电路设计规则
前言：想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗？我们特意为您整理了5篇电路设计规则范文，相信会为您的写作带来帮助，发现更多的写作思路和灵感。
电路设计规则范文第1篇
【关键词】Altium Designer，使用方法，电路设计
对电子专业学生而言，在学习电子技术相关知识的同时，还必须学会利用电路设计软件绘制电路原理网和印制电路板PCB图。Altium Designer是Altium公司开发的高端设计软件，它拥有强大的电子设计功能，深受电子类各专业设计人员和广大电子爱好者的青睐。如何在有限的教学时间内，让学生熟练地掌握Altium Designer制图软件，将绘制的原理图转换为印刷电路板的方法，完成印刷电路板的布局和布线，并应用到具体的电子电路设计中去，是老师要重点探讨的问题。根据我多年来的教学经验，总结快速掌握Altium Designer软件的学习方法和技巧。
1、创建PCB项目工程文件。启动Altium Designer软件，执行菜单命令[File]/[New]/[Project]/[PCB Project]，完成新建项目工程，同时保存项目文件。
2、创建原理图文件
（1）在新建的项目工程文件（*.PrjPCB）中添加SCH文件（*.SchDoc），执行菜单命令[File]/[New]/[Schematic]，此时项目面板中“ PrjPCB”项目下面出现“Sheet1.SchDoc”文件名，这是系统以默认名称创建的原理图文件，执行菜单命令文件[File]/[Save]，在弹出的保存文件对话框中输入文件名，单击保存按钮。
（2）放置元器件并修改元件属性。打开元器件所在元件库，然后根据原理图要求，找到并放置元器件。同时双击放置图纸上的元器件，打开元件的属性对话框，对元件属性进行修改，主要包括Designator、Value和Footprint。
Altium Designer中提供很多库文件，其中系统默认打开两个常用的集合元件库，即常用的分立元器件库Miscellaneous Devices.IntLib和常用的接插件库Miscellaneous Connectors.IntLib 。
对于某些特殊元器件， Altium Designer提供的库文件里没有此元件，需要自己绘制。执行菜单命令[File]/[New]/[Library]/[Schematic Library]，在Schematic Library界面，进行绘制原理图元件，绘制完成后，将文件保存在项目工程中，再放置该元件。
（3）原理图连线。执行菜单命令中[Place]/[Wire]或单击布线工具栏的放置导线按钮，光标变为大十字光标。光标移到元件的引脚端时，光标中心的“×”号变为一个红“米”字形符号，表示导线的端点与元件引脚的电气点可以正确连接，单击左键，导线的起点与元件的引脚相连接，同时确定了导线的起点，移动光标时在光标和导线之间会有一条线出现这就是所要放置的导线。
3、编译原理图。编译项目是Altium Designer进行设计过程中的重要步骤，主要包括项目检查、各种数据生成等内容。执行菜单命令[Project]/[Compile PCBProject Document.PrjPcb]，对所建项目进行编译，同时弹出信息面板（Messages），在信息面板中就会显示原理图的错误所在，如信息面板是空白，则说明原理图没有错误，符合你设置的检查规则。
4、PCB文件的创建。在新建的项目工程文件中添加PCB文件，执行菜单命令[File]/[New]/[Pcb]，此时项目面板中“ .PrjPCB” 项目下面出现“Pcb1.PcbDoc”文件名，单击保存按钮，保存PCB文件。执行菜单命令[Design]/[“Import Changes From * .PrjPCB]，把项目工程中的SCH导入PCB文件中。在导人SCH过程中，出现错误较多的就是，元件封装没有发现，出现这种错误的一般原因有：
（1）元件封装库没有导人新建的PCB文件中，要求在导人SCH前把对应的元件封装库导入PCB文件中。
（2）自己绘制的封装库，新建的元件封装名字和原理图里元件属性里的封装名字不对应导致错误。自己绘制的封装，其封装命名，要和原理图里元件属性里的封装名相同，否则要进行修改。
