印刷電路板的層課件

認識PCB板宋曉虹認識PCB板宋曉虹1印刷電路板的層課件2原始材料——敷銅板原始材料——敷銅板3通過打孔、制作線路層后的裸板通過打孔、制作線路層后的裸板4添加了保護的阻焊及字符的成品添加了保護的阻焊及字符的成品5印刷電路板的板層結構

印刷電路板常見的板層結構包括單層板（SingleLayerPCB）、雙層板（DoubleLayerPCB）和多層板（MultiLayerPCB）三種。單面板一面有敷銅，一面沒有敷銅，設計時，只能在一面進行布線并放置元件。不需要打過孔。單面板由于成本低而被廣泛采用。但是由于只能在一面上進行走線，所以設計要比雙面板或多層板困難得多。印刷電路板的板層結構印刷電路板常6印刷電路板的板層結構雙面板：雙面板包括頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer）兩層，頂層一般為元件面，底層一般為焊錫層面。雙面板的雙面都可以敷銅，都可以布線。雙面板的電路一般比單面板的電路復雜，但布線容易操作，是制作電路板比較理想的選擇印刷電路板的板層結構雙面板：雙面板包括頂層（TopLaye7多層板：多層板包含了多個工作層的電路板。除了頂層、底層以外，還包括中間層、內部電源或接地層等。印刷電路板的板層結構隨著電子技術的高速發(fā)展，電子產品越來越精密，電路板也就越來越復雜，多層電路板的應用也越來越廣泛。多層電路板一般指三層以上的電路板。多層板：多層板包含了多個工作層的電路板。除了頂層、底層以外，8印刷電路板的“層”不是虛擬的，而是印刷板材料本身實實在在的銅箔層。Protel的PCB板包括許多類型的工作層，如信號層（SignalLayers）、內部電源層（InternalPlanes）、機械層（MechanicalLayers）等。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用“過孔（Via）”來溝通。信號層：主要用于布線，也可以放置一些與電氣信號有關的電氣實體。ProtelDXP2004提供了32個信號層，包括頂層、底層和30個中間層（Mid）。其中頂層一般用于放置元件，底層放置焊錫元件，中間層主要用于放置信號走線/PCB中的層信號層：主要用于布線，也可以放置一些與電氣信號9PCB中的層內部電源層（InternalPlanes）主要用于連接電源網絡和接地網絡，也可連接其他網絡。ProtelDXP2004提供了16個內部電源層，以滿足使用。對于多板層設計，需要使用大面積的電源和地，從而導致電源和接地網絡很復雜，因此需要用整片銅膜建立一個內部電源層，再通過過孔與電路板的表層電源層網絡連接，從而簡化電源布線。PCB中的層內部電源層（InternalPlanes）主10PCB中的層（3）機械層（MechanicalLayers）機械層主要用于放置標注和說明等，例如尺寸標記、過孔信息、數據資料、裝配說明等。ProtelDXP2004提供了16個機械層，它們是Mechanical1~Mechanical16?？梢栽诖蛴』蚶L制其他層時加上機械層，這樣機械層上的基準信息也可以被打印或繪制出來。PCB中的層（3）機械層（MechanicalLayers11PCB中的層（4）阻焊層和錫膏防護層（Mask）阻焊層用于放置阻焊劑，防止在焊接時由于焊錫擴張引起短路，ProtelDXP2004提供了TopSolder（頂層）和BottomSolder（底層）兩個阻焊層，設計時如果使用阻焊層，將匹配焊盤和過孔錫膏防護層主要用于安裝表面粘貼元件（SMD），ProtelDXP2004提供了TopPaste（頂層）和BottomPaste（底層）兩個錫膏防護層。這是表帖元器件的安裝工藝所需要的，無表帖元器件時不需要使用該層PCB中的層（4）阻焊層和錫膏防護層（Mask）12PCB中的層（5）絲印層（Silkscreen）絲印層主要用于繪制元件封裝的輪廓線和元件封裝文字，以便于用戶讀板，如元器件的外形輪廓、標號和參數等。