第4章 PCB设计基础
PCB设计基础知识
PCB设计基础知识PCB（Printed Circuit Board），中文名为印制电路板，是用于连接和支持各种电子元器件的一种基础组件。
PCB的设计是电子产品开发中非常重要的一部分，对于电路的性能、布局和可靠性都有很大的影响。
1.PCB的类型：PCB的类型主要分为单面板、双面板和多层板。
单面板只有一面可以进行电路布线，适合简单的电路设计；双面板则可以在两面都进行布线，适合复杂的电路设计；多层板则可以在多个电路层中进行布线，适合高密度的电路设计。
2.PCB的材料：PCB的主要材料包括基板、铜箔和覆盖层。
基板一般使用玻璃纤维增强的环氧树脂，有良好的绝缘性能和机械强度；铜箔用于制作导线和焊盘，一般有不同的厚度选择；覆盖层主要用于保护电路，常见的有有机胶覆盖层和漆覆盖层。
3.PCB的设计流程：PCB的设计流程包括原理图设计、库封装设计、PCB布局、布线、制造文件输出等步骤。
原理图设计是将电路设计成符号图，使用软件进行绘制；库封装设计是将元器件设计成符合标准的封装，也可以使用软件进行绘制；PCB布局是将元器件按照一定的规则摆放在基板上，并考虑电磁兼容性和散热等因素；布线是在布局的基础上进行线路的连接，保证良好的信号传输和阻抗匹配；制造文件输出是将设计好的PCB文件输出成Gerber文件等格式，用于制造。
4.PCB的布局原则：PCB的布局需要考虑电路性能、可靠性和成本等多方面的因素。
常见的布局原则包括：将主要的功能单元放在一起，减少连接线的长度；将高频和低频信号分离布局，减少干扰；注意散热和线路的位置关系，保证散热效果；避免并联的线路交叉，减少串扰等。
5.PCB的布线技巧：布线是PCB设计中非常关键的一步，直接影响电路的性能和可靠性。
常用的布线技巧包括：避免信号线和电源线的交叉，减少干扰；避免信号线和地线的平行布线，减少串扰；注意差分线对的长度保持一致，保证信号的相位一致；注意信号线的走向，避免过长和过曲；保证信号线的阻抗匹配，减少反射和损耗。
《PCB基础知识》课件
PCB的材料
PCB的常用材料
常用的PCB材料包括FR4、铝基板、陶瓷基板等。
PCB材料的特性与适用场景
不同的PCB材料具有不同的导电性、热传导性、阻燃性等特性，适用于不同的场景。
PCB制造的基本工艺
PCB制造的基本工艺包括图形化、光刻、蚀刻、钻孔、电镀等。
PCB的案例分析
PCB的行业应用案例分析
通过分析行业应用案例，了解PCB在不同领域的具体应用。
PCB的创新技术案例分析
探讨PCB领域的创新技术与应用，展示未来的发展趋势。
PCB的以人为本设计案例分析
从用户体验角度，分析以人为本的PCB设计案例，提升产品的易用性和可靠性。
结束语
PCB基础知识的总结
PCB的设计基础
PCB设计流程
PCB设计流程包括需求分析、电路设计、布局设计、走线设计和最终验证等阶段。
PCB设计软件介绍
常用的PCB设计软件包括Altium Designer、Cadence Allegro等。
PCB设计规范
PCB设计应遵循一定的规范，包括电路布局、引脚分布、走线规则等。
PCB的制造工艺
PCB广泛应用于电子设备、通信设备、汽车电子、医疗设备等领域。
PCB的种类
常见的PCB种类包括单面板、双面板、多层板、刚性板和柔性板等。
PCB的结构
PCB的组成部分
PCB由电路层、基底材料、连接线路、元件焊盘等组成。
PCB的层次结构
PCB的层次结构包括背板、内层、外层和覆盖层等。
PCB的布局设计原则
《PCB基础知识》PPT课 件
本PPT课件将介绍PCB的基础知识，包括PCB的定义、应用场景、结构、材 料、设计基础、制造工艺、质量控制、应用与发展等内容。
Protel DXP 2004应用100例
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01 思维导图
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02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
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第章
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信号
内容摘要
本书内容主要注重实际应用，书中所有实例的讲解均结合Protel DXP电路设计软件中的经典版本DXP 2004 SP2进行，使读者在实践中逐步掌握Protel DXP的使用方法。本书实例系作者根据大量实践经验所精心编排，力 图使读者能够“以点代面、举一反三”，从而可以快速、全面地掌握Protel DXP的设计方法。本书以“实际案例 教学”为基本模式，按照“元件→原理图→印制电路板(PCB)”的主线进行内容编排，每章习题均配有详细提示， 使读者可以在大量具体实例的训练中体会和掌握要点。
6.1原理图的高级操作 6.2库元件管理 6.3思考与练习
7.1电路板的测量 7.2设计规则检查 7.3生成PCB报表文件 7.4 PCB的打印输出 7.5 PCB封装元件库管理 7.6思考与练习
8.1实例73：绘制原理图 8.2实例74：生成原理图相关报表 8.3实例75：创建PCB文件 8.4实例76：PCB元件的布局与布线 8.5实例77：设计规则检查 8.6实例78：生成三维PCB 8.7实例79：创建项目的原理图元件库和PCB封装元件库 8.8思考与练习
第三篇实战篇
12.1电路板设计流程 12.2综合设计举例 12.3思考与练习
pcb设计基本概念
PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）设计的基本概念主要包括以下几个方面：
电路原理图设计：这是PCB设计的基础，需要将电子设备中的元件和电路按照一定的规则进行布局和连接，以达到预期的功能和性能要求。
元件布局：根据电路原理图，将元件放置在PCB上，并按照电路连接关系进行合理的布局。
布线：根据电路原理图和元件布局，使用导线将元件连接起来，形成电路。
布线需要考虑导线的长度、宽度、走向、弯曲半径等因素，以满足电路性能和电磁兼容性的要求。
