印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

1、1,顧 濱 主 編,2,背景 要進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，首先要了解印制電路板的結(jié)構(gòu)、板中的各種對(duì)象及其用途，了解這些對(duì)象在Protel軟件中的表示，以及PCB編輯器的一些基本參數(shù)設(shè)置，這是進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,3,本章要點(diǎn)印制電路板的結(jié)構(gòu)印制電路板圖在PCB文件中的表示元器件封裝的概念元器件封裝在PCB文件中的表示PCB文件的建立PCB文件中一些常用參數(shù)

2、的設(shè)置等,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,4,6.1任務(wù)一：認(rèn)識(shí)印制電路板6.1.1 印制電路板結(jié)構(gòu) 印制電路板簡(jiǎn)稱為PCB（Printed Circuit Board），是通過一定的制作工藝，在絕緣度非常高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅箔構(gòu)成覆銅板，按照PCB圖的要求，在覆銅板上蝕刻出相關(guān)的圖形，再經(jīng)鉆孔等后處理制成，以供元器件裝配所用。 印制電路板根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為單面板、

3、雙面板和多層板。,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,5,單面板是指在一面覆銅的電路板，只可在覆銅的一面布線。制作成本簡(jiǎn)單，但由于只能在一面布線且不允許交叉，布線難度較大，適用于比較簡(jiǎn)單的電路。 雙面板是兩面覆銅，兩面均可布線。制作成本低于多層板，由于可以兩面布線，布線難度降低，因此是最常用的結(jié)構(gòu)。 多層板一般指3層以上的電路板。多層板不僅兩面覆銅，在電路板內(nèi)部也包含銅箔，各銅箔之間

4、通過絕緣材料隔離。但制作成本較高，多用于電路布線密集的情況。,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,6,印制電路板中的各種對(duì)象（1）銅膜導(dǎo)線：用于各導(dǎo)電對(duì)象之間的連接，由銅箔構(gòu)成，具有導(dǎo)電特性。（2）焊盤：用于放置焊錫、連接導(dǎo)線和元器件引腳，由銅箔構(gòu)成，具有導(dǎo)電特性。（3）過孔：用于連接印制電路板不同板層的銅膜導(dǎo)線，由銅箔構(gòu)成，具有導(dǎo)電特性。（4）元器件符號(hào)輪廓：表示元器件實(shí)際所占空間

5、大小，不具有導(dǎo)電特性。,7,（5）字符：可以是元器件的標(biāo)號(hào)、標(biāo)注或其他需要標(biāo)注的內(nèi)容，不具有導(dǎo)電特性。（6）阻焊劑：為防止焊接時(shí)焊錫溢出造成短路，需在銅膜導(dǎo)線上涂覆一層阻焊劑。阻焊劑只留出焊點(diǎn)的位置，而將銅膜導(dǎo)線覆蓋住，不具有導(dǎo)電特性。,圖6-1-1 印制電路板,8,了解印制電路板圖在Protel軟件中的表示1信號(hào)層（Signal Layer） 信號(hào)層用于表示銅膜導(dǎo)線所在的層面，包括頂層（Top Layer）、底層（Bottom Layer）和30個(gè)中間層（Mid Layer），其中中間層只用于多層板。2內(nèi)部電源/接地層（Internal Plane Layer） 內(nèi)部電源/接地層共有16個(gè)，

6、用于在多層板中布置電源線和接地線。,9,3機(jī)械層（Mechanical Layer） 機(jī)械層共有16個(gè)。用于設(shè)置電路板的外形尺寸、數(shù)據(jù)標(biāo)記、對(duì)齊標(biāo)記、裝配說明以及其他機(jī)械信息。這些信息因設(shè)計(jì)公司或PCB制造廠家的要求而有所不同。4阻焊層（Solder Mask Layer） 阻焊層用于表示阻焊劑的涂覆位置，包括頂層阻焊層（Top Solder）和底層阻焊層（Bottom Solder）。,10,5Paste Mask Layer（錫膏防護(hù)層） 錫膏保護(hù)層與阻焊層的作用相似，不同的是，在機(jī)器焊接時(shí)對(duì)應(yīng)的是表面粘貼式元件的焊盤。它包括頂層錫膏防護(hù)層（Top Paste）和底層錫膏防護(hù)層（Botto

