第6章印制电路板设计基础
印制电路板设计基础.共103页文档
46、法律有权打破平静。——马·格林 47、在一千磅法律里,没有一盎司仁 爱。— —英国
48、法律一多,公正就少。——托·富 勒 49、犯罪总是以惩罚相补偿;只有处 罚Байду номын сангаас能 使犯罪 得到偿 还。— —达雷 尔
50、弱者比强者更能得到法律的保护 。—— 威·厄尔
21、要知道对好事的称颂过于夸大,也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤,荒于嬉;行成于思,毁于随。——韩愈
23、一切节省,归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰,决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动,是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢!
印制电路板设计基础
5.2.1 印刷电路板的设计基础
1、启动印制电路板编辑器 2、 PCB的组成 3 、PCB中的元器件 4、 设置工作层面 5 、设置PCB工作参数 6 、对PCB进行布线 7 、PCB布线后的手动调整
1、启动印制电路板编辑器
图1 新建文件操作方法
在随后出现的如图2所示的“New Document(新建设 计)”对话框中,单击新建设计图标,然后单击OK按钮(也可 以双击该图标)即可启动PCB编辑器。
图12 表面安装式元器件焊盘属性设置对话框
4、设置工作层面
在设计工作 中我们根据需要 只打开某些工作 层而将不需要的 工作层关闭。设 置工作层的操作 步骤如下:
点击设计, 选择选项,如图 13所示。
图13 设置工作层面
图14 工作层面设置对话框
图15 单面板工作层面设置结果与界面中的层面对照图
表面安装式元器件就是焊盘不需要钻孔,而直接在焊盘 表面进行焊接的元器件。目前很多电子产品都采用了表面 安装元器件以缩小PCB的体积,提高电路的稳定性。表面 安装器件的英文缩写为SMC。
目前,表面安装式电阻和电容的封装采用四位数字代 码表示,其中前两位数字表示元器件的长度,后两位数字 表示元器件的宽度。数字表示法中又分为公制(单位为
图2 新建设计对话框
图3 印制电路板编辑启动后的工作界面
2、PCB的组成
PCB本身的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质(通常为 环氧树脂)制成。在PCB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基板上的,故原始的PCB板称为覆铜板, 如图4所示。
实际应用中,要根据电路结构,在PCB基板上合理安排电 路元器件的位置(布局),再将不需要的铜箔腐蚀掉,留下来的 部份就变成很细的导电铜箔线作为连接导线,这网状的细小线 路被称作导线(Conductor pattern)或布线,为PCB上的元 器件提供电路连接,然后再经钻孔、裁剪成一定外形尺寸等处 理后,就成为供装配元器件用的印制电路板。
印制电路板的制作工艺培训课件
孔径大于或等于印制电路板厚度时,可用冲孔;当焊
接孔径小于印制电路板厚度时,可用钻孔。一般焊接
孔的规格不宜过多,可按表5.1来选用(表中有*者为优
先选用)。
表5.1 焊接孔的规格
焊接孔径( mm)
允许误差 (mm)
0.4, 0.5*, 0.5
Ⅰ级±0.05 Ⅱ级±0.1
0.8*, 1.0, 1.2*, 1.5* , 2.0*
• 如果由于电路的特殊要求必须将整个电路分成几块进行安装,则应使每一块 装配好的印制电路板成为具有独立功能的电路,以便于单独进行调试和维护。
• 为了合理地布置元器件、缩小体积和提高机械强度,可在主要的印制电路板 之外再安装一块“辅助板”,将一些笨重元器件如变压器、扼流圈、大电容 器、继电器等安装在辅助板上,这样有利于加工和装配。
电子产品工艺与实训
1). 整体布局