5、规划电路板。在软件界面下层的选择中，选中禁止布线层Keep Out Layer，用画线命令画矩形框，来确定电路板的电气边界。
6、元件布局。SCH正确导人后，对于元器件布局要合理放置，既要注意美观性，同时也要符合电路设计的要求。
7、电路板布线。在PCB设计中，布线操作之前，一般要进行布线规则设置。
（1）布线规则设置。执行菜单命令Design/Rule，根据对电路板的实际的要求设置布线规则。首先设置布线层数，是单面板还是双面板，是底层、顶层或双面走线；再指定印刷导线的线宽，通常接地线和电源线要宽一些，信号线宽要窄一些，并尽量把电源线、地线和其他信号线的走线一致，以增强抗干扰能力。
（2）手工或自动布线。对于简单的电路，可以直接利用交互式布线工具，在指定的层绘制印刷导线；对于较复杂的电路，可以先进行自动布线，再采用手工布线，进行局部修改和优化，而且要反复修改，以达到布线的美观性和合理性。
8、制作印刷电路板，完成产品设计。将设计的PCB图，打印、转印、腐蚀、打孔，制作出印刷电路板，并安装焊接元件，调试，最后制作出真实的产品。
Altium Designer设计出的印刷电路板图，其效率高、可靠性好，但要设计出高质量的电路板，应对电路原理的设计、元器件的选择、空间电磁波的干扰、导线的宽度和走向等诸多问题综合考虑。
参考文献：
电路设计规则范文第2篇
[关键词]计算机；电路设计；分析；辅助；方法
中图分类号：TP391.7；TN702 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0284-01
一、 计算机辅助电路设计的优点
电路设计，是指按照一定规则，使用特定方法设计出符合使用要求的电路系统。在进行计算机辅助电路设计的过程中，主要是利用计算机能够模拟的特点取缔传统采用搭接方式进行电路实验的方法。利用计算机之后，可以在电路设计阶段可以大量减少验证电路正确过程中使用的时间和工作量，让进行整个电路设计过程的进程比传统电路设计的进程速度快得多，同时还保障了电路设计的效率。
在很多相关电路设计的专业软件里面都会设置有电路设计中会涉及的许多参数数据库以及图形数据库，在进行电路设计的时候，设计人员可以通过这些数据库中选取到所需用到的电子元件模型，即使数据库中没有所需要的电子元件，也能电路设计之前在相关界面中设计出所需的电子元件模型，并设置其参数，然后再将其放入进对应数据库中，很多电子元件都可以在数据库中直接拿出来使用。另外在对电路板设计进行印刷的时候，也可以找到相关专业的印刷电路板设计的软件，这些软件可以对其电路设计中的电子元件间布线布局的自动进行，还可以起到后期处理的作用。在电路图纸进行绘制的时候，也能使用专业的软件进行制版。总之，在计算机的辅助下，让电路设计更加简便，大大缩短其设计周期，同时在一定程度上会可以节约电路设计的成本费用。
二、 计算机辅助电路设计的方法
设计一个完整的电路，并让其实现一个功能，其前提就是要设计好一个完整有效的电路原理图。通过计算机进行电路设计是非常快捷的，而且还能很容易的将设计好的电路进行再次的修改，通过计算机的相关软件自带的自动布线就能够很容易的把电路原理图生成电路板版图。
1、 电路原理图设计
首先设计人员通过调用电路设计软件，建立新文件并对其命名，然后加载所需要的原理图器件库，因为在电路设计中电子元件的种类存在千差万别的差距，所以有些时候所需要的元件在对应数据库中没有，所以设计人员就要通过元器件生成软件或者电路设计软件中自带可以设计元器件的选项，创造出需要的元器件，然后根据设计电路构思的结构进行电路原理图的设计，将有电性能元件的管教利用线连接起来，如果是总线电路就可以由一条总线连接，这样可以有效减少线路太多所造成不必要的麻烦，而总线的两端始终会分出很多条线，就有必要将其明确的标注，有节点的话在电路上应该必须标上节点，否则在后期电路查看和系统会将两条线认为不相连。