焊盘和过孔设计：焊盘是用于连接元件引脚和导线的金属化孔，过孔则是连接不同层之间导线的通道。
焊盘和过孔设计需要根据元件引脚和连接要求进行合理的设计，以保证焊接质量和电路性能。
层设计：多层PCB可以提供更多的布线空间和电气连接，但也增加了设计的复杂度。
层设计需要考虑元件布局、布线需求、信号完整性等因素，合理规划不同层的用途和布线要求。
电磁兼容性设计：PCB设计需要考虑电磁兼容性，包括减小干扰、提高信号完整性等方面。
电磁兼容性设计可以通过合理的元件布局、布线、接地设计等措施来实现。
可靠性设计：可靠性设计是保证PCB在各种工作环境下都能稳定工作的关键。
可靠性设计需要考虑元件的耐温、抗震、抗腐蚀等因素，同时保证电路的稳定性和可靠性。
以上是PCB设计的基本概念，实际设计过程中还需要考虑生产工艺、制造成本等因素，以达到最优的设计效果。
PCB设计基础知识培训教程
PCB设计基础知识培训教程PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中使用最广泛的一种电路基板，其作用是提供零部件之间的连接和支持。
在进行PCB设计之前，有一些基础知识是需要我们了解的。
一、PCB设计流程1.需求分析：明确设计需求，包括电路功能、性能指标、电气特性等。
2.原理图设计：根据需求设计电路的原理图。
3.元器件选型：根据原理图选择适合的元器件。
4.布局设计：将元器件按照一定规则布置在PCB板面上，确保电路性能的稳定和可靠。
5.布线设计：根据原理图和布局设计将电路进行连线。
6.制作工程图：将布线设计的信息转化为工程图纸，方便制造厂家制作板子。
7.制造生产：将制作好的工程图纸发送给制造厂家制作PCB板。
8.原型制作：将制作好的PCB板安装元器件并进行调试。
9.测试验证：对已制作的PCB板进行功能性、可靠性等测试验证。
10.量产生产：确定原型的性能满足要求后，进行量产生产。
二、PCB设计工具常见的PCB设计软件有：Altium Designer、Protel、PADS、Eagle 等。
通过这些软件，我们可以绘制原理图、进行布局设计，进行电路连线等。
三、电路设计规范1.引脚布局：将引脚相互之间的连接线尽量缩短，减小传输过程中的电阻、电感和电容等效应。
2.层次布局：将不同功能的电路分配到不同的PCB板层上，以达到电磁屏蔽和减少串扰的目的。
3.接地规范：为了保持信号的稳定性和抗干扰能力，需要合理布置接地线路。
4.走线规范：走线尽量直线、平行、堆叠，减少曲线和突变，以减小电磁辐射和串扰。
5.间距规范：根据电气要求和安全要求确定元器件之间的间距，避免发生放电，以及确保可靠的焊接。
四、PCB制造工艺1.物料准备：准备好需要的PCB板材、铜箔、助焊剂、黏膜等。
2.图形生成：通过PCB设计软件将设计好的工程图转化为生产所需的图形文件。
3.胶膜制作：将图形文件制成胶膜，用于制作版图。
pcb基础流程
pcb基础流程
PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计的基础流程主要包括以下步骤：
1. 前期准备：这一步包括准备元件库和原理图。
在进行PCB设计之前，需
要先准备好原理图SCH的元件库和PCB的元件库。
原则上先做PCB的元
件库，再做SCH的元件库。
2. PCB结构设计：根据已经确定的电路板尺寸和各项机械定位，在PCB设
计环境下绘制PCB板面，并按定位要求放置所需的接插件、按键/开关、螺丝孔、装配孔等。
同时，要充分考虑和确定布线区域和非布线区域（如螺丝孔周围多大范围属于非布线区域）。
3. PCB布局：布局即是在板子上放置器件。
一般按电气性能合理分区，分
为数字电路区（既怕干扰、又产生干扰）、模拟电路区（怕干扰）、功率驱动区（干扰源）等区域。
同时，I/O驱动器件尽量靠近PCB的板边引出接插件。
4. 布线：在布局完成后，开始进行布线。
这一步需要根据电路设计的要求，使用合适的线宽和间距，完成电源和信号线的布线。
5. 布线优化和丝印：在布线完成后，需要进行优化，包括调整线宽、间距等，以满足设计要求。
同时，添加丝印，方便后续的电路板加工和组装。
6. 网络和DRC检查和结构检查：这一步主要是进行电气性能和结构性的检查，确保电路板的电气性能和结构都满足设计要求。
7. 制板：最后一步是将设计好的PCB图制作成实际的电路板。
这一步通常由专业的制板工厂完成。
以上是PCB设计的基本流程，每个步骤都需要按照一定的规范和标准进行操作，以确保最终的电路板能够满足设计要求。
PCB设计基础教程
PCB设计基础教程PCB设计 (Printed Circuit Board Design) 是一项基础而重要的技能，它是电子设备中电路板的设计和制造过程。
该过程涉及到布线、排布和连接电子元件，以及最终在用于生产的电路板上制造的图案。
在本教程中，我们将介绍一些关键的PCB设计基础知识，帮助您快速入门这一领域。
第一步是选择适当的设计工具。
市场上有许多专业的PCB设计软件可供选择，包括Eagle、Altium Designer和KiCad等。
这些软件都提供了丰富的功能，可以帮助您完成从原理图绘制到PCB布局的整个设计流程。
接下来，您需要创建电路的原理图。
原理图是电路板设计的基础，它直观地显示了电路的组成和连接方式。
在原理图中，您可以使用符号和线连接电子元件，以及标注电路的各个参数和特性。
设计原理图后，您可以开始进行PCB布局。
PCB布局是将电子元件放置在电路板上的过程。
在这个过程中，您需要考虑到元件之间的连接、阻抗匹配、信号干扰等因素。
您还可以选择元件的摆放方式，以便优化电路板的性能和尺寸。
一旦您完成了PCB布局，接下来就是进行布线。
布线是将电子元件之间的连接线路绘制到电路板上的过程。
在布线时，您需要考虑信号传输的路径、信号干扰的最小化以及电路板的层间布局等因素。
您可以使用PCB 设计软件提供的自动布线功能，或者手动布线以更精确地控制连接的路径和参数。
完成布线后，您可以进行电路板的验证和调试。
这包括使用PCB设计软件进行电路模拟和仿真，以验证电路的功能和性能。
您还可以进行原型验证，在实际硬件上测试电路的功能和性能。
最后，一旦您满意电路板的设计和验证结果，就可以准备将其转换为适用于生产的文件。