• 在进行印制电路板布局之前必须对电路原理图有深刻的理解,只有在彻 底理解电路原理的基础上,才能做到正确、合理的布局。在进行布局时, 要考虑到避免各级电路之间和元件之间的相互干扰,这些干扰包括电场 干扰——电容耦合干扰、磁场干扰——电感耦合干扰、高频和低频间干 扰、高压和低压间干扰,还有热干扰等。在进行布局时,还要满足设计 指标、符合生产加工和装配工艺的要求,要考虑到电路调试和维护维修 的方便。对电路中的所用器件的电气特性和物理特征要充分了解,如元 件的额定功率、电压、电流、工作频率,元件的物理特性,如体积、宽 度、高度、外形等。印制电路板的整体布局还要考虑到整个板的重心平 稳、元件疏密恰当、排列美观大方。
图5.4 双面印制电路板高频导线的布设
电子产品工艺种形式,可根据整机结构要求而确定。一般 采用以下两种方法。
• ①用导线互连 • 将需要对外进行连接的接点,先用印制导线引到印制电路板的一端,导
电子工艺课程设计教案
电子工艺课程设计教案第一章:电子工艺概述1.1 电子工艺的定义与发展1.了解电子工艺的定义及发展历程。
2.掌握现代电子工艺的主要特点。
1.2 电子工艺的基本组成部分1.明确电子工艺的基本组成部分。
2.掌握各种电子元件的性能及应用。
1.3 电子工艺的基本工艺流程1.掌握电子工艺的基本工艺流程。
2.了解各种工艺技术的原理及应用。
第二章:电子元件的识别与检测2.1 电子元件的识别1.掌握常用电子元件的名称、符号及功能。
2.能够准确识别电子电路中的各种元件。
2.2 电子元件的检测1.学会使用万用表等检测工具。
2.掌握各种电子元件的检测方法及注意事项。
2.3 电子元件的焊接与装配1.掌握电子元件的焊接方法及技巧。
2.了解电子装配的基本要求及注意事项。
第三章:简单电子电路的设计与制作3.1 设计原理与方法1.了解电子电路设计的基本原理。
2.掌握电子电路设计的方法与步骤。
3.2 电子电路的制作与调试1.学会使用电子制作工具及设备。
2.掌握电子电路的调试方法及技巧。
3.3 实例:制作一个简单的声光报警电路1.根据设计原理,完成声光报警电路的设计。
2.按照制作步骤,完成声光报警电路的制作与调试。
第四章:电子测量技术与仪器使用4.1 电子测量技术概述1.了解电子测量技术的定义及分类。
2.掌握电子测量技术的基本原理。
4.2 常用电子测量仪器及其使用方法1.了解常用电子测量仪器的作用及特点。
2.学会使用电子测量仪器进行实际测量。
4.3 实例:使用示波器测试信号波形1.了解示波器的作用及原理。
2.学会使用示波器进行信号波形的测试与分析。
第五章:电子工艺作品的组装与调试5.1 电子工艺作品的组装1.掌握电子工艺作品的组装方法及技巧。
2.了解电子工艺作品组装中的注意事项。
5.2 电子工艺作品的调试1.掌握电子工艺作品的调试方法及技巧。
2.能够分析并解决调试过程中遇到的问题。
5.3 实例:组装与调试一个简单的无线遥控器1.根据设计原理,完成无线遥控器的组装。
印制电路板设计初步
印制电路板设计初步印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是电子装置中的一种重要组成部分,它通过将电子元器件和电路连接起来,实现电流、信号和功率的传输与控制。
PCB设计是将电路原理图转化为实际的可供制造的电路板的过程,是电子产品开发过程中的关键环节。
本文将从PCB设计的基本原则、设计流程以及一些常见的设计技巧等方面进行初步介绍,旨在帮助初学者快速入门PCB设计。
一、PCB设计的基本原则1.简洁性:PCB设计应力求简单、紧凑、清晰,避免布线过于复杂,以减少信号传输时的损耗和干扰。
2.规则性:PCB设计应遵循一系列规范、标准和约束条件,如最小线宽、最小间距、层间规则等,以保证制造工艺的可实施性和可靠性。
3.可靠性:PCB设计应考虑元器件的稳定性、散热性以及外界环境条件对PCB的影响,以确保电路板的长期稳定运行和安全性。
4.可维护性:PCB设计应考虑到现场维护和维修的需要,使得电路板易于检修和更换部件,提高整个电子产品的维护效率。
二、PCB设计的流程1.原理图设计:根据电子产品的功能需求,利用专业的电子设计软件,绘制电路的原理图,包括元器件的连接、组合和信号流向等。
2.PCB尺寸和布局规划:根据原理图和电子产品外壳的尺寸要求,确定PCB的尺寸,并规划布局,包括元器件的摆放和整体线路的布线。
