U盤設計電路.doc

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電子線路CAD 實驗名稱：U盤電路設計 專業(yè)班級：14電子信息工程 姓名：甘文地 學號：1428403045 一、實驗目的： 1.掌握PCB雙面板的設計方法。 2.掌握PCB規(guī)則設置的方法。 二、實驗內(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選項新建PCB。Outline Shape（電路板外形）選項欄選擇默認的Rectangular（矩 形）；Board Size（電路板尺寸）選項欄設置 Width（寬度）和 Height（高度）分別為2900mil和 1900mil；僅適 用兩個信號層；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)均選擇默認值。 （2）Visible Grid（可視柵格）選項組中的 Grids1 設為 10mil，Grids2設為 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Routing Via Style為 52mil、24mil。 三、實驗過程及結(jié)果 1、新建一個集成庫，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，并添加到當前元器件庫中，再按照原理圖在元器件庫中找到相應的元器件繪制如圖所示原理圖，最后再按照材料清單設置元器件封裝，得到下圖。 4、制作PCB （1）利用PCB BoardWizard選項新建PCB，按照要求設置PCB的參數(shù)， （2）參數(shù)選項柵格 （3）在設計規(guī)則中改變安全距離。 （4）在設計規(guī)則中添加VUSB線，并改變其寬度，再設置其他布線的寬度。 （5）在設計規(guī)則中設置過孔Routing Via Style為 52mil、24mil。 （ 6）按照布局規(guī)則布局，自動布線。 四、思考題： 1，PCB設計規(guī)則有哪些？ 答：總概念： 布線寬度（Width）：布線時布線寬度的設定。 布線方式（Routing Topology）：定義引腳之間的布線方式。 布線優(yōu)先級別（Routing Priority）：設置布線的優(yōu)先次序，優(yōu)先級最高的網(wǎng)絡或?qū)ο髸粌?yōu)先布線。（0~100，數(shù)字越小，級別越高。） 布線板層（Routing Layers）：設置允許自動布線的板層。 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設計的一般原則 要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導線的布設是很重要的。為了設計質(zhì)量好、造價低的PCB，應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，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，對電路的全部元器件進行布局。在確定特殊元件的位置時要遵守以下原則： （1）盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設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，輸入和輸出元件應盡量遠離。 （2）某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應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盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。 （3）重量超過15g的元器件，應當用支架加以固定，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，而應裝在整機的機箱底板上，且應考慮散熱問題。熱敏元件應遠離發(fā)熱元件。 （4）對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關等可調(diào)元件的布局應考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。若是機內(nèi)調(diào)節(jié)，應放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方；若是機外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機箱面板上的位置相適應。 （5）應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。對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則：（1）按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。（2）以每個功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進行布局。元器件應均勻、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，應考慮電路板所受的機械強度。2.布線 布線的原則如下： （1）輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。最好加線間地線，以免發(fā)生反饋藕合。（2）印制板導線的最小寬度主要由導線與絕緣基板間的粘附強度和流過它們的電流值決定。當銅箔厚度為0.5mm、寬度為1～15mm時，通過2A的電流，溫度不會高于3℃。因此，導線寬度為1.5mm可滿足要求。對于集成電路，尤其是數(shù)字電路，通常選0.02～0.3mm導線寬度。當然，只要允許，還是盡可能用寬線，尤其是電源線和地線。導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5～8mil。 （3）印制導線拐彎處一般取圓弧形，而直角或夾角在高頻電路中會影響電氣性能。此外，盡量避免使用大面積銅箔，否則，長時間受熱時，易發(fā)生銅箔膨脹和脫落現(xiàn)象。必須用大面積銅箔時，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。對高密度的數(shù)字電路，焊盤最小直徑可取(d+1.0)mm。 五、實驗總結(jié) 通過本次實驗，我了解了PCB雙面板的設計，和PCB的設計規(guī)則。本次試驗設計的U盤電路，將之前所學的知識幾乎全部用上了，只有將基本的操作融會貫通時，才能將U盤電路準確，熟悉的設計出來。這次實驗，既要將之前的所學所鞏固，也要有自己的想法來更好地完成實驗。