稳定性、可靠性和成本等因素。
2、PCB板布局PCB板布局是将电路图中的元器件进行排布并确定电路板大小、层数等参数的过程。
在进行布局时，需要注意元器件之间的距离、信号线、供电和地线的布线等问题。
3、布线布线是将信号线、供电和地线等连接线路进行设计和布置的过程。
布线需要考虑线路的优化、信号的协调和干扰控制等问题。
4、最终设计最终设计是将原理图、布局和布线进行整合，并完成一些必要的修改和调整。
最终设计需要对所有电路进行电气参数的分析和仿真，确保电路的稳定性和可靠性。
二、制造PCB板的制造是通过一系列的工序将设计好的电路板制作出来的过程。
1、制版制版是将最终设计图纸转换成实体PCB版图的过程，通常使用光阻蚀刻法或电化学法进行制版。
制版需要注意良好的对齐和厚度控制等问题。
2、钻孔钻孔是为电路板上的元件开孔并连接而进行的孔洞加工。
钻孔需要使用高精度的钻机或激光加工设备进行操作，确保精度和质量。
3、镀铜镀铜是在PCB板上形成导电层的过程。
先在板面覆盖一层铜，然后通过电解过程进行镀铜，形成导电图形。
4、图形转移工艺图形转移是将PCB板上的电路图案从光刻胶上转移到铜覆盖的PCB板上的过程。
此过程需要使用紫外线照射和洗涤等步骤进行操作。
5、蚀刻蚀刻是在PCB板上去除未被光刻胶保护住的铜层的过程。
蚀刻需要使用酸等化学物质进行处理，注意安全和环境保护。
6、去光刻胶去光刻胶是将已经通过蚀刻过程的PCB板清洁干净的过程。
去光刻胶需要使用化学溶剂完成，通常会进行多次清洁，确保PCB板完全干净。
PCB设计与制作课件
引导文
任务4.2 调频收音机PCB的雕刻制作 教学目的 知识能力：熟悉Altium Designer的Gerber文件的作 用和参数内涵，熟悉热转印法制作PCB的特点，熟 悉雕刻法制作PCB主要设备特点和种类的方法。 技能能力：Gerber文件的生成方法、雕刻法制作 PCB的主要设备使用方法、CircuitCAM软件的设置 过程和技巧。 社会能力：训练学生工程意识和良好的劳动纪律观 念。
图4-17 放大打印预览效果
PCB设计与制作 任枫轩 高职高专课件
PCB设计与制作 任枫轩 高职高专课件
引 导 文
2. 层设置
• 单击Gerber Setup（Gerber设置）对话框上边的 Layer按钮，即进入层设置对话框，如图4-22所示。 左边列表栏中可以选择设定需要绘制及镜象的层； 右边列表中可以选择与绘制设定层的机械加工层； 包含未连接中间信号上的焊盘选项功能表示不与 中间信号层上孤立的焊盘连接在一起。该项功能 仅限于包含了中间信号层的PCB文件输出Gerber 时使能。 • 在层设置中，选择要输出产生Gerber文件的层； 还可以指定任何需要产生镜像的层。同时，还可 以指定那些机械层需要被添加到Gerber文件中。
PCB设计与制作 任枫轩 高职高专课件
引 导 文
5. 高级设置
• 单 击 Gerber Setup （ Gerber 设 置 ） 对 话 框 上 边 的 Advanced按钮，即进入高级设置对话框，如图4-25所示。 在File Size中定义输出胶片的尺寸，用户在输出Gerber时 需要设置一个合适的数值；通常在对拼板时需要预留的区 域至少应为边框（Border）的值的两倍。光圈匹配公差用 来设置相临两个光圈的差值大小。批处理模式中选择每层 独立产生一个输出文件还是在一层上将所有层同时绘制。 在其他属性栏中，G54主要为了满足老的制板绘图设备的 需要，当绘图机不能绘制圆弧时需要选择Use software arcs，在高级设置中，诸如在输出Geber文件时的可视的 胶片尺寸、光圈匹配公差及零抑止等参数将可以被指定。 使能Center on film参数，产生的Gerber数据将自动定位 在胶片的中央。在该栏中，还可以设置输出图片是矢量 （vector）或光栅（raster）类型。
Altium Designer 14原理图与PCB设计第6章 PCB设计基础
第6章 PCB设计基础
