PCB设计基础知识培训教材

3.38.P装C入B自网络动表布De局sig和n Lo布ad线Ne－ts…举例1
然后将元件手动拖曳到合适的位置
9. 自动布局
运 行 设 置 结 果
10. 修改布线规则
布线结果
11. 调整电源线和地线的宽度
最终布线结果
12. 铺铜Place/Polygon Plane… OK
以表面贴式元件 为主
元件安装在PCB 的两面？
以针脚式元件 为主
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
6. 选择走线规则
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ最小走线宽度
最小导孔宽度 最小导孔 钻孔直径
走线安全距离
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
7. PCB的物理边界完成
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
单层板可以关掉一些层Design/Options…
7. 通孔 Via Hole也称为“中继孔” 用于导线电气连接，不焊接。
8. 坐标网络 Grid也称为“格点”
两组等距平行正交而成的网格，用于元器件 在PCB上的定位，一般 要求元件的管脚必须位于 网格的交点上，导线不一定按网格定位。
3.1.4 PCB设计常用标准
1. 网络尺寸 分为英制Imperial和公制Metric两种
3.1.1 PCB的种类
(1)刚性与挠性印刷电路板
刚性印刷电路板 是指由不易变形的刚性基材制成 的PCB，在使用时处于平展状态，一般电子 设备中使用的都是刚性PCB。
挠性印刷电路板 是指用可以扭曲和伸缩的基材制成 的PCB，在使用时可根据安装要求将其弯曲。 用于特殊场合，如某些无绳电话的手柄。
3.1.1 印刷电路版的种类
IBM标准： 短卡,附可折断标签页
IBM标准： 长卡,附可折断标签页
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
3. 选择2层板
镀孔双层板
不镀孔双层板
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
4. 选择导孔的风格
只采用 穿透式导孔
只采用 隐藏式和半隐藏式
导孔
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
5. 选择元件的主要封装方式
3.1.1 印刷电路版的种类
(3)印刷电路版的材料
印刷电路版是在绝缘基材上敷以电解铜箔， 再经热压而制成。目前我国常用的单,双层PCB 的铜箔厚度为35um，国外开始使用18um、 10um和5um等超薄铜箔。
超薄铜箔具有蚀刻时间短、侧面腐蚀小、 易钻孔和节约铜材等优点。
常用的基板有：
(1)酚醛纸质基板：价格低，耐潮和耐热性不好， 用于要求不高的设备中；
用于显示焊盘便内实孔体对准，
用于显示
用于显示实体一般开一个即可
过孔的内孔
之间的连接线
用于显示违反布线
规则的信息
3.3 PCB自动布局和布线－参数设置
对于单面板，需打开： 底层Bottom Layer,禁止布线层Keep Out Layer 顶层丝印层Top SilkscreenLayer,
对对于于双多面面板板，，需需打打开开：： 顶顶层层TToopp LLaayyeerr,, 底底层层BBoottttoomm LLaayyeerr,, 顶顶层层丝丝印印层层TToopp SSiillkkssccrreeeenn LLaayyeerr,, 禁止布线B层oKtteoempOSuiltkLsacyreer n Layer 如禁果止要布在线两层面Ke布ep置O元utL件ay，e需r, 打开 在信B号o层tto需m打S开ilks顶cr层ee、n 底La层ye和r 一些中间层
第3章 PCB设计基础
3.1 PCB的基本知识 3.2 常用元件封装介绍 3.3 PCB自动布局和布线
3.1 PCB的基本知识
3.1.1 PCB的种类 3.1.2 元件的封装形式 3.1.3 PCB设计常用术语 3.1.4 PCB设计的常用标准 3.1.5 PCB的布局设计 3.1.6 PCB的布线设计
安装位置等；
