课件 第四讲 PCB设计软件Layout Plus

Harbin University of Science and Technology
OrCAD
工具按钮
视 图 操 作
元件操作模式
障碍物操作模式
文字操作模式
进行设计规则检查
元器件封装引线操作
预拉线操作模式 刷新（F5） 错误符号操作模式
激活元件资料窗口
所在的板层选择 热键为数字键 (0,1,2,3……)
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
4. PCB版图设计中的基本“元素”
1） 元器件封装图形(Footprint):指某个元器件在PCB设计中采用 的封装外形图形，通常包括封装名称、外形形状和尺寸、焊 盘和钻孔等内容。PCB设计中，同一个元器件可以根据需要选 用不同的元器件封装。OrCAD/Layout中采用的元器件封装存 放在以LLB为扩展名的库文件中。
OrCAD
三、 确定板框和元器件布局
虚线框表示的是模板文件定义的板框。系统默认的板框设 置不会正好适合用户的设计。 1. 定义板框 选择板层为global layer，执行Tool/Obstacle命令或点击 进入板框(障碍物)操作模式， 用鼠标在版图中绘制板框。 采用Layout Plus设计PCB时，将走线、焊点、字符以外的 图件对象统称为Obstacle。板框是Obstacle中的一种图件。
OrCAD
电路计算机辅助设计
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
第四章 PCB设计软件Layout Plus
PCB是Printed Circuit Board(印刷电路板) 的缩写，又称为印刷线路板或印制板。 PCB 是以绝缘覆铜板为基材，经过印刷、腐蚀、 钻孔及后处理等工序，将电路中元器件的连 接关系用一组导电图形及孔位制作在覆铜板 上，最后经裁剪而成为具有一定外形尺寸的 板子。
PCB设计的任务就是将电路设计中的元器件连接关系转 换为PCB版图图形，再将版图文件交给工厂完成PCB板的加 工。完整的PCB板包括4部分: 1） 布线层版图(Layer):描述元器件连接关系的PCB版图。无 论双面板还是多层板，元器件通常都放置在顶层(Top Layer), 又称为元件安装面。对于一般元器件，其引线穿过印制板在 底层(Bottom Layer)焊接,所以底层又称为焊锡面。对于表面 贴装式元器件(SMD)，引线无需穿过印制板，直接贴装在顶 层。
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
为了保证PCB设计的顺利进行，必须注意以下3个问题。 1、电路图中元器件符号不能重复 2、每个元器件必须设置一个元器件封装(Footprint)
PCB Footprint一列显示出各个元器件采用的默认封 装形式。用户可以根据需要修改。
打开颜色表格 重新连线模式
手工布线模式—线 头操作 手工布线模式—线 段操作 推挤式手工布 线模式
启动设计规则在线检查
自动路径式手工 布线模式 Harbin University of Science and Technology
OrCAD
第二节 Layout Plus 基本运行过程
一、 生成电连接网表文件 进入capture 建立新的设计项目，类型为PC board(也可 以选择其他类型，只要设置了footprint属性)。绘制电路图， 注意元件应该设置footprint属性。
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
2）焊盘(Pad)：焊盘为元器件封装的组成部分。作用是固定元器 件并将其引脚与印刷电路上的导电图形通过焊接方式连接起 来。焊盘有一定的属性，如编号、类型、定向、外形尺寸、 钻孔尺寸等。
3）过孔(Via ):作用是实现PCB不同层间的电气连接，分3种类型： 通孔(Through):连接顶层和底层的过孔。 盲孔(Blind):一头位于PCB板的表面，另一头位于PCB内部某 一布线层。 埋孔(Buried):连接PCB内部两个布线层的过孔。 顶层铜箔 底层铜箔 中间沉铜
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
第一节 印刷电路板及其设计要求
加工制作在绝缘覆铜板上的导电图形及位孔称为 印刷电路板的版图。
一、概述 1. 印刷电路板的作用
印刷电路板几乎存在于所有的电子设备中，其作 用包括固定各种元器件以及实现元件之间的电路连接 关系，在高频及微波电路中还可充当电路元件。
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
如果显示一个对话框说无错误，则电路图和电连接网表文 件都无错误，在Layout Plus编辑窗口中载入电路中所有元 器件的封装。
