第5讲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。
PCB印制电路板-PCB设计基础教程 精品
,或稱整個extended Gerber format它以兩個字母為組合,定義了繪圖過程的 一些特性。
D. IPC-350
IPC-350是IPC發展出來的一套neutral format,可以很容易由PCB CAD/CAM產生,然後依此系統,PCB SHOP再產生NC Drill Program,Netlist,並 可直接輸入Laser Plotter繪製底片.
D03* D12* X0104Y0048D02*
閃現所選擇Aperture 選擇Aperture 3 移至(1.04,0.48),快門開關
D03* X0064Y0048D02*
D03*
閃現所選擇Aperture 移至(0.64,0.48),快門開關 閃現所選擇Aperture
表 2.1
2.3.製前設計流程:
減除法
銅箔基板
鑽孔
化銅+鍍銅
影像轉移
蝕刻
防焊
圖 1.9
全加成法
樹脂積層板 (不含銅箔)
鑽孔
樹脂表面活化
印阻劑 (抗鍍也抗焊)
化學銅析鍍
防焊
圖 1.10
半加成法
銅箔基板
鑽孔
化銅+鍍銅
影像轉移
鍍銅,錫鉛
蝕刻
防焊
圖 1.11
二.製前準備
2.1.前言
台灣PCB產業屬性,幾乎是以OEM,也就是受客戶委托製作空板( Bare Board)而已,不像美國,很多PCB Shop是包括了線路設計,空板製作 以及裝配(Assembly)的Turn-Key業務。以前,只要客戶提供的原始資料如 Drawing, Artwork, Specification,再以手動翻片、排版、打帶等作業, 即可進行製作,但近年由於電子產品日趨輕薄短小,PCB的製造面臨了幾個 挑戰:(1)薄板(2)高密度(3)高性能(4)高速 (5) 產品週期縮短(6 )降低成本等。以往以燈桌、筆刀、貼圖及照相機做為製前工具,現在己被 電腦、工作軟體及鐳射繪圖機所取代。過去,以手工排版,或者還需要 Micro-Modifier來修正尺寸等費時耗工的作業,今天只要在CAM(Computer Aided Manufacturing)工作人員取得客戶的設計資料,可能幾小時內,就可 以依設計規則或DFM(Design For Manufacturing)自動排版並變化不同的生 產條件。同時可以output如鑽孔、成型、測試治具等資料。
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。
印刷电路板基础知识
(3)同一级电路的接地点应尽量靠近,并且本级电
路的电源滤波电容也应接在该级接地点上。
(4)总线必须严格按高频—中频—低频逐级按弱电
到强电的顺序排列原则
(5) 强电流引线应尽可能宽一些
(6) 阻抗高的走线尽量短,阻抗低的走线可以长一
些
印刷电路板基础知识
(7)电位器安装位置应当满足整机结构安装及面板 布局的要求,尽可能放在PCB的边缘。 (8)IC座,设计PCB图样时,在使用IC座的场合下, 一定特别注意IC座上定位槽的放置的方位是否正 确。 (9)在对进出接线端布置时,相关联的两条引线端 的距离不要太大。 (10)在保证电路性能要求的前提下,设计时应力求 合理走线。 (11) 设计应按一定顺序方向进行。
印刷电路板基础知识
5.9 板边 PCB板的板边也有一些特殊的要求。板边是PCB
的裸露的界面,他必须可以和外界有绝缘安全 距离
印刷电路板基础知识
6.PCB的叠层设计 PCB板的叠层设计常常是由PCB的目标成本、
制造技术和所要求的布线通道数所决定。
镀锡通孔的只要作用如下: 1) 增强外层焊盘的强度,从而可以使用较小尺寸
的焊盘。 2) 焊接时可以散热,从而焊盘可以较小 3) 连接顶层和底层的信号 4) 从顶层到底层铺上焊锡流,从而不用在两侧进
行焊接
印刷电路板基础知识
印刷电路板基础知识
5.8 不镀层的通孔 不镀层的通孔也就是指在孔中没有镀锡。
印刷电路板基础知识
印刷电路板基础知识
印刷电路板基础知识
3.3 焊盘大小 焊盘的直径和内孔尺寸:通常以金属引脚直径