在将电路原理图设计完毕之后，就应该创建网络表。网络表是作为原理图和印制线路版图间的桥梁，只有通过网络表才能将电路原理图转换为对应的电路板版图。调用PCB图生成软件，在其加载相关的元器件库，通过在禁止布线层上画好PCB图的外形，然后更改其自动布线，让其达到前期的设计要求。通过自动布局命令将加载到PCB图中的组件摆好，然后对其进行自动布线，该过程会需要一段时间，因为有的时候自动布线并不是完全合理有效的，所以在进行自动布线之后还要对其进行手工调整。
2、 电路板版图设计
电路板厂都是按照用户设计的PCB图对电路板进行生产的，针对成型的一块电路板，想要再制一块或者多块的话，就要利用计算机辅助进行电路设计了，通过形成的PCB图再次进行电路板的生产。
利用刻度尺度量成型的电路板，将对应数据进行记录后将数据输入进计算机中，这类方法主要使用在线路简单的电路板上，在线路上寻找一个点来作为原点，将电路板上的其他点一原点为参照，对照PCB图左下角的横纵坐标，将元器件放在对应的PCB图上。而对于元器件较多且线路复杂的电路板则通常使用扫描仪将其数据输入进计算机中，因为用尺度量就会太花费时间，且制作也会相比扫描仪粗糙，在对电路板进行扫描的时候也要注意正确的放置电路板的位置，不然会影响扫描效果。
三、结束语
计算机辅助电路设计的出现，让电路设计摆脱了传统以手工为主的设计方式，而且在使用计算机进行电路设计的时候，不仅节省设计时间，还能在电路设计出现错误的时候方便及时的对其进行修改，大大提升了电路设计的效率，还可以做大程度保障设计的电路产品的性价比。
参考文献
[1]叶勇盛. 计算机辅助电路设计教学方法研究与实践[J]. 职业教育研究，2010，03：90-91.
[2]王秀娟. 行动导向法在《计算机辅助电路设计》课程中的应用[J]. 科技信息，2010，30：618.
电路设计规则范文第3篇
在非微电子专业如计算机、通信、信号处理、自动化、机械等专业开设集成电路设计技术相关课程，一方面，这些专业的学生有电子电路基础知识，又有自己本专业的知识，可以从本专业的系统角度来理解和设计集成电路芯片，非常适合进行各种应用的集成电路芯片设计阶段的工作，这些专业也是目前芯片设计需求最旺盛的领域；另一方面，对于这些专业学生的应用特点，不宜也不可能开设微电子专业的所有课程，也不宜将集成电路设计阶段的许多技术（如低功耗设计、可测性设计等）开设为单独课程，而是要将相应课程整合，开设一到二门集成电路设计的综合课程，使学生既能够掌握集成电路设计基本技术流程，也能够了解集成电路设计方面更深层的技术和发展趋势。因此，在课程的具体设置上，应该把握以下原则。理论讲授与实践操作并重集成电路设计技术是一门实践性非常强的课程。随着电子信息技术的飞速发展，采用EDA工具进行电路辅助设计，已经成为集成电路芯片主流的设计方法。因此，在理解电路和芯片设计的基本原理和流程的基础上，了解和掌握相关设计工具，是掌握集成电路设计技术的重要环节。技能培训与前瞻理论皆有在课程的内容设置中，既要有使学生掌握集成电路芯片设计能力和技术的讲授和实践，又有对集成电路芯片设计新技术和更高层技术的介绍。这样通过本门课程的学习，一方面，学员掌握了一项实实在在有用的技术；另一方面，学员了解了该项技术的更深和更新的知识，有利于在硕、博士阶段或者在工作岗位上，对集成电路芯片设计技术的继续研究和学习。基础理论和技术流程隔离由于是针对非微电子专业开设的课程，因此在课程讲授中不涉及电路设计的一些原理性知识，如半导体物理及器件、集成电路的工艺原理等，而是将主要精力放在集成电路芯片的设计与实现技术上，这样非微电子专业的学生能够很容易入门，提高其学习兴趣和热情。
2非微电子专业集成电路设计课程实践
根据以上原则，信息工程大学根据具体实际，在计算机、通信、信号处理、密码等相关专业开设集成电路芯片设计技术课程，根据近两年的教学情况来看，取得良好的效果。该课程的主要特点如下。优化的理论授课内容
1）集成电路芯片设计概论：介绍IC设计的基本概念、IC设计的关键技术、IC技术的发展和趋势等内容。使学员对IC设计技术有一个大概而全面的了解，了解IC设计技术的发展历程及基本情况，理解IC设计技术的基本概念；了解IC设计发展趋势和新技术，包括软硬件协同设计技术、IC低功耗设计技术、IC可重用设计技术等。
