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第1章 印制电路板设计和CAD简介1

1.1 CAD和OrCAD设计套件1

1.2 印制电路板的生产2

1.2.1 PCB芯层和叠层2

1.2.2 PCB的生产流程4

1.2.3 显像和化学蚀刻4

1.2.4 机械碾磨6

1.2.5 叠层对准6

1.3 OrCAD PCB Editor在PCB设计过程中的功能7

1.4 PCB Editor输出的设计文件9

1.4.1 PCB Editor的格式文件9

1.4.2 Gerber文件9

1.4.3 PCB装配层和文件10

第2章 举例介绍PCB的设计流程11

2.1 设计流程概述11

2.2 使用PCB Editor设计印制电路板17

2.2.1 PCB Editor窗口17

2.2.2 绘制印制板外框18

2.2.3 放置元件18

2.2.4 移动和旋转元件19

2.2.5 印制电路板布线21

2.2.6 生成制造用底片23

第3章 工程结构和PCB Editor工具集24

3.1 工程建立和原理图输入详解24

3.1.1 Capture工程介绍24

3.1.2 Capture元件库介绍26

3.2 PCB Editor环境和工具集介绍27

3.2.1 术语27

3.2.2 PCB Editor窗口和工具28

3.2.3 设计窗口28

3.2.4 工具栏组28

3.2.5 可隐藏窗口的控制面板32

3.2.6 Command窗口33

3.2.7 WorldView窗口34

3.2.8 状态栏34

3.2.9 颜色和可视性对话框35

3.2.10 Layout Cross Section对话框36

3.2.11 Constraint Manager36

3.2.12 生成底片和钻孔文件37

3.2.13 文本文件介绍38

第4章 工业标准介绍40

4.1 标准化组织40

4.1.1 印制电路协会（IPC——印刷电路学协会，Institute for Printed Circuits）41

4.1.2 电子工业协会（EIA,Electronic Industries Alliance）41

4.1.3 电子工程设计发展联合协会（JEDEC,Joint Electron Device Engineering Council）41

4.1.4 国际工程协会（IEC,International Engineering Consortium）41

4.1.5 军用标准（Military Standards）41

4.1.6 美国国家标准协会（ANSI,American National Standards Institute）42

4.1.7 电气电子工程协会（IEEE,Institute of Electrical and Electronics Engineers）42

4.2 印制板的类型42

4.2.1 性能等级42

4.2.2 制造水平43

4.2.3 生产类型和装配子类43

4.2.4 IPC连接盘密度等级43

4.3 标准生产公差44

4.3.1 对准公差44

4.3.2 破孔和孔环控制44

4.4 PCB的尺寸和公差44

4.4.1 标准板材尺寸45

4.4.2 工具区公差及印制板的有效利用45

4.4.3 标准成品印制板厚度45

4.4.4 芯层厚度46

4.4.5 预浸层厚度46

4.4.6 镀覆孔和通孔的覆铜厚度47

4.4.7 覆铜厚度47

4.5 导线和蚀刻公差48

4.6 标准孔尺寸48

4.7 阻焊层公差49

4.8 参考文献49

4.9 推荐阅读50

4.10 其他相关资料50

第5章 可生产性设计51

5.1 印制板装配和焊接过程51

5.1.1 装配过程51

5.1.2 焊接过程52

5.2 元件放置和导向55

5.2.1 插装元件的间距56

5.2.2 表面贴装元件的间距58

5.2.3 混合插装与表面贴装的间距要求60

5.3 适应印制板生产的封装和焊盘设计60

5.3.1 表面贴装元件的焊盘60

5.3.2 插装元件的焊盘图形65

5.4 参考文献69

第6章 PCB设计和信号完整性70

6.1 与PCB布设无关的电路设计问题70

6.1.1 噪声70

6.1.2 失真71

6.1.3 频率响应71

6.2 与PCB布设有关的问题71

6.2.1 电磁干扰和串扰71

6.2.2 电磁场和电感耦合72

6.2.3 环路电感74

6.2.4 电场和电容耦合75

6.3 地平面和地弹76

6.3.1 地是什么以及不是什么76

6.3.2 地（返回）平面78

6.3.3 地弹和轨塌陷79

6.3.4 隔离电源和地平面81

6.4 PCB的电气特性82

6.4.1 特性阻抗82

6.4.2 反射86

6.4.3 振铃89

6.4.4 电长导线90

6.4.5 临界长度92

6.4.6 传输线终端93

6.5 PCB布线问题94

6.5.1 基于电性能考虑的元件放置95

6.5.2 PCB叠层95

6.5.3 旁路电容和扇出99

6.5.4 导线宽度和载流能力99

6.5.5 导线宽度和阻抗控制100

6.5.6 导线间距和抗电强度105

6.5.7 导线间距和降低串扰（3w原则）105