Harbin University of Science and Technology
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
5. 印刷电路板版图的基本设计要求
1) 2) 3) 4) 元器件布局安放合理。既要注意美观和重量分布均 匀，还应考虑元器件布局对电路性能的影响。 布线平滑无毛刺。减少毛刺在高频时的辐射效应， 避免腐蚀不完善，形成误连线等故障。 模拟电路与数字电路的电源地线分开排布。减小模 拟电路与数字电路之间的相互影响与干扰。 高频器件就近安装滤波电容，将本地产生的干扰滤 除，防止干扰传播。 尽可能采用宽的连线。减小连线阻抗从而减小干扰 。
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
7) 8) 9) 采用自动/手工布线方法完成印制板布线。 对设计好的印制板进行后处理，生成有关报表。 将设计好的PCB版图以要求的数据格式存盘输出， 送交工 厂生成PCB板。 在PCB设计过程中除了可以调用元器件封装库中的符号 外，还可以在库管理器窗口中编辑、修改或新建封装符号 。
OrCAD
二、 启动Layout Plus软件打开相关文件 1、 启动Layout Plus软件，打开Layout Plus管理窗口。 2、 设置PCB模板文件(Template File):执行File/new子命令，屏幕 出现如下对话框
设置模板文件 调入电连接网表文件 指定PCB设计文件名
Harbin University of Science and Technology
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
四、 PCB布线 自动布线功能。执行Auto/Autoroute/Board子命令， Layout Plus自动进行布线
Harbin University of Science and Technology
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
三、 Layout Plus软件管理窗口
1. 管理窗口的功能
元器件封装管理窗口
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
四、 Layout Plus印制板编辑窗口
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
2） 阻焊层版图(Solder Mask):为了保证只在焊接面的焊盘 处有焊锡，预先在焊盘以外的部分铺设一层不粘焊锡的“ 阻焊剂”。阻焊层版图的作用是确定阻焊剂的图形，分为 顶层阻焊层和底层阻焊层。 3） 丝印层版图(Silk Screen):用于确定在PCB板上用油墨 丝印方法添加的文字和图案，起说明注释作用。 4） 钻孔定位版图(Drills ): PCB板上有两种钻孔。一种用 于放置插针式元器件，这种钻孔穿透整个板子。另一种钻 孔用于形成通孔，实现不同布线层之间的电学连接。
双面板是两面都有导电图形的印刷电路板。
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
多层板是由交替的导电图形层及绝缘材料经过层层粘合 而成 。 目前采用较多的多层板是四层板，即在双面板的基础上 再在中间加上“电源”和“接地”两个板层。
3. PCB中的版图类型
5)
Harbin University of Science and Technology
OrCAD
二、印制板设计软件OrCAD/Layout Plus
1. PCB设计流程
1) 首先应绘制好电路图并生成符合Layout Plus格式要求的电 连接网表文件，其扩展名为mnl。 2) 调用Layout Plus软件，屏幕出现Layout Plus管理窗口，进 入PCB设计阶段。 3) 指定板框文件(.tpl)或技术文件(.tch)。确定设计过程中采 用的设计环境和运用的策略。 4) 调入电连接网表文件(.mnl)。若未调入.mnl文件，则是应 用Layout Plus软件采用手工设计的方法设计一个PCB。 5) 指定存放PCB设计结果的文件名(.max),完成PCB设计的准 备工作。 6) 采用自动/手工布局方法，将与电路设计中各个元器件对 应的元器件封装(Footprint)放置在印制板上。
2. OrCAD/Layout Plus软件的特点
OrCAD软件包中提供了3种PCB设计软件： Layout Plus、 Layout、 Layout Engineer,其中以Layout Plus版本功能最强。 Layout Plus的特点主要有系统集成、高水平的设计指标、 同时支持手工布局和自动布局、手工布线和自动布线、智能 化敷铜、丰富的元器件封装库及与多种PCB设计软件交换数 据的功能。