这包括生成PCB制造文件，包括Gerber文件和钻孔文件等。
这些文件将被发送给PCB制造商，用于生产和组装电路板。
综上所述，PCB设计涉及多个步骤，包括原理图绘制、PCB布局、布线、验证和文件生成等。
了解和掌握这些基础知识将帮助您更好地进行PCB设计，并提高您设计出高质量电路板的能力。
设计三极管放大电路PCB——PCB设计基础
1.10 思 考 题
1．印刷电路板按布线板层是如何分类的？
2．简述Protel设计PCB的基本流程。
3．简述PCB元件布局的几种方法。
4．为什么要设置PCB工作区禁止布线区？
5．如何进行PCB自动布线？
6．如何进行PCB的3D展示？
Protel DXP 2004 电子CAD教程
7-15
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1.1.2 印刷电路板分类
印刷电路板根据铜膜导线分布在不同的层面，分为单面板、双面板和多 层板。 1）单面板： 2）双面板： 3）多层板：
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7-3
1.2 设计三极管放大电路PCB
1.2.1 Protel设计PCB的基本流程 1）创建项目（PCB project）。 2）创建并绘制原理图（Schematic Document），添加元件封装。 3）创建PCB文件（PCB Document）。 4）将原理图中的内容更新到PCB。 5）PCB元件布局。 6）设置布线规则。 7）自动布线、人工修改。 8）打印、输出制板文件。
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1.2.2 三极管放大电路项目及原理图 1.2.3 在原理图中添加元件封装
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1.3 PCB板层分析及板层控制器
1.3.1 创建PCB文件 1.3.2 PCB板层分析 1.3.3 板层管理器
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1.5.1 PCB元件手动布局
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PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则
PCB板基础知识布局原则布线技巧设计规则PCB（Printed Circuit Board）板是现代电子产品中不可或缺的重要部件。
它起着连接和支持电子元器件的作用，承载着电子元器件的布局和连接。
1.PCB板的结构：PCB板通常由基板、导线和孔洞组成。
基板可以选择不同的材料，如传统的FR-4玻璃纤维复合材料，或者高级材料如陶瓷或柔性材料。
导线则可以是铜箔，通过化学腐蚀或机械加工的方式形成。
孔洞用于连接不同层次的电路元件。
2.PCB板的层次：PCB板可以有单面、双面或多层结构。
单面板只有一层的导线；双面板有两层，分别连接在板的两侧；而多层板则有三层以上的导线层，中间用绝缘层隔开。
布局原则：1.电路图转换：将电路图转换成PCB板设计时，首先需要考虑布局。
将具有相同功能或者相关的电子元件放在一起，以提高信号和功耗的性能。
2.器件放置：放置器件应遵循自顶向下的原则，常用的元件应放置在最上层，而不怎么使用或者高频的元件应放置在下层。
此外，还应确保元件之间有适当的间距，并且避免布局中的干扰。
3.热管理：在布局时，还应考虑热管理。
将高功耗的元器件放置在通风良好的位置以便散热，并确保不会影响其他元器件的工作温度。
布线技巧：1.信号和功耗的分隔：将信号和功耗线分隔开，以减少干扰。
信号线应尽量短，并且与功耗线交叉时需要保持垂直或平行。
2.地线的规划：地线是PCB设计中最重要的部分之一、地线应尽可能宽和短，并与信号线平行或垂直摆放，以减少信号噪声。
3.电容和电阻的布局：在布线时，电容和电阻应紧密连接在其需要的电路位置，以减少可能的干扰。
设计规则：1.宽度和间距：根据设计要求，需要给出导线的最小宽度和间距。
这取决于所使用的材料和所需的电流容量。
2.层间距：PCB板的层间距取决于所需的阻抗和电气性能。
较大的层间距可提高板的强度和电缆外形。
3.最小外形尺寸：为了适应生产过程和安装要求，PCB板应满足一定的最小外形尺寸。
4.孔洞和焊盘：孔洞应满足适当的尺寸以容纳所需的引脚大小。
印刷电路板(PCB)知识培训课件
印刷电路板主要由导电线路、绝缘基材和电子元件三个部分组成。导电线路是实现电气 连接的部分，由铜或其它导电材料制成；绝缘基材是PCB的基底，起到支撑和绝缘的作 用；电子元件则是安装在PCB上的各种电子元器件。此外，根据需要，PCB还可以设置
导热层、金属化孔等特殊结构。
PCB制造流程简介
总结词
详细描述
印刷电路板是电子设备中不可或缺的一部分，它能够实现电子元件之间的电气 连接，使各个元件能够协同工作。PCB为电子元件提供了一个可靠的、低成本 的、高效率的连接方式，广泛应用于各种电子设备中。
PCB组成与结构
总结词
PCB主要由导电线路、绝缘基材和电子元件三个部分组成，其结构包括导电层、绝缘层 和保护层。
计算机硬件
主板、显卡、内存条等计算机 硬件都离不开印刷电路板。
汽车电子
印刷电路板在汽车电子系统中 广泛应用于发动机控制、安全 气囊、车载娱乐系统等领域。
医疗设备
在医疗设备中，印刷电路板用 于实现医疗仪器的高精度控制
和信号处理。
新技术发展与趋势
5G技术
随着5G技术的普及，PCB将应用于 更多5G相关设备中，如5G手机、5G 基站等。
表面处理工艺
电镀铜
在非导电表面上沉积一层 导电铜层，用于形成电路。
化学镀镍/锡
在特定表面上沉积一层金 属镍或锡，以提高焊接性 能和防腐性能。
涂覆保护层
在PCB表面涂覆绝缘材料， 以保护电路免受环境影响 和机械损伤。
阻焊膜与标记
阻焊膜
防止焊料在不需要焊接的位置上 润湿和附着，保持整洁的电路外 观。
01
02
03
04
尺寸与外观检测
检查PCB的尺寸、外观是否符 合要求。
PCB培训资料