3. 规划电路板 绘制印刷电路板图之前，设计者还应首先对电路板进行 规划，包括电路板是采用双层板还是多层板，电路板的形状、 尺寸，电路板的安装方式，在需要放置固定孔的地方放上适 当大小的焊盘，以及在禁止布线层上绘制PCB的外形轮廓等。 这是一项极其重要的工作，是电路板设计的一个基本框架。 4. 装载封装库和网络表 要把元器件放置到印刷电路板上，需要先装载所用元器 件的封装库，否则在将原理图信息导入到PCB时调不出元件 封装，导致出现错误。网络表是PCB自动布线的核心，也是 电路原理图设计与印刷电路板设计之间的接口。只有装入网 络表，才可以进行印刷电路板的自动布局和自动布线操作。
第6章 PCB设计基础
印刷电路板的出现与发展，给电子工业带来了重大的改 革，极大地促进了电子产品的更新换代。它具有以下优点：
(1) 实现了电路中各个元器件间的电气连接，代替了复 杂的布线，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作。
(2) 缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设 备的质量和可靠性。
图6-4 圆形、矩形和正八边形焊盘
第6章 PCB设计基础
一般焊盘中心孔要比器件管脚的直径稍大一些，但是焊 盘太大易形成虚焊。根据经验，孔的尺寸需要比管脚直径大 0.1～0.2 mm。
过孔用于连接不同板层之间的导线，其内侧壁一般都由 金属连通。过孔的形状类似与圆形焊盘，分为多层过孔、盲 孔和埋孔3种类型。
第6章 PCB设计基础
7. 布线 布线操作既可以自动布线也可以手工布线，Altium Designer 14的自动布线功能十分强大，如果元件布局合理、 布线规则设置得当，自动布线的成功率就会接近100%。自 动布线后，设计者可以对不太合理的地方进行调整，重新布 线，从而优化PCB的设计效果。 8. 生成报表以及打印输出 完成电路板的布线后，将生成各种设计、生产需要的报 表，并输出打印一些文件。按照上述流程设计出PCB图后， 即可将该文档交给印刷电路板生产单位进行制作。
PCB制作流程范文
PCB制作流程范文PCB（Printed Circuit Board）制作是电子产品制造的关键步骤之一，它为电子元器件提供了支撑和连接，并将各个电子元器件之间的信号传递。
下面将介绍PCB制作的主要流程。
1. 设计电路：首先，需要根据电子产品的要求和功能设计电路。
使用EDA（Electronic Design Automation）软件，如Altium Designer、OrCAD等，绘制电路图。
电路图是一个图形化的表示，它显示了电子元器件之间的连接和信号传递路径。
2.PCB布局：根据电路图，将电子元件放置在PCB上。
考虑到元件之间的电路连接、信号传递和散热等因素，需要合理安排元件的位置和布局。
布局时还需考虑到最佳电路布线路径，以减少电路板上的电磁干扰和串扰。
3.PCB布线：通过连接元件之间的电路路径，建立电路连通性。
在布线过程中，需要仔细处理信号线和电源线的走向，避免交叉和干扰。
对于高速和高频信号，还需要注意信号完整性和差分信号匹配等问题。
布线可以手动完成，也可以使用自动布线工具辅助实现。
4. 软件联调：在PCB布线完成后，需要进行软硬件联调。
这是为了验证电路的功能和连通性，确保电路正常工作。
软硬件联调通常使用仿真软件进行，比如Protel、PADS等。
5. 生成Gerber文件：完成软硬件联调后，需要将PCB布图导出为Gerber文件。
Gerber文件是专用于PCB制造的格式，包含了PCB板的各个层的信息，如元器件布局、布线路径、焊盘位置等。
供应商将根据Gerber文件进行后续的制造工艺。
6. 制造PCB：根据Gerber文件，将PCB板制造出来。
制造过程包括以下几个步骤：a. 制造基板：根据Gerber文件制作出基板，通常使用FR-4（玻璃纤维-环氧树脂）材料，这种材料具有良好的绝缘性能和机械强度。
b.镀铜：在基板上镀上一层铜薄膜，这是为了提供导电性，使得电路能够传导电流。
