第4节 设置电路板工作层面
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更新于2009-01-09 19:44:15

5.4.1 有关电路板的几个基本概念
铜膜线:简称导线,是敷铜经腐蚀后形成的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。

飞线:用来表示连接关系的线。它只表示焊盘之间有连接关系,是一种形式上的连接,并不具备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可起引导作用,从而方便手工布线。飞线是在引入网络表后生成的,而飞线所指的焊盘间一旦完成实质性的电气连接,则飞线自动消失。当同一网络中,部分电气连接断开导致网络不能完全连通时,系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利用飞线的这一特点,可以根据电路板中有无飞线来大致判断电路板是否已完成布线。

焊盘、过孔:焊盘(Pad)的作用是放置、连接导线和元件引脚。过孔(Via)的主要作用是实现不同板层间的电气连接。过孔主要有3种。

穿透式过孔(Through):从顶层一直打到底层的过孔。
半盲孔(Blind):从顶层遇到某个中间层的过孔,或者是从某个中间层通到底层的过孔。
盲孔(Buried):只在中间层之间导通,而没有穿透到顶层或底层的过孔。

单面板:电路板一面敷铜,另一面没有敷铜,敷铜的一面用来布线及焊接,另一面放置元件。单面板成本低,但只适用于比较简单的电路设计。
 
双面板:电路板的两面都敷铜,所以两面都可以布线和放置元件,顶面和底面之间的电气连接是靠过孔实现的。由于两面都可以布线,所以双面板适合设计比较复杂的电路,应用也最为广泛。

多层板:不但可以在电路板的顶层和底层布线,还可以在顶层和底层之间设置多个可以布线的中间工作层面。用多层板可以设计更加复杂的电路。

长度单位及换算:Protel 99 SE 的PCB编辑器支持英制(mil)和公制(mm)两种长度计量单位。它们的换算关系是:100mils=2.54mm(其中1000mils=1Inches)。

执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键Q进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度信息的单位都会转换为mm(或mil)。

安全间距:进行印刷电路板的设计时,为了避免导线、过孔、焊点及元件的相互干扰,必须使它们之间留出一定的距离,这个距离称之为安全间距(Clearance)。
 
5.4.2 工作层面的类型
Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层面,包括信号层(Signal layers)、内部电源/接地层(Internal plane layers)、机械层(Mechanical layers)、阻焊层(Solder mask layers)、锡膏防护层(Paste mask layers)、丝印层(Silkscreen layers)、钻孔位置层(Drill Layers)和其他工作层面(Others)。

下面介绍各工作层面的功能。
1.信号层(Signal layers)
信号层主要是用来放置元件(顶层和底层)和导线的。
 
2.内部电源/接地层(Internal plane layers)
内部电源/接地层主要用来放置电源线和地线。

3.机械层(Mechanical layers)
机械层一般用于放置有关制板和装配方法的信息。

4.阻焊层(Solder mask layers)
阻焊层有2个Top Solder Mask(顶层阻焊层)和Bottom Solder(底层阻焊层),用于在设计过程中匹配焊盘,并且是自动产生的。
 
5.锡膏防护层
(Paste mask layers)
锡膏防护层的作用与阻焊层相似,但在使用“hot re-flow”(热对流)技术安装SMD元件时,锡膏防护层用来建立阻焊层的丝印。

6.丝印层(Silkscreen layers)
丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放置元件的编号或其他文本信息。

7.钻孔层(Drill layer)
钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息,该层是自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层。
 
8.禁止布线层
(Keep Out Layer)
禁止布线层用于定义放置元件和布线区域的。
 
9.多层(Multi layers)
多层代表信号层,任何放置在多层上的元件会自动添加到所在信号层上,所以可以通过多层,将焊盘或穿透式过孔快速地放置到所有的信号层上。
 
10.DRC错误层(DRC Errors)
用于显示违反设计规则检查的信息。
 
11.连接层(Connection)
该层用于显示元件、焊盘和过孔等对象之间的电气连线。

5.4.3 设置工作层面
设置方法可以执行菜单命令【Design】/【Option】,出现【Document Option】对话框,选择其中的【Layers】标签即可进入工作层面设置对话框,如图5-7所示。
 

进入【Option】选项卡,结果如图5-8所示。在该选项卡中可对【Grid】(栅格)、【Electrical Grid】(电气栅格)、【Measurement】(计量单位)等选项进行设定。

1.设置信号层和内部电源/接地层
执行菜单命令【Design】/【Layer Stack Manager】,在屏幕上弹出如图5-9所示的工作层面管理对话框。

2.设置Mechanical layers
执行菜单命令【Design】/【Mechanical Layers】,弹出如图5-11所示的机械层设置对话框,单击【Mechanical】复选框,可打开机械层,并可设置机械层名称等参数。

设置完信号层、内部电源/接地层和机械层后,设置工作层面对话框变为如图5-12所示。

 

 

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