6.5.8 锐角和90°角导线106

6.6 应用PSpice仿真传输线107

6.6.1 仿真数字传输线108

6.6.2 仿真模拟信号110

6.7 参考文献111

6.8 按序号排列的参考文献111

第7章 建立和编辑Capture元件112

7.1 Capture元件库112

7.2 复合元件类型113

7.2.1 同构元件113

7.2.2 异构元件113

7.2.3 引脚113

7.3 元件编辑工具114

7.3.1 选择工具和设置114

7.3.2 引脚工具115

7.3.3 图形工具115

7.3.4 缩放工具115

7.4 创建Capture元件的方法116

7.4.1 方法1：应用New Part选项创建元件116

7.4.2 方法2：应用Capture电子表格（Spreadsheet）创建元件125

7.4.3 方法3：从工具菜单中选择Generate Part创建元件127

7.4.4 方法4：应用PSpice Model Editor生成元件128

7.5 建立Capture符号139

第8章 建立和编辑封装140

8.1 PCB Editor的符号库140

8.2 封装组成141

8.2.1 焊盘142

8.2.2 图形对象143

8.2.3 文本143

8.2.4 最小规定封装144

8.2.5 可选封装对象144

8.3 Padstack Designer144

8.3.1 焊盘编辑器的Parameters标签页146

8.3.2 焊盘编辑器的Layers标签页146

8.4 封装设计实例147

8.4.1 实例1：从零开始的插装元件设计147

8.4.2 实例2：从已有符号开始的表面贴装元件设计153

8.4.3 实例3：应用符号向导的PGA设计155

8.5 散热焊盘的曝光符号159

8.6 机械符号162

8.6.1 安装孔162

8.6.2 生成机械绘图163

8.6.3 在印制板图上放置机械符号165

8.7 盲孔、埋孔和微孔166

8.8 应用IPC-7351连接盘图形浏览器（Land Pattern Viewer）168

8.9 参考文献170

第9章 PCB设计实例171

9.1 简介171

9.2 设计流程概述171

9.3 实例1：双电源供电的模拟电路设计173

9.3.1 原始设计思想及准备174

9.3.2 建立Capture工程175

9.3.3 PCB Editor设计准备180

9.3.4 印制板设置186

9.3.5 设计规则检测与状态203

9.3.6 定义板层205

9.3.7 覆铜207

9.3.8 检查引脚与平面层的连通性210

9.3.9 定义布线宽度与间距规则213

9.3.10 印制板预布线215

9.3.11 手动布线218

9.3.12 结束设计220

9.4 实例2：使用分割电源层与接地层的模拟／数字混合设计225

9.4.1 Capture中的混合信号电路设计225

9.4.2 为分割平面层定义叠层229

9.4.3 设置布线约束233

9.4.4 添加布线层的地平面238

9.5 实例3：多页面、多电源及多参考地的混合A/D印制板设计与PSpice仿真241

9.5.1 介绍241

9.5.2 多平面层策略241

9.5.3 Capture工程的PSpice仿真设置及印制板设计244

9.5.4 使用PCB Editor设计印制板251

9.5.5 设置网络的过孔257

9.5.6 连接不同接地层的其他方法262

9.6 例4高速数字电路设计265

9.6.1 微带传输线的叠层设置267

9.6.2 应用覆铜和过孔建立散热器268

9.6.3 确定传输线的临界长度273

9.6.4 时钟电路的隔离地平面275

9.6.5 门电路和引脚互换277

9.6.6 应用互换选项279

9.6.7 应用自动互换选项281

9.7 正性平面层283

9.7.1 正性平面层的底片制作286

9.7.2 正性和负性平面文件大小的比较287

9.7.3 应用正性和负性平面层的利弊288

9.8 设计模板288

9.8.1 自定义Capture模板288

9.8.2 自定义PCB Editor印制板模板288

9.8.3 自定义PCB Editor技术模板290

9.9 应用印制板向导（Board Wizard）290

9.10 投入生产293

9.11 参考文献293

第10章 底片制作和印制板生产294

10.1 Capture原理图设计294

10.2 PCB Editor印制板设计295

10.2.1 印制板布线295

10.2.2 放置机械符号296

10.2.3 生成加工数据298

10.2.4 生成底片文件299

10.2.5 生成钻孔文件306

10.2.6 生成布线路径（Route Path）文件307

10.2.7 生成布线文件309

10.2.8 检查底片310

10.3 应用CAD工具建立PCB图的三维模型311

10.4 生产印制板313

10.5 生成拾取与放置文件313

10.6 参考文献316

附录A 设计标准系列317

附录B 封装的部分列表以及OrCAD Layout中的部分封装319

附录C 各种逻辑元件序列的上升和下降时间326

附录D 钻孔与螺纹尺寸328

附录E 按主题参考329