3.元器件选择和布局:根据原理图和电子产品的功能需求,选择合适的元器件,并将其放置在PCB上,考虑到元器件之间的互相影响和布线的便捷性。
4.连接线路设计:根据原理图和元器件的布局,进行连线的设计,遵循布线规则和原理图的连接要求,尽量减少线路长度、交叉和干扰。
5.路径优化和调整:通过电子设计软件的自动布线功能,进行路径的优化和调整,以确保电路的性能和稳定性。
6.电源和地线布线:为电路板提供合适的电源和地线,确保电源供电的稳定与可靠。
7.信号完整性分析和调整:对电路中的高速信号进行完整性分析,包括信号的传输延迟、串扰等情况,并做出相应的调整和优化。
印制电路板设计基础培训
印制电路板设计基础培训摘要印制电路板(PCB)是现代电子设备中不可或缺的组成部分。
了解印制电路板的设计原理和基础知识对于电子工程师至关重要。
本文档旨在提供印制电路板设计的基础培训,帮助读者掌握PCB设计的关键概念和流程。
1. 介绍印制电路板是一个支持和连接电子元件的基板,通过导线、电路等在其表面形成所需的电路连接。
PCB设计不仅决定了电子设备的功能和性能,也影响到生产制造的成本和效率。
2. PCB设计流程2.1 硬件需求分析在进行PCB设计前,需要对电路的功能和性能需求进行全面的分析,包括输入输出接口、电源需求等。
2.2 电路原理图设计电路原理图是PCB设计的基础,通过软件绘制出电路的逻辑连接和元件布局,为之后的布局和布线提供依据。
2.3 PCB布局设计在PCB布局设计中,需要考虑元件的布局、大小、引脚连接等,以确保电路性能和稳定性。
2.4 PCB布线设计通过软件进行PCB布线设计,调整导线路径、增加过孔等,满足电路的传输速度和稳定性要求。
3. PCB设计技巧3.1 信号完整性在PCB设计中,要注意信号完整性,避免信号串扰和时序问题,保证电路的稳定性和可靠性。
3.2 地线与电源线地线和电源线是PCB设计中的关键元件,合理的地线与电源线布局可以有效减小串扰和提高电路性能。
3.3 制造规范在设计PCB时,应考虑制造规范,包括元件间距、过孔规格,以便于生产制造和装配。
4. PCB设计软件4.1 常见PCB设计软件•Altium Designer•Cadence Allegro•Mentor Graphics PADS4.2 选择软件的考量选择PCB设计软件时,需考虑使用习惯、功能强大程度、成本和技术支持等因素,以满足设计需求。
5. 结论通过本文档的阅读,读者将了解PCB设计的基础知识和流程,为将来的PCB 设计工作奠定基础。
PCB设计是电子工程师必备的技能之一,深入研究和实践将有助于提高电路设计的水平和质量。
PCB设计
1、放置与结构有紧密配合的元器件,如电源插座、指示灯、开关、连接器等。 2、放置特殊元器件,如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。 3、放置小的元器件。
1、电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。 2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。 3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要丝印的层面是否合理。 3、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。 4、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。 5、散热性是否良好。 6、线路的干扰问题是否需要考虑。
设计步骤
放置顺序
布局设计
布局检查
在PCB中,特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的 元器件、发热量大的元器件,以及一些异性元器件,这些特殊元器件的位置需要仔细分析,做带布局合乎电路功 能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题,从而导致 PCB设计的失败。
Pad
焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念,但初学者却容易忽视它的选择和修正,在设计中千篇一律地 使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等 因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘,如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等,但有时 这还不够用,需要自己编辑。例如,对发热且受力较大、电流较大的焊盘,可自行设计成“泪滴状”,在大家熟 悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中,不少厂家正是采用的这种形式。一般而言,自行编辑焊盘时除 了以上所讲的以外,还要考虑以下原则:
特殊性
Protel封装库内有大量SMD封装,即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚 孔。因此,选用这类器件要定义好器件所在面,以免“丢失引脚(Missing Plns)”。另外,这类元件的有关文 字标注只能随元件所在面放置。
印制电路板设计规范
布线优化
选择合适的线宽、间距和层叠结构, 降低电磁干扰和信号延迟。
阻抗控制
通过精确计算和控制线宽、间距等参 数,确保信号线的阻抗匹配,减少信 号反射和失真。
电源完整性设计
合理规划电源分布网络,减小电源噪 声和电压降,提高供电稳定性。
设计修改与迭代
设计修正
根据仿真结果和实际测试数据,对电路板设计进行必要的修正和改 进。
机械稳定性
确保印制电路板的结构设计能够承受正常的机械应力,如弯曲、 扭曲和振动等。
振动容限
评估印制电路板的振动容限,以确保在振动环境中仍能保持性能。
连接器设计
优化连接器的设计,以提高其机械强度和稳定性,减少因振动而产 生的连接问题。
07 设计验证与优化
设计审查与仿真
审查设计规则
确保电路板设计符合预定的设 计规则,如线宽、间距、层叠
元件间距和方向
元件间距
元件之间的间距应满足电气安全 和生产工艺要求,避免过近导致 短路或过远增加布线难度。
元件方向
元件的放置方向应统一、整齐, 便于识别和装配,同时应避免相 邻元件之间产生干扰或耦合。
04 布线规范
布线基本原则
1 2
确定合理的布线路径
遵循电路原理,确保信号传输的正确性和稳定性。
性能。
防尘与防潮设计
03
采取适当的防尘和防潮措施,以减少环境因素对电路板性能的
影响。
热设计考虑
热传导路径
优化印制电路板的热传导路径,确保热量能够有效地从发热元件 传导出去。
散热器设计
根据需要为关键元件配置散热器,以提高散热效率。
温度监控
设计温度监控功能,以便实时监测印制电路板的温度,防止过热。
电路板设计与制作
4. 布线 根据网络表,在Protel DXP提示下完成布线工作, 这是最需要技巧的工作部分,也是最复杂的一部分工 作。 5. 检查错误、撰写文档 布线完成后,最终检查PCB板有没有错误,并为这 块PCB板撰写相应的文档。文档可长可短,视需要而定。
三、电路板的制作(手工)
基本工序: 1、绘制电路接线图 2、下料、准备敷铜板 3、复印电路 4、涂覆保护层 5、腐蚀 6、清洗 7、钻孔 8.涂助焊剂 9.涂阻焊剂
6. 要注意管脚排列顺序,元件引脚间距要合理。如 电容两焊盘间距应尽可能与引脚的间距相符。
7. 在保证电路性能要求的前提下,设计时应力求走线合 理,少用外接跨线,并按一定顺序要求走线。走线尽量 少拐弯,力求线条简单明了。 8. 设计应按一定顺序方向进行,例如:可以按左往右和 由上而下的顺序进行。 9.线宽的要求。导线的宽度决定了导线的电阻值,而在 同样大的电流下,导线的电阻值又决定了导线两端的电 压降。
3. 电位器:电位器的安放位置应当满足整机结构安装 及面板布局的要求,因此应尽可能放在板的边缘,旋转 柄朝外。
4. IC座: 设计印制板图时,在使用IC座的场合下, 一定要特别注意IC座上定位槽放置的方位是否正确,并 注意各个IC脚位是否正确。
5. 进出接线端布置。相关联的两引线端不要距离 太大,一般为2/10~3/10 英寸左右较合适。进出线端尽 可能集中在1~2个侧面,不要太过离散。
1、绘制电路图
A、手工绘制 B、计算机软件绘制 原则: 元件布局合理、美观、方便,线条不能交叉!