➟手工调整 ➟存盘及打印输出
3.3 PCB自动布局和布线
——新建PCB文件（方法一）
挂接器件库
挂接器件库
3.3 PCB自动布局和布线
——新建PCB文件（方法二）
3.3 PCB自动放布置局有关和制信布作号及线层中－的参顶层数T设op和置底
装配信息，如层尺Bo寸t内to部m主电要源用和于接放地置层元
一种封装形式:
9. 连接器： (例1)原理图名CON26,
封装名IDC26
9. 连接器： (例2)金手指：原理图名CONAT, 封装名ECN－IBMXT
3.3 PCB自动布局和布线
PCB布线流程：
规划电路板 ➟设置参数 设电置路参板数规包划括包：括：➟装入网络表及元件封装 元P采C件用B层的的数布连、置接物、器理板和尺层各寸和元；布➟件线的布等封置装元形件式； ➟自动布线
(2)单层、双层和多层印刷电路版
单层PCB上只有一面有铜模，只能在该面布线； 双层PCB的正反两面都可以进行布线和放置元件； 多层PCB除了正反两面之外，还有中间层(实际布线层)
和电源层及接地层。
单层和双层PCB比较常用，多层PCB用在VLSIC 的装配上，例如微机的主板。生成多层板时，先将 组成各个分层的单面板按设计要求生成出来，再将 各个分层的单面板压合在一起，然后打孔及孔金属 化，通过金属化孔将各层连接起来。
(2)环氧酚醛玻璃布基板：耐热和耐潮性较好， 透明度较差；
(3)环氧玻璃布基板：耐热和耐潮性好，透明度好， 冲剪和钻孔性能好，多用于双面板。
(4)聚四氟乙烯玻璃布基板：具有良好的介电性能 和化学稳定性，耐高温(－230～＋260℃)、高绝缘
PCb的常用厚度有：0.1mm, 0.5mm, 1.0mm, 1.5mm, 2.0mm, 2.5mm, 3.0mm等
应尽量安排在便于操作的位置。
3. 整洁、清晰，尽量减少PCB的面积。 导线尽可能短。因导线存在电阻、电容和电感。
3.1.5 PCB的布局设计
PCB走线的基本原则：
1）走线最好与元件放在不同的两个面 TOP/BOTTOM LAYER
2）走线的间距应尽可能大些，拐弯尽量少 3）电源和地线可以用填充按钮绘制大面积覆铜区
3.1.3 PCB设计常用术语
4. 阻焊图 为防止不需要焊接的印刷导线被焊接而绘制
的一种图形。制板的过程中在此涂一层阻焊剂。
5. 焊盘 Land or Pad 用于连接和焊接元件的一种导电图形。
6. 金属化孔 Plated Through也称为“通孔” 孔壁沉积有金属，用于层间导电图形的连接。
3.1.3 PCB设计常用术语
3.1.2 元件的封装形式
（1）分离式封装 （2）双列直插式封装 （3）针阵式封装 （4）表面贴装器件（SMD）
SMD：Surface Mount Device 表面贴装器件
3.1.3 PCB设计常用术语
1. 元件面 Component Side 大多数元件都安装在朝上的一面。
2. 焊接面 Solder Side 与元件面相对的那一面。
公制最基本的Grid为2.5mm, 当需要更小时 可采用1.25mm,0.625mm
英制是国外IC的生产规范，DIP的管脚间距 为2.54mm(十分之一英寸即100mil)
3.1.4 PCB设计常用标准
2. 孔径和焊盘尺寸 实际制作中，最小孔径受工艺水平的
限制，目前一般选0.8mm以上
3.1.4 PCB设计常用标准
3.1.5 PCB的布局设计
布局时需要考虑的相关问题：
1. 合理选择PCB的层数 考虑器件多少、连线密度、成本、体积等因素
双 孔层将在几板 元满条使 件足 线布 面要 无线 和求 法的 焊时在灵 接尽焊活面量接性的采面大导用布为线单通提连层时高接板，，起，可由来当 采于，有 用金使跳少属导线数化线 的附着力增强，目前用的最多
3.1.5 PCB的布局设计
2. 选尽择量单将元元电件路放的置位在置元件面； 单排元列电整路齐的、位均置匀应；按信号的传输关系来安排； 模管拟脚电要路顺与；数调字节电方路便尽；量远离； 大功功率率器与件小和功V率LS电IC路散尽热量；远离； 在PCB边缘板面空白处尽量布上地线；
3. 元件的排列
31..1导.6线的P长C度B良最的好短导布；线线的标设准：计
6. 集成运放: 原理图用名OP-07, 741, 常用封装为 DIP8
NE5534等
7. 电源稳压器：