PCB培训资料欢迎参加PCB（印刷电路板）设计培训课程。
本课程旨在帮助您掌握PCB设计的基本概念、工具和技巧。
通过本课程的学习，您将能够理解PCB设计的重要性、使用相应的软件进行设计，并掌握布线、布局、元件封装等方面的知识。
课程大纲1.PCB设计基础–PCB的概念与历史–PCB的类型和应用–PCB设计的基本流程2.PCB设计软件介绍–常见PCB设计软件概述–Altium Designer软件安装与使用–Altium Designer软件的基本操作3.PCB设计原则与规范–PCB设计的基本原则–信号完整性分析–电磁兼容性（EMC）设计–PCB制板工艺要求4.PCB布局与布线–布局的基本原则–布线的基本原则–高速信号布线注意事项–PCB叠层设计5.元件封装与设计–元件封装的类型与选择–常用元器件封装介绍–元件封装设计实例6.PCB绘制与编辑–绘制原理图–绘制PCB图–编辑与修改PCB7.信号完整性分析与优化–信号完整性概念–信号完整性分析方法–信号完整性优化技巧8.PCB设计实战案例–案例一：简单数字电路PCB设计–案例二：模拟电路PCB设计–案例三：高速数字电路PCB设计9.PCB制作与加工–PCB制板流程–常用加工工艺介绍–打样与批量生产注意事项10.课程总结与拓展学习–课程回顾与总结–常见问题与解答–拓展学习资源与建议学习建议1.请确保您具备一定的电子电路基础知识。
2.建议使用Altium Designer软件进行实践操作。
3.课程中涉及的实战案例，请尽量跟随教程步骤进行操作。
4.遇到问题，请参考课程中的常见问题与解答，或寻求助教支持。
祝您学习顺利，成为一名优秀的PCB设计师！课程评估为了帮助您了解学习进度和掌握程度，本课程设置了以下评估方式：1.课后作业：每节课后，我们将提供相关的课后作业，用于巩固所学知识。
请按时完成并提交。
2.实战案例：课程中的实战案例是检验您掌握程度的重要手段。
请务必认真对待，并在实践中不断总结经验。
PCB设计基础教程
PCB设计基础教程PCB设计是电子工程师必须掌握的基本技能之一，它在电子产品开发中扮演着重要的角色。
在PCB设计中，每一个元件都有它自己的位置和连接方式，因此，在电子系统中，PCB设计往往决定着电子产品的性能以及稳定性。
本文将向您介绍基础的PCB设计知识。
一、概述PCB的全称是Printed Circuit Board，中文名叫印制电路板。
它是一种载有电子元件的平面板，用于连接各种电子元件和部件，组成一个完整的电子电路系统。
在PCB设计中，主要是通过连接各个元件实现电路功能的设计。
二、PCB设计流程1.确定电路要求：在进行PCB设计之前，需要先明确电路的具体要求，包括电压、电流、容量、频率、负载和噪声等要素。
在明确这些参数后，才有助于进行后续的PCB设计。
2.电路结构设计：在确定完电路的要求之后，接下来需要进行电路结构设计。
这个过程主要是决定元件和部件的安置和连接方式，以及布局的排列顺序和位置。
同时还需关注元件与板面的距离、线宽、线间距、孔径和阻抗等设计要素。
3.部件封装设计：电气部件的外形不同，对应的封装也不同，因此需要进行部件封装的设计。
部件封装的设计要素主要包括引脚、位置和大小等。
在PCB设计过程中，通过确定部件的封装大小和引脚位置等因素，来决定元件的安装位置和方向。
4.电路原理图：PCB设计的最后一步就是进行电路原理图的设计。
在进行电路原理图设计时，需要将PCB部件与设计原理图分离，以便于进行布局、连线的设计和元件的检查。
三、PCB常用工具及其使用方法1. PCB绘图软件：为进行PCB设计，需要使用一款专业的PCB绘图软件。
常用的PCB绘图软件包括Altium Design、Mentor Graphics、Eagle、Pads等。
这些软件提供了各种工具和功能，使得PCB设计变的更加简单、灵活。
2. PCB元件库管理：PCB元件库管理工具使得元件的选取和管理更加方便。
通过这个工具，可以进行元件查找、封装的选择以及导入和导出等操作。
PCB设计基础及实训教案
⑵双面印制板 双面印制板指两面都有导电图形的印制板，板的厚度约为0.2～5.0mm，它是在两面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路，两面的电气互连通过金属化孔实现。 它适用于要求较高的电子设备，如计算机、电子仪表等，由于双面印制板的布线密度较高，所以能减小设备的体积。
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三、PCB设计中的基本组件
1.板层（Layer） 板层分为敷铜层和非敷铜层，平常所说的几层板是指敷铜层的层面数。一般在敷铜层上放置焊盘、线条等完成电气连接；在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等；还有一些层面（如禁止布线层）用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作用或指导生产。 敷铜层一般包括顶层（又称元件面）、底层（又称焊接面）、中间层、电源层、地线层等；非敷铜层包括印记层（又称丝网层、丝印层）、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。
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元件封装的命名一般与管脚间距和管脚数有关，如电阻的封装AXIAL-0.3中的0.3表示管脚间距为0.3英寸或300mil（1英寸=1000mil=2.54cm）；双列直插式IC的封装DIP-8中的8表示集成块的管脚数为8。元件封装中数值的意义如图4-17所示。
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一、印制电路板概述
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⑴单面印制板 单面印制板指仅一面有导电图形的印制板，板的厚度约在0.2～5.0mm，它是在一面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路。它适用于一般要求的电子设备，如收音机、电视机。