电路原理图
PCB图
2、下料、准备敷铜板
根据需要选用敷铜板 裁剪敷铜板 对敷铜板表面进行清洁处理 (去掉污迹和氧化层)
3、复印电路
用新复写纸将电路接线图复写到敷铜板上,注意方 向,如果所绘制的原理图是在元件面绘制的,复写 时,一定要将图纸反过来复写!
印制电路板图设计基础
查找选取工具栏 查找选取工具栏是通过执行“View\Toolbars\Find Selections”选项来进行打开或关闭的。打开的查找选取工具栏如图所示。该工具栏方便选择原来所选择的对象。 图6.24 查找选取工具栏
6.3.2 PCB设计管理器
启动PCB设计管理器 单击“Browse PCB”标签,即可进入PCB设计管理器。
多层板中导电层的数目一般为4、6、8、10等,例如在四层板中,上、下面(层)是信号层(信号线布线层),在上、下两层之间还有电源层和地线层,如图6.3所示。
PART ONE
图6.3 多层印制电路板剖面
根据覆铜板基底材料的不同,可以将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板两大类。它们都是使用粘结树脂将纸或玻璃布粘在一起,然后经过加热、加压工艺处理而成。
表面贴装式元件封装,如图6.5所示。这类元件在焊接时元件与其焊盘在同一层。故在其焊盘属性对话框中,Layer属性必须为单一板层(如Top layer 或Bottom layer)。 图6.5 表面贴装式元件封装
01
04
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元件封装的编号
元件封装的编号规则一般为:
“元件类型+焊盘距离(焊盘数)+元件外形尺寸”。
PCB图例
Pad Via Clearance
6.2 新建PCB文件
执行菜单命令“File\New…”
图6.18 新建文件对话框
Main Toolbar(主工具栏)
Placement Tools(放置工具栏)
Component Placement(元件布置工具栏)
Find Selections(查找选取工具栏)。
1
2
6.1.3 元件封装(Footprint)
印制电路板设计基础.pptx
印制板技术水平的标志
双面和多层孔金属化板,以两个焊盘间能布 设导线的根数为标志
一根:低密度印制板,导线宽度大于0.3mm 两根:中密度印制板,导线宽度约为0.2mm 三根:高密度印制板,导线宽度0.1~0.15mm 四根:超高密度印制板,线宽0.05~0.08mm
多层板,以孔径大小、层数多少为综合衡量 标志
属于技术密集、资金密集且高污染的行业
PCB价格的组成
PCB所用材料不同 PCB所采用生产工艺的不同 PCB本身的难度不同 客户要求不同 PCB厂家不同 付款方式不同 区域不同
以上均为造成PCB价格不同的原因
印制电路板的优点
在封装设计中,印制电路的物理特性的通用性比普通的接线更好 电路永久地附着在介质材料上,此介质基材也用作电路元件的安装
面 不会产生导线错接或短路 能严格地控制电参数的重现性 大大缩小了互连导线的体积和重量 可能采用标准化设计 有利于备件的呼唤和维护 有利于机械化、自动化生产 能节约原材料和提高生产率、降低电子产品的成本
印制电路在制造和使用中的缺点
结构的平面性,要求设计和安装上使用一些 专门的设备和操作技巧
多层板:由数层绝缘板和导电铜膜压合而成,除 了顶层和底层之外,还包括中间层、内部电源及 接地层等,适用于复杂的高密度布线场合。