c.图案化：利用光刻技术将铜薄膜上特定区域的涂层去除，形成电路图案。
印制电路板(PCB)的设计与制作精选全文完整版
PCB的应用
PCB是英文(Printed Circuit Board) 印制线路板的简称。
汽车
航天 计算机
通信 家用电器
苹果手机 iPhone4S
苹果手机 iPhone4S 拆解图
其它零配件
前盖
后盖
电池
电路板
苹果手机 iPhone4S 拆解图
液晶屏
主板A面
16G内存
光传感器和 LED指示灯
主板B面
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
液晶屏
底盖
键盘
电路板等 零部件
电池
整机拆解图
苹果笔记本MacBook Air
PCB板
电池
拆解图
苹果笔记本MacBook Air
散热片
内存
主板
扬声器
输入输出接口
硬盘
如何将原理图设计成PCB图？
原理图
（一）工厂批量生产（双面）
3. 打孔
目的： 使线路板层间产生通孔，达到连通层间的作用。
流程： 配刀 钻定位孔 上销钉 钻孔 打磨披锋。
流程原理: 据工程钻孔程序文件,利用数控钻机,钻出所用的孔。
注意事项： 避免钻破孔、漏钻孔、钻偏孔、检查孔内的毛刺。
（一）工厂批量生产（双面示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路， 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
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图6-4 天线的封装尺寸图
图6-5 晶振的封装
步骤3：设计元件封装
（2）设计极性电容和电感的封装图形如图6-6所示，可以 根据封装名的参数来用元件封装向导进行设计。
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（a）CAP2.5-4
（b）L2.5-4
图6-6 极性电容和电感的封装图形
步骤3：设计元件封装
（3）根据图6-7（a）所示的鼠标滚轮编码器安装孔尺寸 图，设计其封装图形如图6-6（b）所示，封装命名为 “TENFE11-SS”。两个方形焊盘的通孔采用“Rect”模 式，设置焊盘与孔径一样大，即不需要焊盘铜膜。
Design Comme Footprint 数量 库引用名称 ator nt Ant 5213 1 Antenna Antenna（自制） C1 C2、C3、 C6 C4、C5 C7 C8 L1 LED MW P1、P2 Q1 W1MK R1 330 S1、S2、 左键、右 S6 键、DPI 中键、 S3、S4、 PgUp、 S5 PgDn U1 T9 U2 Y1 W8583D 2.4G LED1 Mouse Wheel 10u 1
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（a）安装孔尺寸图 （b）封装设计图 图6-7 鼠标滚轮编码器的安装孔尺寸图和封装图
步骤3：设计元件封装
（4）根据图6-8所示的无线鼠标光电芯片W8385D封装 尺寸图，设计其封装图形，封装命名为“ADIP8”。
图6-8 无线鼠标光电芯片封装尺寸图
步骤3：设计元件封装
（5）根据图6-9、图6-10所示的鼠标按键安装孔尺寸图， 分别设计2脚和3脚的鼠标微动开关封装图形，命名为“B2” 和“B3”。
图6-9 鼠标微动开关（2脚）的封装尺寸图
步骤3：设计元件封装
（5）根据图6-9、图6-10所示的鼠标按键安装孔尺寸图， 分别设计2脚和3脚的鼠标微动开关封装图形，命名为“B2” 和“B3”。
图6-10 鼠标微动开关（3脚）的封装尺寸图
步骤3：设计元件封装
（6）设计电池的连 接器的封装，命名为 “PIN1”，改封装为 一个椭圆形的直插式 开槽焊盘，焊盘大小 为4×1.5mm，中 间开槽3mm，参数 设置如图6-11所示。