2）IC产业链及设计流程：介绍集成电路产业的历史变革、目前形成的“四业分工”，以及数字IC设计流程等内容。使学员了解集成电路产业的变革和分工，了解设计、制造、封装、测试等环节的一些基本情况，了解数字IC的整个设计流程，包括代码编写与仿真、逻辑综合与布局布线、时序验证与物理验证及芯片面积优化、时钟树综合、扫描链插入等内容。
3）RTL硬件描述语言基础：主要讲授Verilog硬件描述语言的基本语法、描述方式、设计方法等内容。使学员能够初步掌握使用硬件描述语言进行数字逻辑电路设计的基本语法，了解大型电路芯片的基本设计规则和设计方法，并通过设计实践学习和巩固硬件电路代码编写和调试能力。
4）系统集成设计基础：主要讲授更高层次的集成电路芯片如片上系统（SoC）、片上网络（NoC）的基本概念和集成设计方法。使学员初步了解大规模系统级芯片架构设计的基础方法及主要片内嵌入式处理器核。丰富的实践操作内容
1）Verilog代码设计实践：学习通过课下编码、上机调试等方式，初步掌握使用Verilog硬件描述语言进行基本数字逻辑电路设计的能力，并通过给定的IP核或代码模块的集成，掌握大型芯片电路的集成设计能力。
2）IC前端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路前端设计平台DesignCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用DesignCompiler进行集成电路前端设计的流程和方法，主要包括RTL综合、时序约束、时序优化、可测性设计等内容。
3）IC后端设计基础实践：依托Synopsys公司数字集成电路后端设计平台ICCompiler，使学员通过上机演练，初步掌握使用ICCompiler进行集成电路后端设计的流程和方法，主要包括后端设计准备、版图规划与电源规划、物理综合与全局优化、时钟树综合、布线操作、物理验证与最终优化等内容。灵活的考核评价机制
1）IC设计基本知识笔试：通过闭卷考试的方式，考查学员队IC设计的一些基本知识，如基本概念、基本设计流程、简单的代码编写等。
2）IC设计上机实践操作：通过上机操作的形式，给定一个具体并相对简单的芯片设计代码，要求学员使用Synopsys公司数字集成电路设计前后端平台，完成整个芯片的前后端设计和验证流程。
3）IC设计相关领域报告：通过撰写报告的形式，要求学员查阅IC设计领域的相关技术文献，包括该领域的前沿研究技术、设计流程中相关技术点的深入研究、集成电路设计领域的发展历程和趋势等，撰写相应的专题报告。
3结语
电路设计规则范文第4篇
关键词：集成电路版图CAD；实践教学；课程实验；课程设计
Research on practice teaching mode of computer aided design of IC layout course
Shi Min， Zhang Zhenjuan， Huang Jing， Zhu Youhua， Zhang Wei
Nantong University， Nantong， 226019， China
Abstract： In this paper， the practice teaching mode of Computer Aided Design of IC layout course is discussed. According to one trunk line and two related course experiments mode， the experiment contents and methods were designed and implemented. Meanwhile， other efforts including emphasis of extracurricular scientific competition and reform of course practicum， were adopted to pay attention to the cultivation of comprehensive ability for students. The practice teaching mode proved that better teaching effect have been obtained.