78系列: 7805, 7806, 7809, 7812, 7815, 7818 79系列: 7905, 7906, 7909, 7912, 7915, 7918
两种封装形式:
8. 石英晶体： 原理图名称XTAL1… 封装名 XTAL1
3. 丝印层 Overlay, Top Overlay 在印 PC制B上在放元置件元面件上库的中一的种元不件导时电，的其图管形脚；的有封时装
形状焊会接自面动上放也到可丝印印丝上印。层，如即果B在otPtoCBm的O两ve面rla放y置 元件主，要需用要于将绘两制个器丝件印外层形都轮打廓开和。符号元，件标序注号元必件须 标注的在安丝装印位层置，否(绝则缘可白能色引涂起料不)必要的电气连接。
4. 二极管: 原理图用名 DIODE（普通管） DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管） DIODE TUNNEL（隧道二极管） ZENER1～3（稳压二极管） 管脚封装名 DIODE 小功率
大功率
5. 三极管: 原理图用名BJT有NPN和PNP JFET N, JFET P, MOSFET N, MOSFET P 管脚封装名:TO-18至TO-220
1. 工作层标设记置、孔洞信息件和布P线lan，e中1~间4 层
Mid1~14用于布线
若两两定定面两个义义两禁均个阻元P个止放都C两焊件B丝布置需个边层放印线元打防界置层层件开锡时区。，，膏打域用则层开，于
代表信号层， 所有全通过孔和 焊盘放在此层
钻孔说明和钻孔制图，
制板用时于提在供设钻计孔时信方息
3. 大面积地线应设计成网状
4.双面版布线要求
5.地线的处理
导线设计示例
导线设计示例
3.2 常用元件封装介绍
1.电阻器 2.电容器 3.电位器 4. 二极管 5. 三极管 6. 集成运放 7. 电源稳压器 8. 石英晶体 9. 连接器
1.电阻: 原理图用名：RES1和RES2
封装名AXIAL… 轴状包装方式
3. 导线宽度
导线宽度没有统一要求，其最小值应能承受通 过这条导线的最大电流值。
一般大于10mil，要求美观则应尽量一致；
地线和电源线应尽量宽一些， 一般可取20－50mil。
3.1.4 PCB设计常用标准
4. 导线间距
导线间距没有统一要求，应考虑电气安全和美观, 在IC的管脚之间一般只能设计一根导线；条件允许时，
导线间距应尽可能宽一些。 多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀一致。
5. 焊盘形状
常用的焊盘形状有四种： 方形、圆形、长圆形和椭圆形， 最常用的是圆形焊盘。
3.1.5 PCB的布局设计
布局的基本原则：
1. 保证电路的电气性能 考虑分布电容，磁场耦合等因素。
2. 便于实际元件的安放、焊接及整机调试和检查 需要调测的有关元件和测试点，在布局时
1/4~1/2瓦特电阻
1瓦特电阻
0.9英寸
2.电容器: 原理图用名CAP(无极性) ELECRO1 (有极性), CAPVAR(可变电容)
管脚封装名：RAD 无极性陶瓷电容
扁平包装方式
0.4英寸 0.8英寸
管脚封装名：RB 有极性电解电容
圆筒包装方式
3. 电位器(三只引脚可变电阻器): 原理图用名：POT1… 管脚封装名：VR1～VR5
2. 转弯时避免出现锐角；
121.. .12（同345元..（数...水先按一件有 地 除 整水字布平层设信面利 线 地 齐平地线o上的计号于 和 线 、o和r设垂地r的导垂加 电 和 均公流模直线计导线直双强 源 电 匀拟共向）设线要和）面导 线 源 、地通 布计方焊点板线尽线美分路 线要向接布和可外观：别求的尽面线焊能，。设：量导的要盘宽导置一导线求的；线；致线：附的(地；相着宽线互力度垂和； 和直线电；距源应线) 32. .3两.地保个线持层尽面良量上好宽导的；线导的线连形接状必须通过“通孔”
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
MY_8255.pcb
英制
公制
IBM标准： 生生成成I两B66M排22标pp金iinn准金和手：手3指6指pin
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
3.3 PCB自动布局和布线－举例1
2. 选择模板
IBM标准： 长卡
IBM标准： 短卡