加0.2mm作为焊盘内孔直径。
(1)当焊盘直径为1.5mm时,为了增加焊盘的抗剥 强度,可以采用长小于1.5mm,宽为1.5mm和长 圆形焊盘。 1)直径小于0.4mm的孔:D/d=0.5~3 2)直径大于2mm的孔:D/d=1.5~2 D---焊盘直径 d----内孔直径
印制电路板(PCB)的设计与制作精选全文完整版
PCB的应用
PCB是英文(Printed Circuit Board) 印制线路板的简称。
汽车
航天 计算机
通信 家用电器
苹果手机 iPhone4S
苹果手机 iPhone4S 拆解图
其它零配件
前盖
后盖
电池
电路板
苹果手机 iPhone4S 拆解图
液晶屏
主板A面
16G内存
光传感器和 LED指示灯
主板B面
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
液晶屏
底盖
键盘
电路板等 零部件
电池
整机拆解图
苹果笔记本MacBook Air
PCB板
电池
拆解图
苹果笔记本MacBook Air
散热片
内存
主板
扬声器
输入输出接口
硬盘
如何将原理图设计成PCB图?
原理图
(一)工厂批量生产(双面)
3. 打孔
目的: 使线路板层间产生通孔,达到连通层间的作用。
流程: 配刀 钻定位孔 上销钉 钻孔 打磨披锋。
流程原理: 据工程钻孔程序文件,利用数控钻机,钻出所用的孔。
注意事项: 避免钻破孔、漏钻孔、钻偏孔、检查孔内的毛刺。
(一)工厂批量生产(双面示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路, 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm; 印制板上的铜箔线载流量,一般可按1A/mm估算; 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
印制电路板的设计和制作
良好的自我形象, 就有必要讲究仪容仪表。
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任务一 仪容修饰
良好的仪容仪表, 不仅能给人以端庄、大方、舒适的印象, 还 能体现个人的自尊自爱以及对他人的尊重和礼貌。
1. 仪容美的概念 仪容通常指人的容貌, 在个人整体形象中具有显著地位。 它
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任务一 仪容修饰
要使面部修饰美化达到最佳效果, 还要遵循以下几个方面的 原则。
1. 整体美 个人面部的干净与整洁, 与自我形象的优劣关系极大, 故要经
常保持面部的卫生清爽。 要做到保持仪容整洁, 注意脖颈、 耳朵及鼻孔、眼部、指甲等处的卫生。 男士应该每天刮胡须, 不可以胡子, 要经常修剪; 一般来说, 指甲的长度以不超过手指指尖的长度为宜, 平时要 注意清洗指甲缝以保持清洁卫生, 忌涂深色指甲油。
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任务一 仪容修饰
仪容美是外表美与内在美的统一, 是形式美与灵魂美的统一, 是增强自信心的有效手段, 是树立良好公众形象的基础。 注 重仪容美是尊重对方的需要, 而修饰仪容也就成为仪表的核 心内容, 是个人礼仪的基本规范。
个人端庄、良好的仪容和恰当的修饰, 既能体现自尊自爱, 又 能表示对他人的尊重和礼貌, 所以随着现代文明程度的提高, 人们对仪容礼仪越来越重视。 真正意义上的仪容美, 应当是 上述三个方面的高度统一。 忽略其中任何一个方面, 都会使 仪容美失之偏颇。 要做到仪容美, 必须高度注意仪容修饰。
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项目3 印制板检验
二、可焊性
可焊性是用来测量元器件连接到印制板上时,焊接对印制图 形的润湿能力,一般用润湿、半润湿、不润湿来表示。
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!