ProtelDXP2004提供了TopOverlayer（頂層）和BottomOverlayer（底層）兩個絲印層，在絲印層（Silkscreen）做的所有標志都是用絕緣材料印制到電路板上，不具有導電特性，不會影響到電路的連接。PCB中的層（5）絲印層（Silkscreen）13PCB中的層（6）其他層（Other）其他層主要包括鉆孔層、禁止布線層等，主要有：Drilllayer（鉆孔層）：用于繪制鉆孔圖及標注鉆孔的位置，包括DrillGuide（鉆孔引導）和DrillDrawing（鉆孔圖層）兩種。前者基本不用，后者通常用來生成制作PCB時的鉆孔圖片，在PCB設計頁面的DrillDrawing層是看不到鉆孔符號的，在輸出的時候會自動生成。KeepOut（禁止布線層）：用于在電路板布局時設定放置元件和導線的區(qū)域邊界。MultiLayer（多層）：用于設置多層面，此層上放置的對象將貫穿所有信號板層，內層板層和阻焊層等，常用于放置跨板層對象，如焊盤、導孔等Connect（飛線層）：用于顯示飛線（導入網絡表時產生的預拉線）PCB中的層（6）其他層（Other）14PCB中的層對于手工繪制雙面印制電路板來說，使用最多的是TopLayers(頂層銅箔布線)、BottomLayers（底層銅箔布線）和TopSilkscreen(頂層絲印層)。一般頂層用紅色、底層用藍色、文字及符號用綠色或白色、焊盤和過孔用黃色。PCB中的層對于手工繪制雙面印制電路板來說，使15學習PCB板設計，我們需要做什么？板的大小，單面、雙面，還是多層板？元件的位置擺放（布局）？如何連接導線？考慮電路板設置的電磁兼容問題。測試學習PCB板設計，我們需要做什么？板的大小，單面、雙面，還是16PCB設計中的圖件1.元件封裝（也稱元件）元件封裝指實際元件焊接到電路板時指示的外觀和焊點位置，它是實際元件引腳和印制電路板上的焊點一致的保證。由于元件封裝只是元件的外觀和焊點位置，即僅僅是空間的概念，因此不同的元件可共用一個封裝；另一個方面，同一種元件也可有不同的封裝。如電阻的封裝形式有AXIAL-0.3AXIAL-0.4AXIAL-0.5電阻的封裝形式如圖所示，后面的數字表示形狀大小，數字越大，形狀越大PCB設計中的圖件1.元件封裝（也稱元件）AXIAL-0.317PCB設計中的圖件二極管的封裝三極管的封裝雙列直插式集成電路封裝ProtelDXP連接件封裝PCB設計中的圖件二極管的封裝18PCB設計中的圖件焊盤焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和元件引腳；可以單獨放在一層或多個板層上。焊盤的形狀有圓形、矩形、圓角矩形或八邊形等，根據元件本身來確定。其中焊盤直徑和焊盤孔徑可在0~1000mil之間變化。焊盤直徑焊盤孔徑PCB設計中的圖件焊盤焊盤直徑焊盤孔徑19PCB設計中的圖件導孔（也稱過孔）過孔的作用是連接不同板層的導線，有3種，即從頂層貫通到底層的穿透式導孔，從頂層到內層或從內層通到底層的盲導孔和層間的隱藏導孔。導孔有兩個尺寸，即導孔直徑和通孔直徑。通孔的孔壁由與導線相同的材料構成，用于連接不同板層的導線。PCB設計中的圖件導孔（也稱過孔）20PCB設計中的圖件除了上面介紹的元件、導線、焊盤、過孔外，還有一些印制電路板上的其他圖件，以后在詳細介紹。PCB設計中的圖件除了上面介紹的元件、導21PCB設計方法PCB設計方法主要有三種：全自動設計、全手工設計和半自動設計全自動設計：利用protel提供的各種自動化工具進行印制電路板的設計工作。優(yōu)缺點：周期短，但是由于但是人工智能還不完善，因此設計還有缺陷全手工設計：利用protel提供的各種PCB繪制工具進行設計工作優(yōu)缺點：設計從實際出發(fā)，產品比較完美，但是設計費時費力，有時還有人為的錯誤半自動布局：是目前用得比較多的方式，結合了自動化設計和手工設計的特點，省時省力，設計的靈活性也比較大。PCB設計方法PCB設計方法主要有三種：全自動設計、全手工設22PCB設計流程準備網絡報表：主要指電路原理圖的設計及網絡報表的生成。有時也可以不進行原理圖繪制，直接進入PCB設計系統規(guī)劃印制電路板：主要是對電路板的初步規(guī)劃，如板的大小，采用幾層電路、元件采用什么封裝形式等。