本文介绍了一般1-2层电路板的手工绘制方法与技巧,供初学者学习、参考。
绘制电路板普遍常用的软件:Protel 99windows英文/中文版;早期的 Protel 3。3DOS版本。软件的使用方法不少书籍已有介绍,这里仅对制板图的绘制要求,方法技巧谈谈个人的经验。一般来说制板图的绘制要经过这样几骤: 确定坐标与起点位置---确定器件排列参照线或参考点-----确定板层(单面/双面/多层)-------板尺寸初定-------安排元件布位-------布线与调整元件位置------调整线宽-----地线处理-----校正审核-----确定标识等。布线工作既涉及空间问题也涉及电磁场的问题。
一. 绘制板图的初始工作
1. 进入绘制板图软件界面后,先选择计量制式:英制( Imperial--mils)/公制(Metric--mm)。采用公制可能使你更容易建立尺寸的空间概念。(换算:1000mils=25。4毫米=2。54厘米 1毫米=39。37mils)。 检查层面颜色,常规丝印面( Top0verlay )设为黄色; 元件面(Toplayer )设为红色; 焊接面 (Bottomlay)设为蓝色。设置常规色是为了交流方便避免出差错。多层线路板还要设制中间层。
2. 调整焊盘与过孔的尺寸设置,通常选外经1。5毫米,钻孔0。8毫米。特殊尺寸可待布线后调整。
3. 确定坐标与起点位置。坐标点通常选左下脚,为了计算方便应取整数。所取点位距页面原始零点X/Y轴各50毫米或100毫米,以利于绘图有调整余地省得以后再移动整体板图位置了。沿确定的坐标点画横线和竖线,线长略大于事先估算的板卡尺寸。坐标线一般画在丝印面。
4. 确定元件排列的参考基准线。
方式一: 以坐标线为板卡基准边，根据估算的板卡尺寸取其横竖中心线在坐标X/Y轴上画出，为计算方便中心线取整数，以后的定位孔及元件均以此中心线为基准排列。
方式二：如果结构件已定死了定位孔的位置，可以定位孔为基准，以坐标线为参考先确定最重要的定位孔在板中的位置，其他需定位的孔位或元件应以此定位孔的中心线为基准排列，尺寸应满足结构图的定位要求，该方法适于面板安装的电路板。
方式三：以坐标线为基准画出横竖格线，间距以初步估算元件间距为依据，格线取整数，所有元件以格线参考排列，适于不受结构配合要求的电路板绘制。
方式四：如果无面板配合要求而四脚(或六脚或更多)定位孔已确定尺寸，可以四脚定位孔的平行线或平分线为参考基准，当然取整数会方便了。实际上在绘制板图中几种方式可能要交叉使用。
二. 元器件位置安排
1 根据电路板尺寸与安装空间要求选择元器件的大小。在不影响电路性能的前提下选择体积尽量小一点的器件，以节约成本。要搞清元件的占用面积和焊接管脚间距及焊脚的开孔尺寸。不清楚的要找实际使用器件测绘。
2 优先安排大尺寸的元件如小变压器、大电阻、散热片、功率器件、大的开孔等。要考虑这些器件的安装高度与盒体或其他器件的冲突，避开矛盾。
3 元件间距的安排考虑有否发热器件、安装不方便的器件、需要更换的器件,需要屏蔽的器件等。为这些器件要留出足够的空间，避免后期处理麻烦。
4 元件排列应尽量横竖在一条线上显得整齐也有利于布线。尤其数字电路布线会更容易些。
5 接线端子一般安排在板子边部,主要考虑与外部接口或其他板连接方便,同时也要考虑布线较短,板上布线也容易并且不会对电路性能有影响。排线插座要考虑方向,以便于与其他插座相连。
6 有些元件可能要安排在焊接面,管脚的方向间距不要搞错。元件尽量使用库文件中的标准件,这可节省时间避免错误,自己编制的元件图自动布线时软件系统不会自动识别。
7 根据原理图可在板上化分成功能块, 即形成板上功能分布区,布线尽可能短这有利调试与维修。根据电路的复杂程度、器件情况、电路功能性质、成本等因素确定采用单面还是双面板或多层板。
8 根据原理图上的电源高频滤波电容及退偶电容数量合理安排位置(通常为0。01-0。1uF)。一般安排在电源入口、集成电路VDD口、电路末端。不要扎堆布置以避免其作用不理想。