印制电路板设计基础
二、印制电路板的特点和类型 印制电路是指在绝缘基板的表面按预定设计,用印制的方法所形成的印制导线和印制元件系统。具有印制电路的绝缘基板(底板)称之为印制电路板(简称印制板)。目前在电子设备中广泛应用的印制电路板只有印制导线而很少有印制元件。若在印制板上连接有元器件和某些机械结构件,且安装、焊接、涂覆等装配工序均已完成,则该印制电路板即称之为印制装配板。当前电子设备中广泛应用小型元件、晶体管、集成电路等,它们都必须安装在印制板上。特别是表面安装元件的应用,更和印制电路板密不可分。 使用印制电路板的电子设备具有可靠性高、一致性好和稳定性好;机械强度高、抗振动、抗冲击性强;设备的体积小、重量轻;便于标准化、便于维修等优点。缺点是制造工艺较复杂,小批量生产经济性差。
4.元件的安放。根据电路图并以元器件的外形和封装以及布局要求,从输入到输出逐级顺序绘制。可先画出草图以确定大致定位。A面为元件面,B面为焊接面。 典型元件法:以外形基本一致的多数元件中选出典型元件作为布局的基本单元。将其它元件估算为相当于若干个典型元件。元器件轮廓在板上的间距不小于1.5mm。如此算出整板上要排列多少个典型元件,需要多大的板面尺寸。大元件法:如电原理图中小电阻,小电容之类的元件较少。可先测算大元器件如变压器、集成电路等的面积,再放适当的余量来决定板面面积。
2.基板的材质、板厚和板面尺寸。根据电路板的耐温要求、工作频率和电位高低选定基板。并结合电路的复杂程度确定导电层的数目。印制板的外形一般为长方形,分为带插头和不带插头两种。
印制电路板设计与制作
第3章印制电路板设计与制作印制电路板(PCB--Printed Circuit Borad)是由印制电路加基板构成的,它是电子工业重要的电子部件之一。
印制电路板在电子设备中的广泛应用,大大提高了产品的一致性、重现性、成品率,同时由于机械化和自动化生产的实现,生产效率大为提高,且可以明显地减少接线的数量以及能消除接线错误,从而保证了电子设备的质量,降低了生产成本,方便了使用中的维修工作。
3.1 印制电路板的设计3.1.1 有关印制电路板的概念和设计要求1.印制电路板的概念印制:采用某种方法在一个表面上再现符号和图形的工艺,他包含通常意义的印刷。
敷铜板:由绝缘基板和粘敷在上面的铜箔构成,是用减成法制造印制电路板的原料。
印制元件:采用印制法在基板上制成的电路元件,如电感、电容等。
印制线路:采用印制法在基板上制成的导电图形,包括印制导线、焊盘等。
印制电路:采用印制法按预定设计得到的电路,包括印制线路和印制元件或由二者组成的电路。
印制电路板:完成了印制电路或印制线路加工的板子。
简称印制板,它不包括安装在板子上的元器件和进一步的加工。
印制电路板组件:安装了元器件或其他部件的印制板部件。
板上所有安装、焊接、涂覆都已完成,习惯上按其功能或用途称为“某某板”“某某卡”,如计算机的主板、显卡等。
单面板:仅一面上有导电图形的印制板。
双面板:两面都有导电图形的印制板。
多层板:有三层或三层以上导电图形和绝缘材料层压合成的印制板。
在基板上再现导电图形有两种基本方式:减成法和加成法。
减成法:先将基板上敷满铜箔,然后用化学或机械方式除去不需要的部分。
又分蚀刻法和雕刻法。
a.蚀刻法----采用化学腐蚀办法除去不需要的铜箔。
这是主要的制造方法。
b.雕刻法----用机械加工方法除去不需要的铜箔。
这在单件试制或业余条件下可快速制出印制板。
加成法: 在绝缘基板上用某种方式敷设所需的印制电路图形,敷设印制电路有丝印电镀法、粘贴法等。
印制板是电子工业重要的电子部件之一,在电子设备中有如下功能:a.提供分离元件、集成电路等各种元器件固定、装配的机械支撑。
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。