Key words： Computer Aided Design of IC layout； practice teaching mode； course experiments； practicum
目前，高速发展的集成电路产业使IC设计人才炙手可热，而集成电路版图CAD技术是IC设计人才必须具备的重要技能之一。集成电路版图CAD课程是我校电子科学与技术专业和集成电路设计与集成系统专业重要的专业主干课，开设在大三第二学期，并列入我校第一批重点课程建设项目。本课程的实践教学是教学活动的重要组成部分，它是对理论教学的验证、补充和拓展，具有较强的直观性和操作性，旨在培养学生的实践动手能力、组织管理能力、创新能力和服务社会能力。结合几年来的教学实践，笔者从本课程实验、课程设计、课外科技竞赛等实践环节的设计工具、教学内容设计、教学方法和教学手段、师资队伍建设以及考核管理等方面进行总结。探讨本课程实践教学模式可加强学生应用理论知识解决实际问题的能力，提升就业竞争力，对他们成为IC设计人才具有十分重要的意义。
1 版图设计工具
集成电路CAD技术贯穿于集成电路整个产业链（设计、制造、封装和测试），集成电路版图设计环节同样离不开CAD工具支持。目前业内主流版图设计工具有Cadence公司的Virtuoso，Mentor Graphics公司的IC Flow，Springsoft公司的Laker_L3，Tanner Research公司的L_Edit和北京华大九天公司的Aether等。这些版图设计工具的使用流程大同小异，但在自动化程度、验证规模、验证速度等方面有所差异，在售价方面，国外版图设计工具贵得惊人，不过近年来这些公司相继推出大学销售计划，降低了版图设计工具的价格。高校选择哪种版图设计工具进行教学，则视条件而定。我校电子信息学院有2个省级实验教学示范中心和1个省部共建实验室，利用这些经费，我们购买了部分业内一流的EDA工具进行教学和科研。目前，我校版图设计工具有北京华大九天公司的Aether和Springsoft公司的Laker_L3。
2 两种相辅相成的实验教学模式
我校集成电路版图CAD课程共48学时（理论讲授24学时、实验24学时），实验环节是本课程教学的重要部分，在有限的实验教学时间内既要完成教学内容，又要培养学生创新能力，需要对实验教学模式进行改革和创新。本课程实验教学的目的与要求：与理论教学相衔接，熟练使用版图设计工具，学会基本元器件、基本数字门电路、基本模拟单元的版图设计，为本课程后续的课程设计环节做准备。紧紧围绕“一个规则（版图几何设计规则）、两个流程（版图编辑流程和验证流程）、四个问题”这条主线设计实验内容[1，2]。要解决的4个问题分别是：（1）版图设计前需要做哪些准备工作？（2）如何理解一个元器件（晶体管、电阻、电容、电感）的版图含义[3，4]？（3）如何修改版图中的几何设计规则检查错误？（4）如何修改版图和电路图一致性错误？表1为本课程实验内容、对应学时及对应知识点。笔者设计了两种相辅相成的实验教学模式：系统化实验教学模式和实例化实验教学模式。系统化实验教学从有系统的、完整的角度出发设计了实验教学内容，如设计实验3（数字基本门电路版图阅读）时，安排了5学时，采用3种版图阅读方式：读现有版图库中的单元电路版图、显微镜下读版图和读已解剖的芯片版图照片。针对同一内容，采用不同形式，彼此类比，加深印象，既有实物，又有动手操作，增强了直观性和感性认识。又如设计实验5（模拟单元MOS差分对管版图设计）时，安排了5学时，从器件匹配的重要性入手，给出MOS差分对管的电路图，讲解具体器件的形状、方向、连接对匹配的影响，特别是工艺过程引入器件的失配和误差，对MOS差分对管的3种版图分布形式（管子方向不对称形式、垂直对称水平栅极形式、垂直对称垂直栅极形式）进行逐一分析，指出支路电流大小对金属线的宽度要求，对较大尺寸的对管，采用“同心布局”结构。实例化实验教学先提出目标实例，围绕该实例，设计具体步骤，教师先示范，学生再模仿，如设计实验7（集成无源器件版图设计）时，由于集成电阻、电容和电感种类很多，不能面面俱到，要求只对多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件进行版图分析和设计。课堂实验的内容和课时是有限的，为此我们设置了课外实验项目，感兴趣的学生选取一些实验项目自己完成，指导教师定期检查。学院开放了EDA实验中心（2007年该中心被遴选为省级实验教学示范中心建设点，2009年12月通过省级验收），学生对本课程很感兴趣，课外使用EDA实验室进行自主实验相当踊跃。通过上述的实验教学方法，特别是课外实验项目的训练，学生分析问题、解决问题的能力和科研素养得到了提高。