1.根据PCB导电板层划分
二、印制电路板的种类
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四、Protel 2004 PCB编辑器使用
1.启动PCB编辑器 进入Protel 2004主窗口，执行菜单“文件”→ “创建”→“项目”→“PCB项目”建立PCB工程项目文件，执行菜单“文件”→ “创建” →“PCB文件”，系统自动产生默认文件名为PCB1.PcbDoc的PCB文件，并进入PCB编辑器状态。 PCB编辑器的主菜单与原理图编辑器的主菜单基本相似，操作方法也类似。 PCB编辑器的工具栏主要有PCB标准工具栏、配线工具栏和实用工具栏等。 执行菜单“查看”→ “工具栏”下的相关菜单，可以设置打开或关闭相应的工具栏。
PCBLayout基础知识
广泛应用于电子设计、嵌入式系统、FPGA设计等领域。
优点
具有丰富的元件库、强大的电路仿真功能和3D模型查看功 能，支持多种EDA工具集成。
Protel
特点
Protel是一款历史悠久的PCB设计软件，提供完整的电路板设计解决方案，包括原理图设 计、PCB布局和布线等功能。
适用范围
广泛应用于通信、航空、医疗等领域。
实现电路导线的连接和元件的 安装。
PCB的分类
单面板
只有一面附有导电线路 的PCB。
双面板
两面都附有导电线路的 PCB，中间有绝缘层。
多层板
由多层导电层和绝缘层 交替叠加而成，常见的 有四层板、六层板等。
特殊板
根据特定需求定制的 PCB，如柔性板、金属
基板等。
02 Layout设计流程
确定设计需求
喷锡处理
增加美观度和提高焊接性能。
OSP处理
有机保焊膜处理，具有良好的 焊接性能和防氧化能力。
沉银处理
提高导电性能和耐腐蚀性能， 但成本较高。
05 PCB设计软件介绍
Altium Designer
特点
Altium Designer是一款功能强大的PCB设计软件，提供 全面的电路设计解决方案，支持从原理图设计到PCB布局 和布线的全过程。
PCB制造工艺
减成法
通过腐蚀或光刻将不需 要的铜箔去除，留下需 要的线路和图形。
加成法
通过化学沉积或电镀在 基材上形成所需的线路 和图形。
半加成法
结合减成法和加成法的 工艺特点，在制造过程 中既去除不需要的铜箔 又增加所需的线路和图 形。
PCB表面处理
镀金处理
提高导电性能和耐腐蚀性能， 延长使用寿命。
第4章 PCB设计基础
4.2 印制电路板的基本设计原则
4.2.2 印制电路板元件布局原则
1．元件布局一般性原则 ⑴ 为便于自动焊接，每边要留出3.5 mm的传送边。如不够，可考虑 加工艺传送边。 ⑵ 在通常情况下，所有的元器件均应布置在印制板的顶层上。当顶层 元件过密时，可考虑将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、 电容等放在底层。 ⑶ 元器件在整个板面上应紧凑的分布，尽量缩短元件间的布线长度。 ⑷ 将可调元件布置在易调节的位置。 ⑸ 某些元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们之间的 距离，以免放电击穿引起意外短路。 ⑹ 带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 ⑺ 在保证电气性能的前提下，元器件在整个板面上应均匀、整齐排列， 疏密一致，以求美观。
4.2 印制电路板的基本设计原则
2．元件布局其他原则 ⑴ 信号流向布局原则 ① 按照信号的流向放置电路各个功能单元的位置。 ② 元件的布局应便于信号流通，使信号尽可能保持一致的方向。 ⑵抑制热干扰原则 ① 发热元件应安排在有利于散热的位置，必要时可以单独设置散 热器，以降低温度和减少对邻近元器件的影响。 ② 将发热较高的元件分散开来，使单位面积热量减小。 在空气流动的方向上，将热敏感元件排列在上游位置，或远离发 热区。
4.1 印制电路板概述
⑴ 元件封装的分类 元件的封装可以分为插针式封装和贴片式封装（SMT）封装两大类。 插针式封装是管脚类元件的封装，焊接时要先将元件管脚插入焊盘导孔中，然 后再焊锡。由于焊点焊孔贯穿整个电路板，所以在其焊盘的属性对话框中，Layer 板层属性必须为Multi Layer。插针式元件封装如图4-3所示。
2．按电路板的基板材料划分
4.1 印制电路板概述
4.1.3 印制电路板的作用
pcb设计基础知识点
pcb设计基础知识点PCB（Printed Circuit Board，印制电路板）是一种用于电子元器件的支撑物，是电子产品中非常重要的一个组成部分。
在进行PCB设计时，需要掌握一些基础知识点，以确保设计的质量和可靠性。
本文将介绍一些常见的PCB设计知识点，包括电路布局、电路原理图、平面层布局和电压与电流分布等。
电路布局是PCB设计的基础。
在进行电路布局时，需要根据电子元器件的功能和连接关系进行合理的布局。
布局时应注意以下几点：首先，应根据电路的功能划分区域，将具有相似功能的元器件放置在相邻或相近的区域中；其次，应考虑电路信号传输的路径，尽量缩短信号路径，减少信号干扰；此外，还应注意电路的散热问题，将发热较多的元器件放置在散热较好的位置。
电路原理图是PCB设计的重要依据。
在进行电路原理图设计时，需要将电路的连接关系清晰地表达出来。
为了确保电路原理图的准确性和可读性，可以采取以下措施：首先，将电路分为不同的模块，每个模块只表达一个功能；其次，对于复杂的电路，可以进行分层设计，将不同层的信号表达清晰；此外，还需要注意标注元器件的功能和数值参数。
平面层布局是PCB设计中常用的一种布局方式。
通过在PCB板上设置不同的层，可以实现信号传输、电源分配和散热等功能。
在进行平面层布局时，需要注意以下几点：首先，应根据电路的功能划分平面层，将具有相似功能的信号放置在相同的层中；其次，应合理规划信号的传输路径，减少信号穿越不同层的干扰；此外，还需要考虑信号与地平面和电源平面的连接方式，以确保信号的完整性和可靠性。
电压与电流分布是PCB设计中需要注意的重要问题。
在设计中，应确保电压和电流在整个电路中的稳定分布，以减少电路故障和损坏的风险。