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2 1 1 1 1 1 2 1 1 3 3 1 1 1
Cap
Cap Pol2 Cap Pol2 Inductor LED1 自己制作 自己制作 PNP Res2 SW-SPDT SW-PB 自己制作 自己制作 XTAL
步骤5：规划异形四层PCB板框
根据图6-12所示的PCB板框尺寸，采 用板框向导+手工绘制的方式来设计异 形的PCB板框。 （1）用向导规划板框：设置矩 形板子，板尺寸45× 46mm， 并且勾选切掉拐角和内角。设置 板层为4个信号层，2个信号层和 2个电源层。 （2）按右图手工绘制完板框。 （3）按住Shift键，依次用鼠 标左键单击选中所有外框，按下 D→S→D键，按照选择的形状 切割外板框。 （4）切掉内角：板框内有2个矩形内角， 需要分别切掉，先按住Shift键，依次 用鼠标左键单击选中所有外框，按下 图6-12 鼠板PCB板框尺寸图 T→V→B键，按照选择的形状切掉内角。
第6章 PCB综合设计
【操作步骤】 无线鼠标电路的异形四层PCB设计实例
自主学习项目实例
步骤1：新建工程、原理图及元件库文件
（1）新建工程：命名为“鼠标工程.PrjPCB”。
（2）新建原理图文件：命名为“无线鼠标电路原
理图.SchDoc” 。
（3）新建原理图库、封装库： “鼠标元件符号
库.SchLib”和“鼠标元件封装库.PCBLib”。
2.2u
30p 4u 100u
1608[0603]
cap2.5-4（自制） cap2.5-4（自制） L2.5-4（自制） LED-1 TENFE11-SS（自 制） PIN1 SOT-23B_N 6-0805_N B2（自制） B3（自制） SO-16_M ADIP8（自制） XTAL1.5（自制）
步骤2：创建元件符号及绘制电路原理图
（1）打开电路原理图文件，设置图纸A4横向模板，输入标 题栏信息。 （2）按图6-1所示，绘制无线鼠标电路原理图。
步骤3：设计元件封装
（1）如图6-4、图6-5所示，分别设计天线和晶振的封装， 命名为“Antenna”和“XTAL1.5”。其中，天线的封 装为贴片式；晶振的2个焊盘间距就是1.5mm。
步骤6：导入设计，步骤7：元件布局
单击（设计）→ 【Import Changes From鼠 标工程.PrjPCB】菜 单命令。 将元件如图6-17所 示进行布局。
图6-17 元件布局参考图
步骤8：内电层设置
本例中设置两个内电层分别与VDD和GND网络相连，双 击PCB层标签栏中的两个内电层名称按钮 和 ，弹出如图 6-18所示的内电层设置对话框，将这两个内电层的名称 及连接的网络分别设置为“VDD”和“GND”。
步骤10：输出制造文件
（1）输出Gerber文件，注意在设置输出的（层）选项卡 中要除了勾选所有信号层、丝印层和禁止布线层以外，还要 勾选上两个内电层“VDD”和“GND”。
步骤9：设置布线规则及手工布线
在PCB工作界面中，单击【Design】（设计）→【Rules…】 （规则）菜单命令，系统将弹出“PCB规则及约束编辑器”对话框。 设置安全间距为0.2mm，线宽为0.2~0.8mm。 参考图6-21所示，进行双面信号层的布线。
（a）TopLayer走线 （b）BottomLayer走线 图6-21 鼠标PCB布线参考图
ห้องสมุดไป่ตู้
图6-11 封装PIN1的焊盘参数设置对话框
步骤4：编译电路原理图、 检查封装并输出材料清单
（1）单击（工程）→【Compile Document无线鼠标电路原理 图.SchDoc】命令，对原理图进行 编译。 （2）单击（工具）→（封装管理 器），在弹出的“Footprint Mannager”对话框中将所有封装 按表6-1设置正确。 （3）单击（报告）→【Bill of Materials】菜单命令，输出 “*.xls” Excal格式的材料清单， 并勾选“添加到工程”选项，点击 输出按钮，生成材料清单。