U盤設(shè)計(jì)電路.doc

電子線路CAD 實(shí)驗(yàn)名稱：U盤電路設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)：14電子信息工程 姓名：甘文地 學(xué)號(hào)：1428403045一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.掌握PCB雙面板的設(shè)計(jì)方法。 2.掌握PCB規(guī)則設(shè)置的方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1，自建原理圖庫，包含元件IC1114、K9F080、AT1201。 2，封裝：AT1201_1封裝為SOP5；K9F080 封裝：焊盤寬度20mil，焊盤縱距離40mil，焊盤橫距離 500mil,IC1114封裝：焊盤寬度 15mil，焊盤間距 30mil，每邊第一焊盤距離70mil。（10 分） 3，U 盤電路原理圖如圖所示。 其中元器件 IC1114、K9F080、AT1201均為自制。封裝：AT1201_1 封裝為 SOP5、IC1114封裝為Quad48、K9F080封裝為 SOP48 均為自制。 4，制作PCB，要求如下： （1）利用PCB BoardWizard選項(xiàng)新建PCB。Outline Shape（電路板外形）選項(xiàng)欄選擇默認(rèn)的Rectangular（矩形）；Board Size（電路板尺寸）選項(xiàng)欄設(shè)置 Width（寬度）和 Height（高度）分別為2900mil和 1900mil；僅適用兩個(gè)信號(hào)層；過孔類型選擇Through hole Vias only通孔單選鈕；元件和布線方法界面選擇表面貼裝元件，不將元件放兩面。PCB走線最小線寬、最小過孔外徑、最小孔徑尺寸和最小的走線間距參數(shù)均選擇默認(rèn)值。 （2）Visible Grid（可視柵格）選項(xiàng)組中的 Grids1 設(shè)為 10mil，Grids2設(shè)為 100mil。 （3）安全間距：Clearance為10mil。 （4）VUSB 線寬為20mil，其他線寬 Width為10mil。 （5）過孔R(shí)outing Via Style為 52mil、24mil。 三、實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果1、新建一個(gè)集成庫，在原理圖庫中繪制如下元器件。2、利用元器件封裝向?qū)О凑找笊a(chǎn)如下封裝。3、為自己繪制的元器件添加封裝，并添加到當(dāng)前元器件庫中，再按照原理圖在元器件庫中找到相應(yīng)的元器件繪制如圖所示原理圖，最后再按照材料清單設(shè)置元器件封裝，得到下圖。4、制作PCB（1）利用PCB BoardWizard選項(xiàng)新建PCB，按照要求設(shè)置PCB的參數(shù)，（2）參數(shù)選項(xiàng)柵格（3）在設(shè)計(jì)規(guī)則中改變安全距離。（4）在設(shè)計(jì)規(guī)則中添加VUSB線，并改變其寬度，再設(shè)置其他布線的寬度。（5）在設(shè)計(jì)規(guī)則中設(shè)置過孔R(shí)outing Via Style為 52mil、24mil。（6）按照布局規(guī)則布局，自動(dòng)布線。四、思考題： 1，PCB設(shè)計(jì)規(guī)則有哪些？答：總概念： 布線寬度（Width）：布線時(shí)布線寬度的設(shè)定。布線方式（Routing Topology）：定義引腳之間的布線方式。布線優(yōu)先級(jí)別（Routing Priority）：設(shè)置布線的優(yōu)先次序，優(yōu)先級(jí)最高的網(wǎng)絡(luò)或?qū)ο髸?huì)被優(yōu)先布線。（0100，數(shù)字越小，級(jí)別越高。）布線板層（Routing Layers）：設(shè)置允許自動(dòng)布線的板層。布線轉(zhuǎn)角（Routing Corners）：45轉(zhuǎn)角、90轉(zhuǎn)角、圓弧轉(zhuǎn)角。布線過孔類型（Routing Via Style）:設(shè)置過孔尺寸，包括內(nèi)徑和外徑。扇出布線控制（Fanout Control）：主要用于“BGA”、“LCC”等種類特殊器件的布線控制。PCB設(shè)計(jì)的一般原則要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導(dǎo)線的布設(shè)是很重要的。為了設(shè)計(jì)質(zhì)量好、造價(jià)低的PCB，應(yīng)遵循以下的一般性原則：1.布局首先，要考慮PCB尺寸大小。PCB尺寸過大時(shí)，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB尺寸后，再確定特殊元件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局。在確定特殊元件的位置時(shí)要遵守以下原則：（1）盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件不能相互挨得太近，輸入和輸出元件應(yīng)盡量遠(yuǎn)離。（2）某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高電壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時(shí)手不易觸及的地方。（3）重量超過15g的元器件，應(yīng)當(dāng)用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、發(fā)熱量多的元器件，不宜裝在印制板上，而應(yīng)裝在整機(jī)的機(jī)箱底板上，且應(yīng)考慮散熱問題。熱敏元件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。（4）對(duì)于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動(dòng)開關(guān)等可調(diào)元件的布局應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相適應(yīng)。（5）應(yīng)留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。根據(jù)電路的功能單元。對(duì)電路的全部元器件進(jìn)行布局時(shí)，要符合以下原則：（1）按照電路的流程安排各個(gè)功能電路單元的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)盡可能保持一致的方向。（2）以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。元器件應(yīng)均勻、整齊、緊湊地排列在PCB上。盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。（3）在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。一般電路應(yīng)盡可能使元器件平行排列。這樣，不但美觀，而且裝焊容易，易于批量生產(chǎn)。（4）位于電路板邊緣的元器件，離電路板邊緣一般不小于2mm。電路板的最佳形狀為矩形。長寬雙為3:2或4:3。電路板面尺寸大于200150mm時(shí)，應(yīng)考慮電路板所受的機(jī)械強(qiáng)度。2.布線布線的原則如下：（1）輸入輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。（2）印制板導(dǎo)線的最小寬度主要由導(dǎo)線與絕緣基板間的粘附強(qiáng)度和流過它們的電流值決定。當(dāng)銅箔厚度為0.5mm、寬度為115mm時(shí)，通過2A的電流，溫度不會(huì)高于3。因此，導(dǎo)線寬度為1.5mm可滿足要求。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.020.3mm導(dǎo)線寬度。當(dāng)然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導(dǎo)線的最小間距主要由最壞情況下的線間絕緣電阻和擊穿電壓決定。對(duì)于集成電路，尤其是數(shù)字電路，只要工藝允許，可使間距小于58mil。（3）印制導(dǎo)線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會(huì)影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長時(shí)間受熱時(shí)，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時(shí)，最好用柵格狀。這樣有利于排除銅箔與基板間粘合劑受熱產(chǎn)生的揮發(fā)性氣體。3.焊盤焊盤中心孔要比器件引線直徑稍大一些。焊盤太大易形成虛焊。焊盤外徑D一般不小于（d+1.2）mm，其中d為引線孔徑。對(duì)高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。五、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 通過本次實(shí)驗(yàn)，我了解了PCB雙面板的設(shè)計(jì)，和PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則。本次試驗(yàn)設(shè)計(jì)的U盤電路，將之前所學(xué)的知識(shí)幾乎全部用上了，只有將基本的操作融會(huì)貫通時(shí)，才能將U盤電路準(zhǔn)確，熟悉的設(shè)計(jì)出來。這次實(shí)驗(yàn)，既要將之前的所學(xué)所鞏固，也要有自己的想法來更好地完成實(shí)驗(yàn)。