PCB的制造原理
PCB的加工方法很多,按制作工艺分为 减成法(铜蚀刻法)
先用光化学法或丝网漏印法或电镀法在敷铜箔 板的铜表面上,将一定的由抗蚀材料组成的电 路图形转移上去,再用化学腐蚀的方法将不必 要的部分蚀刻掉,留下所需要的电路图形。
印制电路板的特点
集成电路离不开印制板 高新技术产品少不了印制板 现代科学和管理体现在印制板企业
印制电路技术基础
印制电路技术基础印制电路技术(Printed Circuit Board Technology)是一种将电子元件直接安装在印制电路板上的技术。
印制电路板是一种由绝缘基板和导电材料构成的板块,通过细线路将电子元件连接在一起,实现电气连接和信号传输。
印制电路技术的基础是印制电路板的制造。
制造印制电路板的主要工序包括:原材料的准备、原材料加工、印刷、电镀、切割、焊接等。
其中,原材料的准备包括绝缘基板和导电材料的选取和预处理;原材料加工包括切割绝缘基板、压印导电图案等;印刷工序是将导电材料印刷到绝缘基板上,形成电气连接;电镀工序是增加导电层的厚度,提高导电性能;切割工序是将制作好的印制电路板切割成需要的尺寸;最后是焊接工序,将电子元件焊接到印制电路板上。
1.紧凑性:印制电路板的导线可由细线路组成,可以将复杂的电路设计变得非常紧凑。
2.可靠性:印制电路板上的电路是通过印刷、电镀等工艺制造的,具有非常高的可靠性和稳定性。
3.可重复性:印制电路板的制造工艺相对标准化,可以实现大规模生产,并且每个制造出来的印制电路板的性能都非常相似。
4.维修性:印制电路板上的元件之间是通过焊接连接的,一旦有故障发生,可以通过更换元件或者焊接处进行维修。
印制电路技术的应用非常广泛,几乎所有的电子设备都离不开印制电路板。
例如,计算机主板、手机电路板、电视电路板等。
随着科技的不断进步,印制电路技术也得到了不断的发展和完善。
现在的印制电路板可以实现更高的集成度、更小的尺寸和更高的性能。
然而,印制电路技术也存在一些挑战和问题。
首先,随着电子设备的不断迷你化和功能的增加,对印制电路板的要求也越来越高,例如更高的密度、更高的速度和更低的功耗。
其次,制造印制电路板的过程比较复杂,需要使用一些特殊的设备和材料。
还有,印制电路板在制造过程中容易出现一些质量问题,例如导线断裂、焊接问题等。
总之,印制电路技术是电子领域中非常重要的一项技术,它为电子设备的制造和发展提供了重要的基础。
印制电路板设计
印制电路板设计摘要:本文主要阐述了印制电路板(PCB)的设计过程以及相关技术知识。
在PCB设计中,需要考虑电路的布局和线路的走向,同时还需要考虑相关元件的布置和尺寸,确定适合的PCB板材和厚度。
本研究采用标准PCB设计流程,通过使用Eagle 软件进行PCB设计,最终得出了一张符合要求的PCB图纸。
本文总结了PCB设计中的经验和技巧,对PCB设计工作者有一定指导作用。
关键词:PCB、设计、布局、线路、软件正文:一、引言印制电路板是电子设备中不可缺少的一个组成部分,其质量直接影响到整个电子设备的性能和可信度。
随着电子设备的不断发展和进步,PCB的设计和制造技术也逐渐成熟和完善。
本文主要介绍PCB的设计过程和相关技术知识,具有一定的理论和实践指导意义。
二、 PCB设计流程1. 需求分析和电路原理图设计在进行PCB设计之前,首先需要进行需求分析和电路原理图设计。
需求分析包括对产品需求的调研和分析,包括产品的功能、规格要求、成本和生产周期等。