为了实现良好的电压与电流分布，可以采取以下方法：首先，合理规划电源布局，确保电源能够提供稳定的电压和电流；其次，使用合适的电源滤波电路，减少电源的噪声和干扰；此外，还需要注意地线与信号线的布局，减少回路电阻和电感导致的电压降。
PCB设计基础
深圳市金百泽电子科技股份有限公司How far? How fast?PCB设计基础讲师：日期：PCB概述l PCB（Printed Circuit Board）中文名称印刷电路板，又称印制板。
l PCB 根据制作材料可分为刚性板和挠性板（FPC，软性板）。
l FPC：是一种具有高可靠性和较高曲挠性的电路板。
用于手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM等很多产品。
产品特点：*可自由弯曲、折叠、卷绕，可在三维空间随意移动及伸缩。
*散热性能好*实现轻量化、小型化、薄型化，从而达到元件装置和导线连接一体化。
PCB发展的趋势l从单面板发展到双面板、多层板和挠性板，并不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展。
不断缩小体积、减小成本、提高性能，使得PCB 在未来的电子产品的发展过程中，仍保持强大的生命力。
l国内外专家对未来PCB 生产制造技术发展趋势的论述基本是一致的，在性能上向高密度、高精度、细孔径、细导线、小间距、高可靠、多层化、高速传输、轻量、薄型方向发展。
生产工艺向提高生产率、降低成本、减小污染、适应多品种、小批量生产方向发展。
l PCB 的技术发展水平，一般以PCB 的线宽、孔径、板厚/孔径比为代表。
PCB发展的趋势印制线路的设计与电子元件、电子产品的发展变化有着密不可分的因果关系电子产品发展的变迁印制线路板设计的发展变迁电子管式的电子产品性能低，体积大，各元件之间采用电线进行连接，无需进行设计，产量低。
晶体管式电子产品性能基本与电子管相同，但体积形状大为减小，仅为电子管的数十分之一，性能提高，必须进行“单面印制线路板的设计”IC式电子产品数十/百个晶体管成为一个IC，由于IC的出现需要进行“双面印制线路板的设计”LSI式电子产品数十/百个IC集成为一个LSI，LSI的出现必须“多层印制线路板的设计”VLSI式电子产品数十/百个IC集成为一个VLSI，需要“高多层，SVH/IVH印制线路板的设计”PCB发展的趋势l单面敷铜板的发明，成为电路板设计与制件新时代的标志。
PCB设计基础(附有设计步骤)
PCB设计基础PCB设计•EDA工具•原理图文件•布局布线•原件库•作业软件工具•Altium Designer •PADS（mentor）•Allegro（cadence）•EAGLEPCB设计•EDA工具•原理图文件•布局布线•原件库•作业绘制原理图•新建PCB工程•新建原理图文件•新建PCB文件•保存，为工程与文件命名•打开原理图文件，添加元件库，添加库搜索路径•搜索元件•检查封装•放置元件•连线•保存步骤1 新建PCB工程点击PCB Project，出现如下图步骤2新建原理图文件(右键工程)新建PCB文件保存工程、原理图、PCB文件（右键工程、SaveProject）新建工程文件夹，命名并保存工程、原理图、PCB 三个文件，对话框弹出3次步骤3原理图添加元件，点击侧栏Project中.SchDoc后缀文件若不小心关掉了Project侧栏，请在菜单栏View中寻找添加元件，51单片机1.添加库（选用下载的库，本身的库不全）两个基本元件库添加元件，51单片机2.搜索（已知库中搜索）80C51前加*号，表示前面字省略点击Search，Field中选Name表示搜索内容Operator选Contains，Value写80C51，选择Avaliable libra未知库中搜索3.添加元件选择合适的封装和器件，双击后，将鼠标移到原理图的画板上，按Tab键几处需要注意的地方，分别是设计标号U？，器件描述Comment，放置角度与是否镜像，封装选择。
修改后确定步骤4 编辑原理图添加网络标号，方便设计原理图，增强易读性添加总线，增强易读性添加文字说明通用引脚要用插针引出按键数量不宜太多电阻封装尽量选择成贴片布局布线•由原理图生成PCB •布局布线规则设置•布局•布线•（适当求改封装参数）•铺铜、切割•保存步骤1，由原理图生成PCB（可选两种方法，第一个是在原理图界面下点Design，第二个则是在PCB界面下点Design）步骤2 设定规则设定布局布线规则（具体规则参考资料）特别注意几个地方：1.间隙2.线宽3.过孔（孔径）4.焊盘步骤3 布局1.首先在PCB面板上点快捷键Q，切换距离单位为cm2.点击快捷键G，切换网格大小为2.5cm3.如下图布局（dx、dy表示从上一位置开始鼠标移动距离）布局，切好板子后点快捷键G，切换成小网格布局•将元件手动摆放位置，不必拘谨于连线的复杂程度，尽量顾及外观的整齐有序合理步骤4 布线1.选择布线2.点击某一焊盘3.连出线后不要再次点击而是先点Tab键，调整线宽电源线尽量粗些4.走线转弯走45角如图放置过孔在未放置前点击Tab键修改过孔所属网络放置过孔双层布线（点击布线后按shift+Ctrl键转动滚轮出现过孔）步骤5 铺铜步骤6切割切割元件库元件命名：•放大器库•基础元件•接口、连接器库•。
PCB设计基础知识
PCB设计基础知识PCB设计基础知识印刷电路板（Printed circuit board，PCB）⼏乎会出现在每⼀种电⼦设备当中。
如果在某样设备中有电⼦零件，那么它们也都是镶在⼤⼩各异的PCB上。
除了固定各种⼩零件外，PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电⽓连接。
随着电⼦设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。
标准的PCB长得就像这样。
裸板（上头没有零件）也常被称为「印刷线路板Printed Wiring Board （PWB）」。
板⼦本⾝的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质所制作成。
