第8章_PCB印制电路板基础
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• 表贴式封装（SMT）：安装焊接时，引脚是贴 附在PCB板表面上的，焊盘层属性必须为单一 表面（Toplayer或Bottomlayer)
元件的封装
4. 元件封装的名称
元件类型＋焊盘距离（焊盘数）＋元件外形尺寸
如电阻的封装AXIAL0.3中的0.3表示管脚间 距为0.3英寸或300mil（1英寸=1000mil）；双 列直插式IC的封装DIP8中的8表示集成块的管 脚数为8。
U4A 6
5 4
2
DM74LS74A
1
DM74LS20
1
2
+5V
D
12
S3 SW-PB
2
R9 21
1
470
智能抢答器
U6B
8 9
Q Q
CLR D
CLK PRE
13 12 11 10
U3B 8
13 12
10
DM74LS74A
9
DM74LS20
1
2
C +5V
12
S2 SW-PB
2
R8 21
1
470K
+5V
• 【Add Plane】按钮可添加内部电源/接地层，共 可添加16层。
• 如果要删除某层，可以先选中该层，然后单击 【Delete】按钮；
• 单击【Move Up】按钮或【Move Down】按钮可 以调节工作层面的上下关系。
• 选中某个工作层，单击【Properties】按钮，可 以改变该工作层面的名称（Name）和敷铜的厚 度（Copper thickness）。
(6)阻焊膜层（Paste Mask Layers）。涂在焊盘以外的地 方，阻止这些部位上锡。分为顶层阻焊层和底层阻焊 层。
(7)禁止布线层（Keep Out Layer）。禁止布线层 定义放置元件和布线区域范围，一般禁止布线 区域必须是一个封闭区域。
(8)多层（Multi Layer）。用于放置电路板上所 有的穿透式焊盘和过孔。
2.Options选项卡
• Snap X(Y）：设置光标在X(Y)方向上的位移量。
• Component X(Y)：设置元件在X(Y)方向上的位 移量。
• 电气栅格设置。必须选中Electrical Grid复选框， 再设置电气栅格间距。
• 可视栅格样式设置。有Dots(点状)和Lines(线状) 两种。
→双击进入设计界面 ② File/ New 菜单→ Wizard页面→双击
Printed Circuit Board Wizard图标→参数 设置→进入
PCB管理器
封装库浏览 器
元件封装名称浏览器
工作区
元件封装浏览器 当前工作层
2.编辑器界面缩放（P143） 3.工具栏（P144）
8.3 设置电路板工作层
说明（单位英寸）
数字表示焊盘间距
数字表示焊盘间距 斜杠前的数字表示焊盘 间距，斜杠后的数字表 示电容外直径
数字表示焊盘间距
xxx表示晶体管的类型
xx表示引脚个数 xx表示引脚个数
8.1.3 PCB中的其它设计对象
1. 铜膜导线（Track） • 铜膜导线： 连接焊盘的铜线，具有电气
连接意义；
• 飞线（预拉线）：在电路进行自动布线 时，供观察用的类似橡皮筋的网络连 线，网络飞线不是实际连线，没有电 气连接意义。
Protel 99SE提供32个信号层、16个内层、 16个机械层及其它多个非布线层。
8.3.1 层管理器
执行Design→ Layer Stack Manager菜单命 令，屏幕弹出Layer Stack Manager（工作层面 管理）对话框。
（1） 按钮功能
• 【Add Layer】按钮可在顶层之下添加中间层 Mid Layer，共可添加30层；
封装类型 电阻类无源元件 无源电容元件
有源电容元件
二极管 晶体管 可变电阻 双列直插式元件 单列直插式元件 石英晶体
常见元件封装 封装名称
AXIAL0.3～ AXIAL1.0 RAD0.1～RAD0.4
RB.2/.4～RB.5/1.0
DIODE0.4、 DIODE0.7 TO-xxx或TOxxx VR1～VR5 DIP-xx或DIPxx SIP-xx或SIPxx XTAL1
图4-19 工作层面管理对话框
2.用菜单命令Design→ Options打开或关闭层 （P147图8-18）
3.用菜单命令Design→ Mechanical Layers设置机 械层（P148图8-19）
4.当前工作层选择 在布线时，必须先选择相应的工作层，