电路原理图是PCB设计的基础,它符合相关电气原理和电路分析,明确输入输出、信号传输、逻辑运算等,通过EDA软件进行绘制。
2. PCB布局设计布局是PCB设计的关键一步,它直接决定了PCB的性能和可靠性。
在进行布局设计时,需要考虑以下几个方面。
(1)组件布置:组件布置应该保证电路的稳定性和可靠性,且满足产品尺寸和成本的要求。
(2)线路走向:线路应该简短,避免交叉和重叠,保证电路的传输速率和稳定性。
(3)线宽线距:线宽和线距直接决定了PCB板的质量和成本,需要根据PCB板材的类型和厚度来合理设计。
3. PCB电路设计电路设计是PCB设计中比较复杂和繁琐的一步,需要注意以下几个方面。
(1)元件选择:元件的选择直接影响PCB电路的性能和可靠性,需要根据电路的功能和性能要求选择合适的元件。
(2)元件布局:在布局过程中,需要注意元件之间的距离、交叉和重叠,避免电路中的短路和干扰现象。
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6.2.2 Protel DXP PCB编辑器常用层面
6.1.2 印制电路板结构
印制电路板是电子元件装载的基板,它 的生产涉及电子、机械、化工等众多领 域。它要提供元件安装所需的封装,要 有实现元件管脚电气连接的导线,要保 证电路设计所要求的电气特性,以及为 元件装配、维修提供识别字符和图形。 所以它的结构较为复杂,制作工序较为 繁琐,而了解印制电路板的相关概念是 成功制作电路板的前提和基础。
2.双面板
在绝缘基板的上、下二面均有 敷铜层,都可制作铜箔导线, 底面和单面板作用相同,而在 顶面除了印制元件的型号和参 数外,和底层一样可以制作成 铜箔导线,元件一般仍安装在 顶层,因此顶层又称为“元件 面”,底层称为“焊锡面”。 为了解决顶层和底层相同导线 之间的连接关系,人们还制作 了金属化过孔,双面板的采用 有效的解决了同一层面导线交 叉的问题,而过孔的采用又解 决了不同层面导线的连通问题, 与单面板相比,极大的提高了 电路板的元件密度和布线密度。
6.1.1 元件外型结构
元器件是实现电器功能的 基本单元,他们的结构和外 型各异,为了实现电器的功 能它们必须通过管脚相互连 接,并为了确保连接的正确 性,各管脚都按一定的标准 规定了管脚号,并且各元件 制造商为了满足各公司在体 积、功率等方面的要求,即 使同一类型的元件他们又有 不同的元件外型和管脚排列, 即元件外型结构,如图所示, 同为数码管,但大小、外形、 结构却差别很大。
3.多层板
多层板结构复杂,它由电气导电层和绝缘材料层交 替粘合而成,成本较高,导电层数目一般为4、6、 8等,且中间层(即内电层)一般连接元件管脚数 目最多的电源和接地网络,层间的电气连接同样利 用层间的金属化过孔实现。在多层板中,可充分利 用电路板多层层叠结构解决高频电路布线时的电磁 干扰、屏蔽问题,同时由于内电层解决了电源和地 网络的大量连线,使布线层面的连线急剧减少,因 此,电路板可靠性高,面积小,在电脑主板、内存 条、优盘、MP3等产品上得到广泛的使用。
腐蚀和去除印料:接下来将丝网漏印后的基板放置在 腐蚀化学液中,将裸露出来的多余铜箔腐蚀掉,接下 来再利用化学溶液将保留下来铜箔上的特殊材料清洗 掉。
以上步骤就制作出了裸露的铜箔导线。
印制电路板的制作流程
孔加工:为了实现元件的安装,还必须为元件 的管脚提供安装孔,利用数控机床在基板上钻 孔。对于双面板而言,为了实现上下层导线的 互连,还必须制作过孔,过孔的制作较为复杂, 钻孔后还必须在过孔中电镀上一层导电金属膜, 该过程就是孔加工。