在表⾯可以看到的细⼩线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板⼦上的，⽽在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成⽹状的细⼩线路了。
这些线路被称作导线（conductor pattern）或称布线，并⽤来提供PCB上零件的电路连接。
为了将零件固定在PCB上⾯，我们将它们的接脚直接焊在布线上。
在最基本的PCB（单⾯板）上，零件都集中在其中⼀⾯，导线则都集中在另⼀⾯。
这么⼀来我们就需要在板⼦上打洞，这样接脚才能穿过板⼦到另⼀⾯，所以零件的接脚是焊在另⼀⾯上的。
因为如此，PCB的正反⾯分别被称为零件⾯（Component Si de）与焊接⾯（Solder Side）。
如果PCB上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会⽤到插座（Soc ket）。
由于插座是直接焊在板⼦上的，零件可以任意的拆装。
下⾯看到的是ZIF（Zero Insertion Force，零拨插⼒式）插座，它可以让零件（这⾥指的是CPU）可以轻松插进插座，也可以拆下来。
插座旁的固定杆，可以在您插进零件后将其固定。
如果要将两块PCB相互连结，⼀般我们都会⽤到俗称「⾦⼿指」的边接头（edge connector）。
⾦⼿指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是PCB布线的⼀部份。
通常连接时，我们将其中⼀⽚PCB上的⾦⼿指插进另⼀⽚PCB上合适的插槽上（⼀般叫做扩充槽Slot）。
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4.1 印制电路板概述
⑴ 元件封装的分类 元件的封装可以分为插针式封装和贴片式封装（SMT）封装两大类。 插针式封装是管脚类元件的封装，焊接时要先将元件管脚插入焊盘导孔中，然 后再焊锡。由于焊点焊孔贯穿整个电路板，所以在其焊盘的属性对话框中，Layer 板层属性必须为Multi Layer。插针式元件封装如图4-3所示。
4.1 印制电路板概述
4.1.5 PCB的基本组件
1．铜膜导线
铜膜导线是覆铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导 线，处于所有的导电层，用于连接各个焊点，是PCB重要的组成部分。 导线的主要属性为宽度，它取决于承载电流的大小和铜箔的厚度。 2．焊盘 焊盘用于焊接元件，实现电气连接并同时起到固定元件的作用。 焊盘的基本属性有形状、所在层、外径及孔径。双层板及多层板的焊 盘都经过了孔壁的金属化处理。对于插针式元件，Protel 2004将其 焊盘自动设置在MultiLayer层；对于贴片式元件，焊盘与元件处于同 一层。Protel 2004允许设计者将焊盘设置在任何一层，但只有设置 在实际焊接面才是合理的。
第4章 印制电路板设计基础
【学习要求】 知识目标 1.了解印刷电路板的种类、作用和发展。 2.理解印刷电路板的设计流程。 3.掌握印刷电路板的布局布线原则。 4.熟练掌握印刷电路板的基本组件。 技能目标 1. 掌握印刷电路板的布局布线原则。 2. 掌握印刷电路板的基本组件。
4.1 印制电路板概述
印刷电路板，又称印制电路板，印刷线路板，常使用英文缩写 PCB（Printed circuit board）或写PWB（Printed wire board）， 是重要的电子部件，是电子元件的支撑体，是电子元器件线路连接的 提供者。传统的电路板，采用印刷蚀刻阻剂的工法，做出电路的线路 及图面，因此被称为印刷电路板或印刷线路板。由于电子产品不断微 小化和精细化，目前大多数的电路板都是采用贴附蚀刻阻剂(压膜或涂 布)，经过曝光显影后，再以蚀刻做出电路板。 从PCB板的结构来看，印刷PCB板就是在绝缘板上，放置电路电 气连接关系的铜模导线。而绝缘板材料，有早期的电木和现在的玻璃 纤维。其厚度越来越簿，韧性却越来越强。一片铜膜贴在一片玻璃纤 维上，为单面板；如果上下各有一层铜膜就是双面板，或叫两面层； 多层板就像夹心饼干一样，一层铜膜加一层玻璃纤维、再一层铜膜加 一层玻璃纤维。在板子的顶层和底层都可以放置元件，用焊锡把元件 焊接在PCB板上。
4.1 印制电路板概述
Protel 2004中焊盘的标准形状有3种，即圆形（Round）、方形 （Rechangle）和八角形（Octagonal），允许设计者根据需要进行自定 义（Customize）或自行设计。主要有两个参数：孔径尺寸（Hole Size） 和焊盘尺寸（X-尺寸，Y-尺寸），如图4-1所示。
4.1 印制电路板概述
4.1.1 印制电路板的发展
20世纪60年代末，电子消费品领域迅猛发展，使得电路板生产以及裸板组装 板测试的自动化成为了必要。70年代，印制电路板已牢牢占据了电子消费品、科 研设备、医疗设备、航空航天和国防，以及计算机行业等几乎一切电子产品领域。 一系列新技术也相继研发应用，如感光膜、干膜及湿膜阻剂、阻焊剂、标识字符印 制及计算机数控(Computer Numerical Control，CNC)钻孔等。随着使用埋/盲 镀通孔连接与湿式制程技术的多基板与刚/柔性板的生产，印制电路板的体积大大 减小。组装技术，尤其是表面安装技术的新发展带来了印制电路板材料与制作领域 的革新。今天，多种因素仍然推动着印制电路板技术的不断发展。随着集成电路 (Integrated Circuit，IC)封装的输入、输出引脚数的增加，集成电路组件的性能 越来越高，这就导致了对高品质印制电路板需求的增加，推动了高密度互连结构 (High Density Interconnect Structures，HDIS)的产生。目前，多家公司都 已开始生产高密度互连产品了。高频电子系统由于运行速度高，需要电损耗(衰减) 更低的印制电路板。此外，更高的工作电压要求印制电路板具有更高的阻抗，以防 电压击穿、高压电痕化(tracking)与电晕放电。 在电子产品领域，印制电路板具 有非常重要的战略地位。在未来十年间，印制电路板技术仍将是电子产业的主导因 素，并将通过更加严格的成本控制来提高其性能、密度与可靠性，同时降低成本。 可以预见，各种印制电路板(无论是现有的还是将要研发的)都将继续成为电子产品 的重要组成部分，并在电子工业的某些领域占据更加重要的地位。