然后再进行布线。 设置当前工作层可以用鼠标左键单
属性对应关系
原理图元件
元件封装
封装Footprint
封装Footprint
流水号Designator
流水号Designator
元件类型Part Type
注释Comment
3. 元件封装的分类 • 插针式封装（THT）：安装焊接时，元件引脚
将通过焊盘中心孔穿过PCB板，焊盘层属性是 MultiLayer
2. 焊盘（Pad） 焊盘用于放置焊锡、连接导线和元件引
脚。 焊盘的分类 • 插针式：插针式焊盘必须钻孔 • 表贴式：表面贴片式焊盘无须钻孔
钻孔
插针式焊盘
表面贴片式焊盘
图4-3 焊盘示意图
3.过孔（Via） 用于连通不同板层上的铜膜导线。
过孔的分类 • 穿透式（Through）过孔：是穿通所有敷铜层的过孔。 • 盲孔（Blind）/半隐藏式过孔：从顶层到内层或从内
击工作区下方工作层标签栏上的某一个工 作层实现，如图所示。
图4-24 设置当前工作层
8.4 设置PCB电路设计参数
8.4.1 用Design→ Options菜单命令设置板层和栅格
1. Layers选项卡 （1）打开或关闭板层 （2）System区域 • 选中DRC Error将违反设计规则的图件显示为高
板层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数。一般敷铜层上放置 焊盘、导线等完成电气连接；在非敷铜层上放 置元件描述字符或注释字符等；还有一些层面 用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作 用或指导生产。
敷铜层包括顶层（又称元件面）、底层 （又称焊接面）、中间层、电源层、地线层等； 非敷铜层包括印记层（又称丝网层）、禁止布 线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。
亮度； • 选中Connect显示网络飞线； • 选中Pad Holes显示焊盘的钻孔； • 选中Via Holes显示过孔的钻孔。
• 可视栅格设置 ✓ Visible 1：第一组可视栅格间距，这组可视栅格
只有在工作区放大到一定程度时才会显示，一 般比第二组可视栅格间距小； ✓ Visible 2：第二组可视栅格间距，进入PCB编辑 器时看到的栅格是第二组可视栅格。
Title
Size
Num be r
Revision
B
Date:
11-Apr-2008
File:
F:\高频电路\高频.ddb
Sheet of Drawn By :
1
2
3
4
5
6
8.1 印刷电路板基础
8.1.1 印刷电路板的结构 1. 单面板：仅一面敷铜，只能在敷铜的一
面布线，布线困难，需要跳线连接不能 连通的铜膜线。 2. 双面板：双面敷铜，双面都可以布线。 3. 多面板：三层以上的电路板，即包括内 层的电路板。
• 在Measurement Units中选择所用的单位制，有 Imperial（英制）和Metric（公制）两种（执行 View→ Toggle Units也可以实现英制和公制的 切换）。
8.4.2 用Tools→ Preferences菜单命令设置画图 环境
• Options选项卡：设置特殊功能 • Display选项卡：设置屏幕显示和元件显示模
⑵内部电源/接地层(Internal plane layers)。共有16个 电源/接地层（Plane1～16），主要用于布设电源线 及地线，可以给内部电源/接地层命名一个网络名， 在设计过程中PCB编辑器能自动将同一网络上的焊 盘连接到该层上。幻灯片 12
⑶机械层(Mechanical layers)。共有16个机械层 （Mech1～16），一般用于设置印制板的机械外形尺 寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。
R
5
4
NE555 C2
1 21 2
0.01uF
D1
2
R3 21
1A
12
K
wenku.baidu.com
470K
LED
C1
VCC
2
R1 21
12
R2 21
11 21 2
J1 POWER
1 2
A
5.1k
5.1K
0.1uF
VCC
1 2
1
2
3
4
2
S4
1
12
2
SW-PB
R6 RES2
12
1
U7A
6 5