確定電路板設計的框架設置相關參數：設置元件的布置參數、板層參數和布線參數等導入網絡表及元件封裝：網絡報表是電路板布線的靈魂，也是原理圖設計系統與印制電路板設計系統的接口。只有將網絡報表裝入后，才可能完成對電路板的自動布線。元件封裝就是元件的外形，每個裝入的元件都必須有相應的外形封裝元件的布局：可以由protel自動進行，并自動將元件布置在電路板邊框內自動布線：protelDXP2004引入了先進的技術，只要參數設置得當，元件布局面合理，自動布線成功率很高（幾乎是100%）手工調整：在自動布線結束后，對不滿意的地方進行手工調整文件保存及輸出：完成布線后，可以將完成的PCB文件保存，利用輸出設備（打印機或繪圖儀）輸出電路板的布線圖。PCB設計流程準備網絡報表：主要指電路原理圖的設計及網絡報表23請大家將前段時間所有課件上傳到自己的空間中課程的相應欄目中請大家將前段時間所有課件上傳到自己的空間中課程24認識PCB板宋曉虹認識PCB板宋曉虹25印刷電路板的層課件26原始材料——敷銅板原始材料——敷銅板27通過打孔、制作線路層后的裸板通過打孔、制作線路層后的裸板28添加了保護的阻焊及字符的成品添加了保護的阻焊及字符的成品29印刷電路板的板層結構

印刷電路板常見的板層結構包括單層板（SingleLayerPCB）、雙層板（DoubleLayerPCB）和多層板（MultiLayerPCB）三種。單面板一面有敷銅，一面沒有敷銅，設計時，只能在一面進行布線并放置元件。不需要打過孔。單面板由于成本低而被廣泛采用。但是由于只能在一面上進行走線，所以設計要比雙面板或多層板困難得多。印刷電路板的板層結構印刷電路板常30印刷電路板的板層結構雙面板：雙面板包括頂層（TopLayer）和底層（BottomLayer）兩層，頂層一般為元件面，底層一般為焊錫層面。雙面板的雙面都可以敷銅，都可以布線。雙面板的電路一般比單面板的電路復雜，但布線容易操作，是制作電路板比較理想的選擇印刷電路板的板層結構雙面板：雙面板包括頂層（TopLaye31多層板：多層板包含了多個工作層的電路板。除了頂層、底層以外，還包括中間層、內部電源或接地層等。印刷電路板的板層結構隨著電子技術的高速發(fā)展，電子產品越來越精密，電路板也就越來越復雜，多層電路板的應用也越來越廣泛。多層電路板一般指三層以上的電路板。多層板：多層板包含了多個工作層的電路板。除了頂層、底層以外，32印刷電路板的“層”不是虛擬的，而是印刷板材料本身實實在在的銅箔層。Protel的PCB板包括許多類型的工作層，如信號層（SignalLayers）、內部電源層（InternalPlanes）、機械層（MechanicalLayers）等。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用“過孔（Via）”來溝通。信號層：主要用于布線，也可以放置一些與電氣信號有關的電氣實體。ProtelDXP2004提供了32個信號層，包括頂層、底層和30個中間層（Mid）。其中頂層一般用于放置元件，底層放置焊錫元件，中間層主要用于放置信號走線/PCB中的層信號層：主要用于布線，也可以放置一些與電氣信號33PCB中的層內部電源層（InternalPlanes）主要用于連接電源網絡和接地網絡，也可連接其他網絡。ProtelDXP2004提供了16個內部電源層，以滿足使用。對于多板層設計，需要使用大面積的電源和地，從而導致電源和接地網絡很復雜，因此需要用整片銅膜建立一個內部電源層，再通過過孔與電路板的表層電源層網絡連接，從而簡化電源布線。PCB中的層內部電源層（InternalPlanes）主34PCB中的層（3）機械層（MechanicalLayers）機械層主要用于放置標注和說明等，例如尺寸標記、過孔信息、數據資料、裝配說明等。ProtelDXP2004提供了16個機械層，它們是Mechanical1~Mechanical16?？梢栽诖蛴』蚶L制其他層時加上機械層，這樣機械層上的基準信息也可以被打印或繪制出來。