多层板结构图
6.1.4 印制电路板的制作流程
下料
丝网漏印
腐蚀
涂助焊剂和 阻焊漆
孔加工
去除印料
印标注
成品分割
检查测试
印制电路板的制作流程
下料:一般是指选取材料、厚度合适,整个表面铺有 较薄铜箔的整张基板。
丝网漏印:为了制作元件管脚间相连的铜箔导线,必 须将多余的铜箔部分利用化学反应腐蚀掉,而使铜箔 导线在化学反应的过程中保留下来,所以必须在腐蚀 前将元件管脚间相连的铜箔导线利用特殊材料印制到 铺有较薄铜箔的整张基板上,该特殊材料可以保证其 下面的铜箔与腐蚀液隔离,将特殊材料印制到基板上 的过程就是丝网漏印。
助焊剂和阻焊漆:在经过以上步骤后,电路板 已经初步制作完成,但为了更好的装配元件和 提高可靠性,还必须在元件的焊盘上涂抹一层 助焊剂,该助焊剂有利用焊盘与元件管脚的焊 接。而在焊接过程中为了避免和附近其它导线 短接的可能性,还必须在铜箔导线上涂上一层 绿色的阻焊漆,同时阻焊漆还可保护其下部的 铜箔导线在长期恶劣的工作环境中被氧化腐蚀。
6.1 认识印制电路板
PCB是英文Printed Circuit Board的缩写, 译为印制电路板,简称电路板或PCB板。 印制电路板是用印制的方法制成导电线 路和元件封装,它的主要功能是实现电 子元器件的固定安装以及管脚之间的电 气连接,从而实现电器的各种特定功能。 制作正确、可靠、美观的印制电路板是板
6.1.3 印制电路板种类
印制电路板的种类很多,根据元 件导电层面的多少可以分为单面板、 双面板、多层板。
1.单面板
单面板所用的绝缘基板上只 有一面是敷铜面,用于制作 铜箔导线,而另一面只印上 没有电气特性的元件型号和 参数等,以便于元器件的安 装、调试和维修,单面板由 于只有一面敷铜面,因此无 须过孔(过孔的概念见双面 板)、制作简单、成本低廉, 功能较为简单,在电路板面 积要求不高的电子产品中得 到了广泛的应用
印制电路板结构
为了实现元器件的安装和管脚连接,我们 必须在电路板上按元件管脚的距离和大小 钻孔,同时还必须在钻孔的周围留出焊接 管脚的焊盘,为了实现元件管脚的电气连 接,在有电气连接管脚的焊盘之间还必须 覆盖一层导电能力较强的铜箔膜导线,同 时为了防止铜箔膜导线在长期的恶劣环境 中使用而氧化,减少焊接、调试时短路的 可能性,在铜箔导线上涂抹了一层绿色阻 焊漆,以及表示元件安装位置的元件标号。 一个制作好并拆除了部分元件的实用电路 板如图所示
敷着整面铜箔的绝缘基板上通过化学反应腐 蚀出来的,元件标号和参数是制作完电路板 后印刷上去的,因此在加工、印刷实际电路 板过程中所需要的板面信息,在Protel DXP 的 PCB编辑器中都有一个独立的层面 (Layers)与之相对应,电路板设计者通过 层面(Layers)给电路板厂家提供制作该板 所需的印制参数,因此理解层面对于设计印 制电路板至关重要,只有充分理解各个板层 的物理作用以及它和Protel DXP中层面的对 应关系,才能更好的利用PCB编辑器进行电 路板设计。
印制电路板的制作流程
印标注:为了元件装配和维修的过程中 识别元件,还必须在电路板上印上元件 的编号以及其它必要的标注。
成品分割和检查测试:随后将整张制作 完成的电路板分割为小的成品电路板。 最后还要对电路板进行检查测试。
6.2.1 层面(Layers)的概念
印制电路板的铜箔导线是在一层(或多层)