Protel99se—PCB基础知识

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•图1 单面板与双面板结构图
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•图2
四层板结构图
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5.2 印刷电路板的专用名词
➢ 信号层（Signal Layers）:主要用于放置连接数字或模拟信号的铜膜走线。
➢ 层电源/接地层（Internal Plane）:主要用于布置电源线及接地线。
导线：电路板上布置的导线都是铜质的，称为铜膜导线或简称为导线，用于传 递各种电流信号。
飞线：飞线是虚线，它指示元件焊点之间的连接关系，导线实现飞线的意图。
焊盘：焊盘的主要作用是通过引脚来固定元件，每一焊盘对一个引脚，在焊盘 部位放置引脚和融化的焊锡，冷却后焊锡凝固从而将元件牢牢固定住。
过孔：过孔在多层电路板设计中，它用于连接不同板层间的导线。
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n 学习目标： 印制电路板的结构和分类等基本概念 元件布局和布线的基本原则 手动和自动设计印制电路板的工作流程 n 教学重点： PCB元件布局和布线的基本原则
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（5）应当留出印制板定位孔及固定支架所占用的位置。
（6）位于电路板边缘的器件，离电路板边缘的距离一般不小于2mm。
（7）定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安 装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件；
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教学内容
q 5.1 印刷电路板的基本概念 q 5.2 印刷电路板的专用名词 q 5.3 PCB布局、布线基本原则 q 5.4 印刷电路板设计的一般流程
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5.1 印刷电路板的基本概念
印制电路板：即PCB板，是由绝缘基板和附在其上的印制导电图形（焊 盘、过孔、铜膜导线）以及说明性文字（元件轮廓、型号、参数）等构 成。印制板按结构划分为单面板、双面板、多层板三种。多层板又可以 按层数分为三层、四层、六层板等。 ➢ 单面板：一面有敷铜，另一面没有敷铜的电路板，它只可在敷铜的 一面布线，另一面放置元件。 结构如图1所示。 ➢ 双面板：包括顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）两层， 两面都有敷铜，均可布线。结构如图1所示。 ➢ 多层板：是包含了多个工作层面的电路板。除了顶层、底层以外， 还包括中间层、内部电源/接地层等。多层电路板包括三层或三层 以上，如四层板、六层板等 。结构如图2所示。
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5.3 PCB布局、布线基本原则
一、元件布局基本规则
元件布局的基本过程如下：先规划电路板的尺寸，在确定特殊元件的位置
后，根据电路的流程安排各功能单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号 尽可能保持一致的方向。在放置功能单元电路的元件时，一般以其核心元件为 中心，围绕它布局，元器件应整齐、均匀、紧凑地排列在PCB板上。根据元器件 间的连线关系，要适当调整元件的位置，如旋转元件、左右或上下移动元件， 使元件之间的连线尽量短些。
➢ 机械层（Mechanical Layers）：主要用于放置各种指示和说明文字，如电 路板尺寸。
➢ 阻焊层（Solder Mask）：Top/Bottom Solder Mask为顶/底层阻焊层， 主 要用于丝网漏印版，将不需要焊接的地方涂上阻焊剂。
➢ 丝印层（Silksreen）:用于印刷标识元件的名称、参数和形状。有 Top/Bottom Overlay顶/底层丝印层
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3．电磁干扰
针脚式元件封装：元件引脚带有针脚形状，在焊接时必须把元件引脚插入焊点 导通孔，加上焊锡，通过焊接连接引脚和焊盘。因为针脚式元件的引脚贯穿整 个电路板的各个板层，所以在焊点属性设置中，Layer板层属性必须设置位 Multi Layer。
表面贴片式元件：元件引脚用焊锡粘贴在印制电路板表面板层，因为表面贴片 式元件的引脚仅仅作用于电路板单一层面，所以在板层属性设置中，Layer必 须指定电路板板层（Top Layer或Bottom Layer）。
➢ 穿透层(Multi Layer)：用于放置所有穿透式焊盘和过孔。
➢ 禁止布线层(Keep Out)：用于设置布线范围和电路板尺寸。
➢ 安全间距(Clearance)是铜线与铜线、铜线与焊盘、焊盘与焊盘、焊盘与过 孔之间的最小距离。
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元件封装：元件封装的定义规则为元件类型+焊点距离+元件外形。
2．散热方面
（1）发热元器件应放在印制电路板易于散热的地方，如板子边缘、通风处。竖 放的板子，发热元件应放到板子上部，双面板的底层不得放置发热元件。
（2）发热量较大的元件，不宜放在印制板上。 （3）怕热元件如电解电容、晶振、锗管等，要与发热元件隔开一段距离。 （4）发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布；
（2）先安排特殊器件，如外部接插件、显示器件，其定位要考虑和其他机械部 件的配合。
（3）重量超过15g的元器件应当用支架固定，又大又重的元件不宜直接安放到 电路板上。
（4）电位器、可调电感、线圈、可变电容器等可调元件，布局时应考虑整机结 构。如在机内调节，应放在印制板方便调节的地方；如在机外调节，其位 置要与调节旋钮在机箱上的位置相适应。
元件的布局就像下棋的布局，直接关系到电路板设计的成败。应当从机械 结构、散热、电磁干扰、以后布线的方便性等多方面综合考虑。
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1．机械方面
（1）确定PCB板尺寸、大小。最佳形状为矩形，长宽比为3:2或4:3。实践中也 有各种异形板，如环形的操作板，这就要根据实际情况来定。当电路板尺 寸大于200×150mm时，应适当增加厚度，或在电路板中增加支撑定位孔。