表1 课程实验内容、对应学时及对应知识点
表1（续）
4 基于0.6μmCMOS工艺的数字门电路版图设计 5 理解上华华润0.6 μm硅栅CMOS几何设计规则；学会CMOS反相器、传输门、与非、或非等基本门电路版图设计；DRC检查。
5 基于0.6 μmCMOS工艺的MOS差分对管版图设计 4 MOS差分对管版图设计，包括匹配原则、同心布局等，DRC检查。
6 版图电路图一致性检查 3 掌握LVS流程、LVS错误修改。
7 集成无源器件版图设计 3 多晶硅电阻、平板多晶硅电容和金属多匝螺旋形电感等常用元件版图设计。
3 改革课程设计环节
课程设计是本课程培养学生工程应用能力的综合性实践教学环节，时间2周，集中指导，提前1个月发给学生任务书和指导书，每个班配备2名指导教师，注重过程控制。笔者在教学内容、考核等方面进行了改革和创新：在教学内容设计上，给出了必做题和选做题，在选做题中要求每位学生完成数字电路版图1题和模拟电路版图1题，具体题目由抽签决定，做到1人1题，避免学生抄袭。考核成绩由课程设计成果（占50%）、小论文（占30%）、答辩（占20%）三方面综合给出。以往的课程设计报告改为撰写科技小论文，包括中英文题目、中英文摘要及关键词、引言、电路原理与分析、版图设计过程、分析与讨论、结束语和参考文献，让学生学习如何撰写科技论文。精选优质小论文放在本课程网上学习资料库里，供学生相互传阅和学习。课程设计答辩具体要求参照毕业设计（论文）答辩要求，包括准备PPT讲稿、讲解5分钟、指导教师点评等过程，每位学生至少需要10分钟时间。学生对课程设计答辩反映相当好，锻炼了语言组织和口头表达能力，而且相互间可以直接交流和学习。我们还挑选课程设计成绩优秀的学生参加校内集成电路版图设计大赛。虽然课程设计的改革和实践需要教师付出很多精力和时间，但我们无怨无悔，学生的认可和进步是我们最大的收获。
4 精心指导学生参加课外科技竞赛
目前我校学生参加的集成电路版图设计竞赛有校级版图设计大赛以及行业协会和企业组织的版图设计竞赛等。由校教务处主办，电子信息学院承办的南通大学版图设计大赛是校级三大电子设计竞赛之一，每年8月底举行，邀请集成电路设计公司一线设计人员和半导体协会专业人士担任评委，增加了竞赛的专业性和公正性，目前已经举办了6届，反响不错。从校级版图设计大赛获奖者中挑选一部分学生参加行业协会和企业组织的版图设计竞赛，如苏州半导体协会主办的集成电路版图设计技能竞赛、北京华大九天公司主办的“华大九天杯”集成电路设计大赛，其中“华大九天杯”集成电路设计大赛将挑选优秀获奖学生参加华润上华的免费流片，学生经历从电路设计、版图设计及验证、流片到测试各个环节，提高了综合训练能力。
5 加强师资队伍建设
要提高课程实践环节的教学质量，关键是指导教师要思想素质好，专业理论知识强，科研水平高，因此我们着力建立一支年龄结构、职称合理的实践教学队伍。目前很多年轻教师是从校园走向校园，毕业后直接上岗指导学习实践，缺少工程实践经历和经验。为了提高教师自身的业务水平，加强对年轻教师的培养，近十年来，我院每年暑假举行集成电路CAD技术实践培训班，由经验丰富的教学、科研一线教师主讲；不定期地邀请一流IC设计公司一线设计人员来院开设讲座；同时挑选年轻骨干教师到一流IC设计公司学习和实践，时间至少半年以上；现已聘请IC设计公司一线设计人员6人为兼职教师，指导课程设计和毕业设计。集成电路CAD技术日新月异，课程实践环节师资队伍建设必须与时俱进。
6 结束语
我校电子科学与技术专业、集成电路设计与集成系统专业2012年被评为省重点建设专业，也是江苏省首批培养卓越工程师的专业。集成电路版图设计是这两个专业卓越工程师培养计划的重要内容之一，总结和探讨集成电路版图CAD课程实践教学意义重大，今后我们要继续推进该课程实践环节的建设与改革，不断探索，为我国集成电路设计人才的培养而努力奋斗。
参考文献
[1] 施敏，孙玲，景为平.浅谈“集成电路版图CAD”课程建设[J].中国集成电路，2007（12）：59-62.