PCB中的層（3）機械層（MechanicalLayers35PCB中的層（4）阻焊層和錫膏防護層（Mask）阻焊層用于放置阻焊劑，防止在焊接時由于焊錫擴張引起短路，ProtelDXP2004提供了TopSolder（頂層）和BottomSolder（底層）兩個阻焊層，設計時如果使用阻焊層，將匹配焊盤和過孔錫膏防護層主要用于安裝表面粘貼元件（SMD），ProtelDXP2004提供了TopPaste（頂層）和BottomPaste（底層）兩個錫膏防護層。這是表帖元器件的安裝工藝所需要的，無表帖元器件時不需要使用該層PCB中的層（4）阻焊層和錫膏防護層（Mask）36PCB中的層（5）絲印層（Silkscreen）絲印層主要用于繪制元件封裝的輪廓線和元件封裝文字，以便于用戶讀板，如元器件的外形輪廓、標號和參數等。ProtelDXP2004提供了TopOverlayer（頂層）和BottomOverlayer（底層）兩個絲印層，在絲印層（Silkscreen）做的所有標志都是用絕緣材料印制到電路板上，不具有導電特性，不會影響到電路的連接。PCB中的層（5）絲印層（Silkscreen）37PCB中的層（6）其他層（Other）其他層主要包括鉆孔層、禁止布線層等，主要有：Drilllayer（鉆孔層）：用于繪制鉆孔圖及標注鉆孔的位置，包括DrillGuide（鉆孔引導）和DrillDrawing（鉆孔圖層）兩種。前者基本不用，后者通常用來生成制作PCB時的鉆孔圖片，在PCB設計頁面的DrillDrawing層是看不到鉆孔符號的，在輸出的時候會自動生成。KeepOut（禁止布線層）：用于在電路板布局時設定放置元件和導線的區(qū)域邊界。MultiLayer（多層）：用于設置多層面，此層上放置的對象將貫穿所有信號板層，內層板層和阻焊層等，常用于放置跨板層對象，如焊盤、導孔等Connect（飛線層）：用于顯示飛線（導入網絡表時產生的預拉線）PCB中的層（6）其他層（Other）38PCB中的層對于手工繪制雙面印制電路板來說，使用最多的是TopLayers(頂層銅箔布線)、BottomLayers（底層銅箔布線）和TopSilkscreen(頂層絲印層)。一般頂層用紅色、底層用藍色、文字及符號用綠色或白色、焊盤和過孔用黃色。PCB中的層對于手工繪制雙面印制電路板來說，使39學習PCB板設計，我們需要做什么？板的大小，單面、雙面，還是多層板？元件的位置擺放（布局）？如何連接導線？考慮電路板設置的電磁兼容問題。測試學習PCB板設計，我們需要做什么？板的大小，單面、雙面，還是40PCB設計中的圖件1.元件封裝（也稱元件）元件封裝指實際元件焊接到電路板時指示的外觀和焊點位置，它是實際元件引腳和印制電路板上的焊點一致的保證。由于元件封裝只是元件的外觀和焊點位置，即僅僅是空間的概念，因此不同的元件可共用一個封裝；另一個方面，同一種元件也可有不同的封裝。如電阻的封裝形式有AXIAL-0.3AXIAL-0.4AXIAL-0.5電阻的封裝形式如圖所示，后面的數字表示形狀大小，數字越大，形狀越大PCB設計中的圖件1.元件封裝（也稱元件）AXIAL-0.341PCB設計中的圖件二極管的封裝三極管的封裝雙列直插式集成電路封裝ProtelDXP連接件封裝PCB設計中的圖件二極管的封裝42PCB設計中的圖件焊盤焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和元件引腳；可以單獨放在一層或多個板層上。焊盤的形狀有圓形、矩形、圓角矩形或八邊形等，根據元件本身來確定。其中焊盤直徑和焊盤孔徑可在0~1000mil之間變化。焊盤直徑焊盤孔徑PCB設計中的圖件焊盤焊盤直徑焊盤孔徑43PCB設計中的圖件導孔（也稱過孔）過孔的作用是連接不同板層的導線，有3種，即從頂層貫通到底層的穿透式導孔，從頂層到內層或從內層通到底層的盲導孔和層間的隱藏導孔。導孔有兩個尺寸，即導孔直徑和通孔直徑。通孔的孔壁由與導線相同的材料構成，用于連接不同板層的導線。PCB設計中的圖件導孔（也稱過孔）44PCB設計中的圖件除了上面介紹的元件、導線、焊盤、過孔外，還有一些印制電路板上的其他圖件，以后在詳細介紹。PCB設計中的圖件