1 PCB电路设计基础知识解析

1 PCB电路设计基础知识
203教研室
本阶段学习目标
• 1、掌握PCB定义及作用 • 2、了解PCB的分类
• 3、掌握PCB的主要构成要素
• 4、掌握与PCB相关的重要术语
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1. 什么是PCB？
• PCB的起源
– 电子制造中涉及的元件数目庞大，种类多样，若直接通过导线完 成设计电路的功能，不仅电路占用体积可观，走线复杂，且不利 于产品体积的小型化、使用的便捷化、外观的个性化、以及制造 工艺的简单高效和成本的降低等。 – 为使大量的元器件更可能少的占用有限空间，使得电路连接更加 简单有效，PCB应运而生。 – 1936年，奥地利人保罗· 爱斯勒（PaulEisler）在一个收音机装置 内采用了印制电路板。 – 1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。 – 1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。 – 自20世纪50年代中期起，印制电路板技术才开始被广泛采用。
– 单面板/单层板 – 双面板/双层板 – 多层板
• 根据PCB所用基板材料划分
– 刚性印制板/硬板 – 挠性印制板/柔性板/软板 – 刚-挠性印制板
• 其它分类形式
3. PCB主要构成要素
• 覆铜板
– 覆铜板(Copper Clad Laminate，全称覆铜板层压板，英文
简称CCL)，是由木浆纸或玻纤布等作增强材料，浸以树脂， 单面或双面覆以铜箔，经热压而成的一种产品
– 覆铜板(全称覆铜板层压板)，是由木浆纸或玻纤布等作增强材料， 浸以树脂，单面或双面覆以铜箔，经热压而成的一种产品。
• 铜箔导线（Conductor Pattern）
– PCB本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的覆铜板制作而成。
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，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下来的部分就 变成网状的细小线路了。
1. 什么是PCB？
• 定义
– PCB是组装电子零件用的基板。通常把在绝缘材料上，按预定设 计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印 制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形， 称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制 线路板，亦称为印制板或印制电路板。
1. 什么是PCB？
• IPC标准
– IPC标准IPC是美国的印制电路行业组织。 – 起源于1957年9月成立的印制电路协会（IPC：Institute of Printed Circuits)。 – 1977年，为适应印制电路行业和相关技术的发展需要，改称为电 子电路互连与封装协会（The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits）。 – 1999年再次改称为电子制造业协会（Association Connecting Electronics Industries） – 由于IPC的知名度很高，所以改名后IPC原有的标记和简称仍然不 变。 – 目前，全世界多数国家都采用IPC标准，或参照IPC标准。 – IPC标准具有权威性、系统性、先进性、实用性特点。 IPC的标准 体系包括终端产品验收条件、组装工艺、设计、元器件、印制电 路板（PCB）、工艺材料、检验与测试等电子组装设计、工艺、 管理 、设备、测试与验收等各环节形成了一整套电子组装及其相 关技术标准体系，具有相当的系统性与完整性。
3. PCB主要构成要素
• 焊盘(Solder Pad)
– 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。
• 过孔（Via Hole）
– 过孔用于实现不同工作层间的电气连接， 过孔内壁同样做金属化处理。
– 注意：过孔仅是提供不同层间的电气
连接，与元件引脚的焊接及固定无关。
3. PCB主要构成要素
• 铜箔导线
– PCB本身的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的覆铜板制作而
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，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留 下来的部分就变成网状的细小线路了。
3. PCB主要构成要素
• 覆铜板(Copper Clad Laminate，英文简称CCL)
丝网层、丝印层）、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻
孔层
4.与PCB相关的重要术语
• 丝网印刷面（Silk Screen）
– 在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面（silk screen）。通常在这 上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板 子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面（legend）。
• 安全距离（Clearance）
– 在印刷电路板上，为了避免导线、导孔、焊盘之间相互干扰，必 须在它们之间留出一定的间隙，即安全距离
4.与PCB相关的重要术语
• 元件的封装（Component Package）
– 元件的封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的元件外形轮廓
和引脚焊盘的间距。 – 不同的元件可以使用同一个元件封装，同种元件也可以有不同的 封装形式。 • 网络（Net）和网络表（Netlist） – 从一个元器件的某一个管脚上到其它管脚或其它元器件的管脚上 的电气连接关系称作网络。 – 网络表描述电路中元器件特征和电气连接关系，一般可以从原理
• 阻焊漆/膜（Solder Mask）
– PCB板上的绝缘防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到 不正确的地方
• 其它辅助性说明信息（图例，Legend）
– 为了阅读PCB或装配、调试等需要，可以加入一些辅助信息，包
括图形或文字。
4.与PCB相关的重要术语
• 板层（Layer）
– 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，如：顶层（又 称元件面）、底层（又称焊接面）、中间层、电源层、地线层 – 在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符，如：印记层（又称
1. 什么是PCB？
• 作用
– 提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑
– 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、 提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。
– 为自动锡焊提供阻焊图形
– 为元器件插装、贴装、检查、维修提供识别字符标记图形。
2. PCB的种类
• 根据PCB导电板层划分