[2] 施敏，徐晨.基于九天EDA系统的集成电路版图设计[J].南通工学院学报：自然科学版，2004，3（4）：101-103.
电路设计规则范文第5篇
【关键词】Protel DXP 2004；电路原理图；印制电路板；敷铜板
计算机技术的发展，为电子自动化设计提供了丰富的软件。Protel是Aitium公司推出的一款功能强大的电子电路CAD软件，是目前国内电子行业使用最广泛的电子电路设计软件。有多个版本，职业院校普遍使用的是Protel DXP 2004，主要用于绘制电路原理图、电路仿真、PCB板设计等。本文介绍教学实习中运用Protel DXP 2004，在实验室制作印制电路板的方法。用该方法制作出的印制电路板，可以满足于电子爱好者制作作品的需要。
1 印制电路板的设计
1.1 创建新的工程文件
运用Protel DXP 2004设计印制电路板，首先要创建一个工程文件，接着创建原理图设计文件和印制电路板设计文件，有的还要创建原理图库文件和元件封装库文件等，每一个文件都要保正确保存，以便于管理。
1.2 电路原理图的设计
根据实际电路的复杂程度设置图纸的各项参数，然后将有关的元件库加载到当前的工作库中，根据原理图的需要，从元件库找到各原理图元件并放置到图纸当中，注意元件的位置、放置方向等，并设置元件的属性，如编号、封装等；最后根据元件之间的电气连接关系，利用Protel DXP 2004的具有电气特性的导线，将原理图元件管脚连接起来。
正确的原理图是制作美观可靠印制电路板的前提和基础，所以原理图绘制完成后，应该根据原图或电路原理进行仔细的检查，确保正确无误。否则由于原理图的错误，将导致后期的印制电路板无法制作完成，或导致制作的印制电路板存在严重错误甚至报废。为了确保原理图的正确，Protel DXP 2004提供了编译功能对原理图进行编译，相当于Protel以前版本的ERC（电气规则检查）检查，利用工程编译可以对原理图中的导线连接、元件编号、总线绘制等进行电气规则检查，对违反电气规则的元件和导线等对象生产相应的报告，提示用户进行相应的修改。
1.3 印制电路板的设计
在进行印制电路板实际制作之前，必须作好各方面的准备工作。如确保原理图绘制正确，根据实际元件为各原理图元件输入合适的引脚封装。根据电器外壳尺寸或设计要求规划电路板的形状和尺寸，一般采用向导的方法自动产生电路板可以降低设计难度。根据电路板元件密度高低和布线复杂程度确定电路板的种类。测量电路中有定位要求元件的定位尺寸，如电位器、各种插孔距离电路板边框的距离，安装孔的尺寸和定位等。
在规划好电路板后，载入元件引脚封装和网络，在载入元件引脚封装和网络时可能会碰到各种错误，此时应根据各错误提示，回到原理图中进行修改，再重新载入元件引脚封装和网络，直到错误排除。然后根据布局原则进行自动布局和手工调整，使元件的位置符合产品布局要求，并方便布线。接下来是布线工作，布线一般采取自动布线和手工布线相结合的方式，在自动布线前必须设置自动布线规则，确定布线层面，导线宽度等参数，为自动布线作准备。设置好布线规则后，就可以运行自动布线命令，此时必须进行手工修改，同时根据实际需要和提高抗干扰能力与可靠性的要求，可以给电路板添加覆铜、安装孔、补泪滴等，还要修改和添加元件标注、尺寸标注、文字标注等。