9 有些元件可能要放到焊接面，例如数码管、发光二极管、按钮开关、电位器等。需要注意管脚的排列方向不要搞错，区分清楚元件的管脚正视还是反视。
三. 手工布线
1。 元件布置完毕即着手布线,根据原理图看一下各元件出线有无互相干扰,元件间布线空间是否够,如有布线困难应先适当调整。避免后期调整因改线多而延误时间。
2。 先安排主线,即不能太细的线条。再排比较密集的细线,如果这部分线排不下可及时调整元件。
根据线路的负载特点确定线宽。通常信号线取0。20-0。50毫米;电源线1—3毫米;地线2—5毫米,原则是元件少尽量线宽一点,这有利于提高线条缚板强度。元件多在满足电流条件下线条适度细一点。以免过于增大板面。
3。双面板布线中以数字芯片为主的单元板一般元件面以竖线为主，焊接面以横线为主。通过过孔将线路连系起来。 对模拟电路来说横竖分明的布线就不易做到，因为元件较复杂且较大面积的地线复盖也不可能使线路经纬分明。对于处于高倍运放电路周边减少过孔有利于减少分布电感。高频电路电磁辐射不能忽视，大面积地线或地平面的处理就很重要了，必要时考虑多层电路板。模拟与数字混合电路中应避免数字线路进入模拟电路区域。
4。 线间距一般应保持0。2-0。5毫米,除了特殊情况可更近一些。电压较高则应加大间距。低电压与高电压混和的电路板，如开关电源板高电压可达300V以上。因此，弱电部分尽量远离强电部分。
5。 通常过孔取0。5—1毫米，太小易发生过孔不通故障(沉锡工艺不好时)。元件孔决定于所用元件脚尺寸,孔经大于实际元件脚0。2毫米以上。方脚应取对角线尺寸。对于多管脚的元件开孔适当大一点以利于插器件方便。焊盘应大于中间孔，大小决定于焊盘间距。相邻焊盘边沿应保持0。5毫米以上。焊盘过小容易在焊接过程中脱落，特别是单面板因孔内无沉铜镀锡焊盘吸附力小更易脱离。0.5毫米以下细线转角处应采取斜线转弯(不要用直角),因为直角处易脱起.多条排线要均匀、整齐。
6双面板地线设在哪一层更好决定于电路特点，设在元件面有利屏蔽电磁干扰。与大面积地线相连的过孔或焊盘，为使焊接时较易上锡焊盘应与地线间断连接，如两点或四点连接。(一字 / 十字)
7。 单面板布线不可能走直线，为减少跨接线常常调整元件位置，要善于利用电阻、电容、二级管等元件跨线排列以减少跨接线。焊盘通常要比双面板大一些以提高强度。布线也要粗一些。一定的线宽有利于大电流的通过同时也能起到一定的散热作用。
8。地线常设在四边，板面较大时地线最好不构成环路；模拟、数字混合电路中模拟地与数字地要分开，即地线末端不相连，在地线公共出口(如外接线端子处)汇合。越到出口处应越宽一些。目的是避免在地线上产生电位差造成零电位浮动引至干扰。
9。多层线路板的中间层一般用来布置地线及电源线，对于存在可能的电磁、电场干扰的器件，大面积复盖的地线(地平面)有利于屏蔽与吸收作用。要注意的是布线时防止过孔误连了中间层导致错误发生。
10。布线板面不够时可扩展预定的板面，重新圈定板图外边尺寸。但要注意配合尺寸的位置不能改变。
11。 板上无用空间一般以地线填充，但要注意仍要区分模拟与数字地，并应避免大环路地线的出现。部分空间用来作字符标注。
12。布线工作是繁琐无味的差事，但要在无味中找点乐趣，把线路板布线作为追求一种艺术来审视可能使你的板图会好更看一些。
四.自动布线
自动布线方法在绘图软件中有说明。需要注意的是这种布线方法不能解决100%的布线。生成后的板线也不一定尽人意，需要调整修改。线宽、走向、过于线长、加大地线等问题要手工处理，其要求与手工布线类同。自动布线更适宜数字逻辑电路的排板。
五.校正审核
校正审核是电路板送出加工前的重要程序不可忽视。实验板第一版要保证95%以上的成功率,简单的要达到99% 即既使有遗憾但仍可使用。重复制板应达到100%。反复分析原理图确认无问题、无修改内容后，以原理图为准一步步校核板图，最好每校一条在原理图上做标记以防遗漏。校正审核含盖以下内容：
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