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
在多层板中,可充分利用电路板的多层结构解决 电磁干扰问题,提高了电路系统的可靠性;由于可布 线层数多,走线方便,布通率高,连线短,印制板面 积也较小(印制导线占用面积小),目前计算机设备, 如主机板、内存条、显示卡等均采用4或6层印制电路 板。
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
图5-4 不同浏览对象对应的浏览 窗
第5章 印制电路板设计初步
浏览对象的选择与当前的操作状态有关,例如在 手工放置元件封装图时,可选择“Library”作为浏览对 象(如图5-2所示);在手工调整元件布局过程中,可 选择“Components”(元件)作为浏览对象;在手工调 整布线过程中,可选择“Nets”(节点)作为浏览对象; 在元件组管理操作(如在组内增加或删除元件)过程 中,可选择“Component Classes”(元件组)作为浏览 对象;在节点组管理操作(如在组内增加或删除节点) 过程中,可选择“Net Classes”(节点组)作为浏览对 象;而纠正设计错误时,可以选择“Violations”(违反 设计规则)作为浏览对象。
在多层电路板中,层与层之间的电气连接通过元 件引脚焊盘和金属化过孔实现,除了元件引脚焊盘孔 外,用于实现不同层电气互连的金属化过孔最好贯穿 整个电路板,以方便钻孔加工,在经过特定工艺处理 后,不会造成短路。在如图5-1(c)所示的四层板中,给 出五个不同类型的金属化过孔。例如,用于元件面上 印制导线与电源层相连的金属化过孔中,为了避免与 地线层相连,在该过孔经过的地线层上少了一个比过 孔大的铜环(很容易通过刻蚀工艺实现)。
第5章 印制电路板设计初步
1 mil=0.0254 mm 10 mil=0.254 mm 100 mil=2.54 mm 1000 mil(1英寸)=25.4 mm
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PCB编辑器中都有一个独立的层面(Layers)与之相对应,电路板 设计者通过层面给电路板厂家提供制作该板所需的印制参数。
印制电路板的基本元素-层
类型:
Signal Layer(信号层) Internal plane(内部电源层) Mechanical Layer(机械层) Solder Mark & Paste Mark(阻焊层及助焊层) SilkScreen(丝印层)、Others(其它层)。 PCB编辑器,执行【Design】/【Board Layers…】命令,可根据设计需 要在相应板层后面的复选框中打上“√”,选中该项,以便显示该层面。
第 5章
印制电路板设计基础
本章要点
● 印制电路板基础知识 ● 印制电路板的概念 ●印制电路板结构
●印制电路板的组成元素 ● PCB编辑器 ● 印制电路板设计流程
印制电路板基础
印制电路板概念
Printed Circuit Board,简称PCB 指在绝缘基材上,用印制的方法制成导电
线路和元件封装,以实现元器件之间的电 气互连。 印制电路板的层数由铜覆层来决定。通常 是单层板、双层板和多层板。
印制电路板中的组成元素
PCB 板包含一系列元器件封装、由印刷电路板材料支 持并通过铜箔层进行电气连接的电路板,还有在印刷 电路板表面对PCB板起注释作用的丝印层等。 元件封装 铜膜导线与飞线 焊盘 过孔 层
PCB设计的几个重要概念
过孔
焊盘
覆铜
注:绿色的一层是阻焊漆
丝印层
字符
焊盘 元器件符号轮廓 过孔
Small outline J-lead Package
SIP
J型引脚小外形封装
Dual In-Line Package 双列直插式封装
管壳的外观,引脚形状,封装
印制电路板的基本元素—铜膜导线与飞线