7、m Paste）。6絲印層（Silkscreen Layer） 絲印層用于放置元器件符號(hào)輪廓、元器件標(biāo)注、標(biāo)號(hào)以及各種字符等印制信息。它包括頂層絲印層（Top Overlay）和底層絲印層（Bottom Overlay）。,11,7多層（Multi Layer） 多層用于顯示焊盤和過孔。8禁止布線層（Keep Out Layer） 禁止布線層用于定義在電路板上能夠有效放置元器件和布線的區(qū)域，主要用于PCB設(shè)計(jì)中的自動(dòng)布局和自動(dòng)布線。,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:

8、/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,12,圖6-2-1 頂層（Top Layer）的布線,圖6-2-2 底層（Bottom Layer）的布線,圖6-2-3 頂層絲印層（Top Overlay）,圖6-2-4 底層絲印層（Bottom Overlay）,13,圖6-2-5 多層（Multi Layer）顯示的焊盤與過孔,銅膜導(dǎo)線、焊盤、過孔、字符等的表示1銅膜導(dǎo)線（Track） 銅膜導(dǎo)線（Track）必須繪制在信號(hào)層，即頂層（Top Layer）、底層（Bottom Layer）和中間層（Mid Layer）。,http:/www.ort-

9、http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,14,2焊盤（Pad） 焊盤（Pad）分為兩類，即針腳式和表面粘貼式，分別對(duì)應(yīng)具有針腳式引腳的元器件和表貼式（表面粘貼式）元器件。,圖6-2-6 針腳式焊盤尺寸,圖6-2-7 針腳式焊盤的三種類型,15,3過孔（Via） 過孔（Via）也稱為導(dǎo)孔，過孔分為三種，即從頂層到底層的穿透式過孔（如圖6-2-9所示）從頂層到內(nèi)層或從內(nèi)層到底層的盲過孔（如圖6-2-10所示）和層間的隱藏

10、過孔。,圖6-2-8 表面粘貼式焊盤,圖6-2-9 穿透式過孔,圖6-2-10 盲過孔,16,4字符（String） 字符必須寫在頂層絲印層（Top Overlay）和底層絲印層（Bottom Overlay。5安全間距（Clearance） 進(jìn)行印制電路板圖設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免導(dǎo)線、過孔、焊盤及元器件間的相互干擾，必須在它們之間留出一定間隙，即安全間距（如圖6-2-11所示）。,圖6-2-11 安全間距,17,元器件封裝1元器件封裝的概念 元器件封裝是指實(shí)際的電子元器件焊接到電路板時(shí)所指示的輪廓和焊點(diǎn)的位置，它保證了元器件引腳與電路板上的焊盤一致。2元器件封裝的分類 根據(jù)焊接方式不同，元器件封裝

11、可分為兩大類：針腳式和表面粘貼式。,http:/www.ort- http:/www.light- http:/www.zg- http:/www.skf- http:/www.nsk- http:/www.fag- http:/www.ntn- http:/www.xunchi- ,18,（a）針腳式元器件,（b）表面粘貼式元器件,圖6-3-1 元器件封裝的分類,19,常用元器件封裝1電容類封裝,圖6-3-2 無極性電容封裝 圖6-3-3 有極性電容封裝,20,2電阻類封裝,圖6-3-4 電阻封裝,3二極管類封裝,圖6-3-5 二極管封裝,21,4晶體管類封裝,圖6-3-6 常用小功率三極管封裝,圖6-3-7