4.2 印制电路板的基本设计原则
4.2.2 印制电路板元件布局原则
1．元件布局一般性原则 ⑴ 为便于自动焊接，每边要留出3.5 mm的传送边。如不够，可考虑 加工艺传送边。 ⑵ 在通常情况下，所有的元器件均应布置在印制板的顶层上。当顶层 元件过密时，可考虑将一些高度有限并且发热量小的器件，如贴片电阻、 电容等放在底层。 ⑶ 元器件在整个板面上应紧凑的分布，尽量缩短元件间的布线长度。 ⑷ 将可调元件布置在易调节的位置。 ⑸ 某些元器件或导线之间可能存在较高的电位差，应加大它们之间的 距离，以免放电击穿引起意外短路。 ⑹ 带高压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。 ⑺ 在保证电气性能的前提下，元器件在整个板面上应均匀、整齐排列， 疏密一致，以求美观。
4.1 印制电路板概述
4.1.3 印制电路板的作用
印制电路板在电子设备中主要有以下作用： 1．为电路中的各种元器件提供装配、固定的机械支撑。 2 2．提供各元件间的布线，实现电路的电气连接。 3．提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。 4．为自动焊锡提供阻焊图形。 5．为元件插装、检查及调试提供识别字符或图形。
贴片式封装的 焊盘只限于表面板 层，即顶层或底层。 在其焊盘的属性对 话框中，Layer板 层属性必须为单一 表面，贴片式封装 如图4-4所示。
图4-3 插针式元件封装
图4-4 贴片式元件封装
4.1 印制电路板概述
⑵ 元件封装的编号 元件封装的编号原则为：元件类型+焊盘距离（焊盘数）+元件外形尺 寸。可以根据元件的编号来判断元件封装的规格，例如电阻的封装为 AXIAL-0.4，表示此元件封装为轴状，两焊盘间的距离为400mil （100mil=2.54mm）；RB.2/.4表示极性电容类元件封装，引脚间距为 200mil，元件直径为400mil；DIP-24表示双列直插式元件封装，24个 焊盘引脚。
4.1 印制电路板概述
4.1.4 印制电路板的优点
印制电路板具有以下优点： 1．具有重复性。线路板的布线经过验证后，就不必再为制成 的每一块板的互连是否正确而逐个进行检验，适合于大规模工业化 生产。 2．电路板的可预测性。通常，设计按照“最坏的情况”的设 计原则来设计印制导线的长、宽、间距以及选择印制板的材料，以 保证产品最终能通过试验条件，从而大大地简化印制电路板的设计。 3．信号可以沿导线任一点直接进行测试，而不会因导线接触 引起短路。 4．电路板的焊点可以在一次焊接过程中大部分焊完。现代焊 接方法主要使用的是浸焊、波峰焊和回流焊接技术，前两者适用插 针式元器件的焊接，后者适用于表面贴片式元器件(SMD元器件)的 焊接。这样可以保证高速、高质量地完成焊接工作，减少了虚焊、 漏焊，从而降低了电子设备的故障率。
4.1 印制电路板概述
2．按电路板的基板材料划分
印制电路板按制作材料可分为刚性印制电路板、柔性印制电路板以及刚/柔性印 制电路板。 ⑴ 刚性印制电路板 是以刚性基材制成的印制板，常见的印制板一般是刚性印制板，如家电中的印 制电路板。常用刚性印制板有以下几类： ① 酚醛纸质层压板：这种板价格低廉，性能较差，一般用于低频电路和要求不 高的场合。 ② 环氧纸质层压板：性能较酚醛纸质层压板有所提高。 ③ 聚酯玻璃毡层压板：性能较上述两种纸制层压板都要高。 ④ 环氧玻璃布层压板：这种板价格较贵，性能较好，常用于高频电路和高档家 电产品。 当频率高于数百兆赫时，必须采用介电常数和介质损耗更小的材料，如聚四氟 乙烯和高频陶瓷作基板。 ⑵ 柔性印制电路板（软印制板） 是以软性绝缘材料为基材的印制板。可以折叠、弯曲和卷绕，为电子产品的小 型化、薄型化创造了条件。在计算机、打印机、自动化仪表及通信设备中得到广泛应 用。具体材料有：聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、氟化乙丙烯薄膜。 ⑶ 刚/柔性印制电路板 利用柔性基材，并在不同区域与刚性基材结合制成的印制板，主要用于印制电 路的接口部分。
4.1 印制电路板概述
4.2 印制电路板的基本设计原则
4.2.1 印制电路板尺寸及板层选取原则
进行电路板的设计，首先需要规划电路板的大小以及确定电 路板的层数。 电路板尺寸过大，一方面成本增加，另一方面会使印制导线 长度加长，导致阻抗加大，抗噪声能力降低；电路板尺寸过小， 一方面会增加安装难度，另一方面会导致散热不好，相互影响加 大。确定合理的电路板尺寸是很必要的。 对于电路板的制作而言，板的层数越多，制作程序就越复杂， 成品率就降低，成本也相对提高。所以在满足电气功能要求的前 提下，应尽可能选用层数较少的电路板。
图4-2 过孔的形状和尺寸
4.1 印制电路板概述
4．元件的图形符号及封装 元件的图形符号反映了元件外形轮廓的形状及尺寸，与元件的引脚布 局一起构成元件的封装形式。印制元件图形符号作用是显示元件在PCB上 的布局信息，为装配、调试及检修提供方便。在Protel 2004中，元件的图 形符号被设置在丝印层。 元件封装是指实际的电子元件或集成电路的外形尺寸、引脚的直径及 引脚的距离等，它是使元件引脚与PCB上焊盘一致的保证。元件封装只是 元件的外观和焊盘的位置，纯粹的元件封装只是一个空间的概念，不同的 元件可以有相同的封装，同一个元件也可以有不同的封装。所以在取用焊 接元件时，不仅要知道元件的名称，还要知道元件的封装。
图4-1 焊盘的形状和尺寸
4.1 印制电路板概述
3．过孔 过孔用于实现不同工作层间的电气连接，过孔内壁需要金属化处理。应该注 意的是，过孔是提供不同层间的电气连接，与元件引脚的焊接及固件无关。过孔 分为三种：从顶层贯穿至底层的称为穿透式过孔；只实现顶层或底层与中间层连 接的过孔称为盲孔；只实现中间层连接，而没有穿透顶层或底层的过孔称为埋孔。 过孔可以根据需要设置在任意导电层之间，但过孔的起始层和结束层不能相同。 过孔只有圆形，主要有两个参数：即孔径大小（Hole Size）和过孔直径 （Diameter），如图4-2所示。 Diameter 4-2