铜膜导线
板子上的敷铜经过蚀刻处理形成的一定宽度和形状的导线,分布在层上 连接各个焊点的金属线,用以实现电气连接。
RAD-0.3
RB7.6-15
二极管类元件
常用封装系列名称为DIODExx,其中xx表示两焊盘间距离。 DIODE-0.4 管脚之间距离为400mil 常用于小功率二极管 DIODE-0.7 管脚之间距离为700mil 常用于大功率二极管
DIODE-0.7
! 二极管为有极性元件,封装外形上画有短线的一端代表负端, 和实物二极管外壳上表示负端的白色或银色色环相对应。
印制电路板的基本元素—元件封装
元器件与元器件封装的关系
同种元件也可以有不同的封装 不同的元件可以共用同一个元件封装
8031、8255封装形式都是DIP40或电阻和电容;
原理图符号与元器件封装的对应关系
原理图符号的引脚序号和元器件封装的焊盘序号一一对应
附元器件与原理图符号关系:
一个元器件可以同时与不同的原理图符号相对应,如电阻。
单面板 单边布线。
双面板 两面敷铜,中间为绝缘层,两面均可布线。 通常在顶层放置元件,在顶层和底层两面进行走线。 一般需要由过孔或焊盘连通。
多层板 包括多个工作层面,一般指3层以上的电路板。 它在双面板的基础上加了内部电源层、接地层及多个 中间信号层。通常层数为偶数。
单面板(Single-Sided Boards)
双面板(Double-Sided Boards)
包括顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两层,两 面敷铜,中间为绝缘层。双面板两面都可以布线,一般 需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路, 但设计工作不比单面板困难,因此被广泛采用。
双面板
基板的上下两面均覆盖铜箔。上、下两面都含有导电图形。
多层板(4层)
穿透式过孔 盲过孔 隐蔽式过孔
上、下层是信号层(元件面和焊锡面) 在上、下两层之间还有电源层和地线层。 多层电路板,层与层间的电气连接通过元件引脚焊盘和金属化过孔实现。
引脚焊盘贯穿整个电路板。 用于实现不同层电气互连的金属化过孔最好也贯穿整个电路板,以方便
钻孔加工,在经过特定工艺处理后,不会造成短路。
常用的分立元件 电阻 电容 二极管类 晶体管类 可变电阻类等。
常用的集成电路的封装有 DIP — XX 等。
1mil =0.001inch= 0.0254mm
电阻类
轴对称式电阻类元件
常用封装为AXIAL — XX ,(AXIAL代表轴状,xx表示 两脚距离)
AXIAL-0.3----- AXIAL-1.0 AXIAL0.4 管脚之间距离为400mil
电容类
扁平封装 根据体积不同,从RAD-0.1~RAD-0.4可以作为无极性电容封装 RAD后面的数值表示两个焊点间的距离。 RAD-0.1管脚之间距离为100mil。
筒状封装 常用RBxx-xx作为有极性(电解)电容元件封装。 RB后的两个数字分别表示焊盘之间的距离和圆筒的直径,单位 是英寸。 RB7.6/15表示元件封装焊盘间距为7.6英寸,圆筒的直径为15英 寸。
原理图表示元件的电气连接; PCB表示元件的实际物理连接。
印刷电路板简介
PCB的主要功能:
固定电子零件
如今每一种电子 设备中几乎都会出现
印刷电路板
提供印刷电路板上各项零件的相互电气连接
印刷电路板
裸板也称“印刷线路板Printed Wiring Board(PWB)”。
印制电路板样板
印制电路板结构
电阻的电气符号
AXIAL-0.3
AXIAL-0.4
电阻类
表面粘贴式 0402、0403、0805、1005、1206、1210等系列。 封装名分两部分:前两个数字表示元件长度,后 两个数字表示元件的宽度,单位为英寸。 0603——元件长度为0.06英寸、宽度为0.03英寸