Q Q
CLR D
CLK PRE
1 2 3 4
+ C4 470μ
+ C5 0.1
D LED
+ C6 470μ
+ C7 0.1
+ C8 10μ
GND
+ C10 10μ
J2
+5 -5 +12 -12
1 2 3 4
5
6
GND CON6
GND 1
GND 1
2
Vin
U2 uA7912
-12V
3
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Vin
-5V
3
-5
-12
U4
MC79L05
6 D C B
A
A
(9)钻孔层（Drill Layers）。钻孔层提供制造过程 的钻孔信息，包括钻孔指示图（Drill Guide） 和钻孔图（Drill Drawing）。
8.3.3 层的设置
1. 用 Layer Stack Manager层管理器设置 内层及多层板 执行Design→ Layer Stack Manager 菜单命令。
1
2
D
LS1 SPEAKER
D3
2
R5 21
1A
12
K
470K
LED
1 2
1 2
C
3
CE
U4B
13
Q1
U1A
12
2
8
B1
2
R10 21
2K
13
1
NPN
DM74LS00
10
D2
9 DM74LS20
2
R4 21
1A
12
K
470K
LED
2
THR 6
DIS 7
3
B
U2
Q
8
VCC
GND
1
2 CVolt
TRIG
第8章 PCB印制电路板基础
8.1 印制电路板基础 8.2 进入PCB设计编辑器 8.3 设置电路板工作层 8.4 设置PCB电路设计参数 8.5 PCB电路设计步骤
在实际电路设计中，完成原理图绘制后， 最终需要将电路中的实际元件安装在印制 电路板（Printed Circuit Board，简称 PCB）上。原理图的绘制解决了电路的逻 辑连接，而电路元件的物理连接是靠PCB 上的铜箔实现。
Sheet of Drawn By :
3
4
1 D C B
2
3
4
5
J3
15V*2
3
2
1
CON3 GND 4
3
1
U1
uA7812
1
Vin
+12V
3
D1
2
+12
U3
uA78L05C
3
Vin
+5V
1
+5
R1
+ C3
10K
2K
+ C9 10μ
GND 2
GND 2
BRIDGE1
+ C1 470μ
GND + C2 470μ
B
2
U6A
6 5
Q Q
CLR D
CLK PRE
1 2 3 4
U3A 6
5 4
2
DM74LS74A
1
DM74LS20
1
12
S1 SW-PB
2
R7 21
1
470K
Title
A
Size
Num be r
Revision
A4
Date: File:
11-Apr-2008
H:\何胜军\hony asheng.ddb
层到底层的过孔。 • 埋孔（Buried）/隐藏式过孔：在内层之间的过孔。
4. 填充（Fill） 用于制作PCB插件的接触面或大面积电源
或地。 5.多边形铺铜（Polygon Plane）
用于大面积电源或接地，增强系统抗干扰 性。
8.2 进入PCB设计编辑器
1. 方法 ① File/New 菜单→选择PCB Document图标
（2）Menu菜单 见P146图8-17
图4-20 定义工作层
8.3.2 层的分类
⑴信号层(Signal layers)。信号层主要用于放置与信号 有关的电气元素，共有32个信号层。其中顶层 （Top layer）和底层（Bottom layer）可以放置元 件和铜膜导线，其余30个为中间信号层（Mid layer1～30），只能布设铜膜导线，置于信号层上 的元件焊盘和铜膜导线代表了电路板上的敷铜区。
⑷丝印层(Silkscreen layers)。主要用于放置元件的外形 轮廓、元件标号和元件注释等信息，包括顶层丝印层 (Top Overlay)和底层丝印层（Bottom Overlay）两种。
⑸助焊膜层（Solder Mask layers）。涂在焊盘上，提高 可焊性能。分为顶层助焊层和底层助焊层。
8.1.2 元件封装
1. 定义 元件封装是指实际元件焊接到电路
板上时所指示的外观和焊盘位置。封装 仅仅是空间的概念，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。