在设计完成后，可以运行DRC设计规则检查，查看电路设计是否满足前面设置的布线等设计规则，如果有违反规则的对象，还必须采取措施修改。
设计好的印制电路板图，经激光打印机输出到特制的热转印纸上，供下面制版使用。
2 热转印制电路板的制作
2.1 主要器材
热转印机或者压膜机、自动腐蚀机、台钻、松香酒精饱和溶液、三氯化铁等。
2.2 制作步骤
根据印制电路板的大小裁切面积适合的敷铜板，将敷铜板先用细砂纸抛光，再用橡皮擦净，然后用洗涤灵或洗衣粉洗干净、晾干遥清洁后的敷铜板不能再与任何物质接触，甚至不能用手触摸，因为敷铜板上任何肉眼看不见的污渍和汗渍都会影响最终的转印效果。
将打印好的转印纸的图形面朝下和敷铜板的铜面对贴起来，四周用耐高温胶带粘平、粘牢，然后送入热转印机或者压膜机。由于普通激光打印机所用的墨粉是含有磁性物质的黑色塑料微粒，当打印电路图时，墨粉受激光打印机硒鼓静电的吸引，在硒鼓上形成电路图形，当静电消失后，图形就转移到了转印纸上。当转印纸和敷铜板一起通过转印机内一对高温、高压的硅胶圆柱辊缝隙时，转印纸上吸附的墨粉受热融化。由于转印纸表面异常光滑，当温度达到180益左右时，它对墨粉的吸附力急剧下降，使融化的墨粉完全吸附到敷铜板上。
敷铜板自然冷却后，小心揭掉转印纸就会看到在其表面形成了牢固的、和电脑上完全一样精美的印刷线路图。由于墨粉是由含有树脂的高分子材料组成的，因此它对三氯化铁具有良好的抗腐蚀性，所以，此线路图就是可靠的保护层。
配置好合适的三氯化铁溶液，把转印的敷铜板放入腐蚀机进行腐蚀，没有墨迹的敷铜面和环保腐蚀剂发生化学反应，被腐蚀掉了,有墨迹保护的地方敷铜板没被腐蚀，这样便得到了打印出来的带铜箔走线的印制电路板。
最后选用孔径合适的钻头对电路板打孔，打完孔后用砂纸打磨电路板,把墨迹磨干净,并用清水冲洗，再涂上松香酒精饱和溶液即可。
2.3 注意事项
2.3.1 打印时应设置成镜像打印，这样得到的印刷板和电脑设计的线路图才会完全一致。
2.3.2 由于墨粉高温时很不牢固，稍有外力就会脱落，因此转印过程中，电路板应轻拿轻放；冷却时不要用风吹促其降温，而要自然冷却至室温，不可过早揭开转印纸，以避免墨粉意外脱落。
2.3.3 转印后，印板若有缺陷，可用油性记号笔进行修补。
2.3.4 腐蚀后的板子应先用清水冲洗，除去残余的三氯化铁，然后再去黑色保护层，以免残存的三氯化铁腐蚀需要保留的印刷线条。
2.3.5 为保证打孔质量，打孔时最好使用功率较大的台钻，不要使用功率较小的手电钻。
3 结语
本文介绍的热转印方法制作印制电路板，简单实用，初学者很容易能熟练掌握，因为其印刷板精度高、速度快、成本低，特别适用于学校、研究所、业余爱好者进行小批量的印制板的制作。利用它不仅解决了制作人员的设计不能物化为产品的问题，而且为寻找差距、进一步优化设计提供了可能。
参考文献:
[1]王国玉,李中显.电子产品设计与制作[M].科学出版社,2010
[2]任富民.电子CAD- Protel DXP电路设计[M].电子工业出版社,2011