封装0603示意图
元件封装与元件实物、原理图元件的对应关系
封装对焊盘大小、焊 盘间距、焊盘孔大小、 焊盘序号等参数有非常 严格的要求。 元器件的封装、元器 件实物、原理图元件引 脚序号三者之间必须保 持严格的对应关系,否 则直接关系到制作电路 板的成败和质量。
! 由于插入式元件封装的焊点导孔贯穿整个电路板,所以其焊点的 属性对话框中,Layer板层属性必须为 Multi Layer。
集成电路类
集成电路常见的封装是双列直插式封装,如图所示 为DIP-16的封装外形。
SOP
Small Outline Package 小外形封装
ZIP
Quad Flat PackagPein Grid Array PACkage 方型扁平式封装 插针网格阵列封装
QFP
PGA
SOJ
DIP QFJ
飞线
印制电路板的基本元素-焊盘
Pad (焊盘)
放置焊锡用来焊接元件的。 焊盘根据元件封装不同结构也不同:
可以是穿透多个不同的层 或在一个层内; 焊盘的形状有圆形、方形、八角形等,如图所示。 焊盘由两部分组成:焊盘直径和孔径直径。
图焊盘的形状
焊盘(Pad)和过孔(Via)
印制电路板的基本元素-过孔
Protel DXP PCB编辑器常用层面
➢Internal plane:内部电源层主要用于布置电源线及接地线。
➢ 分别为Plane1-n。Protel DXP PCB编辑器支持16个内部电源/接地层。 ➢ 内部电源/接地层通常是一块完整的铜箔,单独设置内部电源/接地层
飞线
PCB布线过程中的预拉线,表示元件间的连接关系。电路板设计在引入 网络表后,采用飞线指示元件之间连接关系。用导线连接后飞线消失。
印制电路板的基本元素—铜膜导线与飞线
区别: 飞线只是一种形式上、逻辑上的连接,没有电气意义; 导线有电气意义,物理连接。
两者关系:飞线指示导线的实际布置,导线实现飞线的意图。
元器件封装的编号 元件类型+焊点距离(焊点数)+元件外型尺寸 DIP-4表示双列直插式元件封装,4个焊盘引脚,两焊盘间的距 离为100mil; AXIAL-0.4表示轴状类元件封装(如电阻),引脚间距为400mil; RB7.6/15 表示极性电容性元件封装,引脚间距为7.62mm,零件 直径为15mm。 在制作电路板时必须知道元件的名称,同时也要知道该元件的 封装形式。
一面敷铜,另一面没有敷铜的电路板。单层板只能在 敷铜的一面布线,适用于简单的电路板。
单面PCB表面
单面PCB底面
单面板
图 单面、双面及多面印制电路板剖面
焊锡面:
单面板上的导电图形主要包括固定、连接元件引脚的焊盘 和实现元件引脚互连的印制导线,该面称为焊锡面。
元件面:
没有铜膜的一面用于安放元件,该面称为元件面。
敷铜可分为实心填充 和网格填充。
印制电路板的基本元素-层层 Nhomakorabea印制板材料本身实实在在存在的 例如印制板的上下两面可供走线,这样的面即为层 甚至在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔(也称为 层)。
敷铜层和非敷铜层 注意:布线时一旦选定了所用印制板的层数,务必关闭那些未被
使用的层,以免布线出现差错。
1mil =0.001inch= 0.0254mm
电阻的电气符号与其不同封装
电阻封装:AXIAL-0.4
极性电容类元件封装:RB7.6-15
双列直插式元件封装:DIP-4
常用元件封装
Protel DXP 将常用的封装集成在 Miscellaneous Devices PCB . PcbLib 集成库中。
导电图形中除了焊盘、印制导线外 还有用于使上、下两面印制导线相连的金属化过孔。
元件也只安装在其中的一个面上——“元件面” ,另一面称为 “焊锡面”。
多层板(Multi-Layer Boards)
为了增加可以布线的面积,多层板用上了更多单或 双面的布线板。