2. 元件封装和原理图元件的关系
原理图中的元件是元件符号，表示单元电路功 能模块，和实际的物理元件没有关系； PCB设计中 的元件封装是实际元件的物理尺寸。
元件的封装
4. 元件封装的名称
元件类型＋焊盘距离（焊盘数）＋元件外形尺寸
如电阻的封装AXIAL0.3中的0.3表示管脚间 距为0.3英寸或300mil（1英寸=1000mil）；双 列直插式IC的封装DIP8中的8表示集成块的管 脚数为8。
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智能抢答器
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• 【Add Plane】按钮可添加内部电源/接地层，共 可添加16层。
• 如果要删除某层，可以先选中该层，然后单击 【Delete】按钮；
• 单击【Move Up】按钮或【Move Down】按钮可 以调节工作层面的上下关系。
• 选中某个工作层，单击【Properties】按钮，可 以改变该工作层面的名称（Name）和敷铜的厚 度（Copper thickness）。
(6)阻焊膜层（Paste Mask Layers）。涂在焊盘以外的地 方，阻止这些部位上锡。分为顶层阻焊层和底层阻焊 层。
(7)禁止布线层（Keep Out Layer）。禁止布线层 定义放置元件和布线区域范围，一般禁止布线 区域必须是一个封闭区域。
(8)多层（Multi Layer）。用于放置电路板上所 有的穿透式焊盘和过孔。
2.Options选项卡
• Snap X(Y）：设置光标在X(Y)方向上的位移量。
• Component X(Y)：设置元件在X(Y)方向上的位 移量。
• 电气栅格设置。必须选中Electrical Grid复选框， 再设置电气栅格间距。
• 可视栅格样式设置。有Dots(点状)和Lines(线状) 两种。
→双击进入设计界面 ② File/ New 菜单→ Wizard页面→双击
Printed Circuit Board Wizard图标→参数 设置→进入
PCB管理器
封装库浏览 器
元件封装名称浏览器
工作区
元件封装浏览器 当前工作层
2.编辑器界面缩放（P143） 3.工具栏（P144）
8.3 设置电路板工作层
说明（单位英寸）
数字表示焊盘间距
数字表示焊盘间距 斜杠前的数字表示焊盘 间距，斜杠后的数字表 示电容外直径
数字表示焊盘间距
xxx表示晶体管的类型
xx表示引脚个数 xx表示引脚个数
8.1.3 PCB中的其它设计对象
1. 铜膜导线（Track） • 铜膜导线： 连接焊盘的铜线，具有电气
连接意义；
• 飞线（预拉线）：在电路进行自动布线 时，供观察用的类似橡皮筋的网络连 线，网络飞线不是实际连线，没有电 气连接意义。
Protel 99SE提供32个信号层、16个内层、 16个机械层及其它多个非布线层。
8.3.1 层管理器
执行Design→ Layer Stack Manager菜单命 令，屏幕弹出Layer Stack Manager（工作层面 管理）对话框。
（1） 按钮功能
• 【Add Layer】按钮可在顶层之下添加中间层 Mid Layer，共可添加30层；
封装类型 电阻类无源元件 无源电容元件
有源电容元件
二极管 晶体管 可变电阻 双列直插式元件 单列直插式元件 石英晶体
常见元件封装 封装名称
AXIAL0.3～ AXIAL1.0 RAD0.1～RAD0.4
RB.2/.4～RB.5/1.0
DIODE0.4、 DIODE0.7 TO-xxx或TOxxx VR1～VR5 DIP-xx或DIPxx SIP-xx或SIPxx XTAL1
图4-19 工作层面管理对话框
2.用菜单命令Design→ Options打开或关闭层 （P147图8-18）
3.用菜单命令Design→ Mechanical Layers设置机 械层（P148图8-19）
4.当前工作层选择 在布线时，必须先选择相应的工作层，
然后再进行布线。 设置当前工作层可以用鼠标左键单
属性对应关系
原理图元件
元件封装
封装Footprint
封装Footprint
流水号Designator
流水号Designator
元件类型Part Type
注释Comment
3. 元件封装的分类 • 插针式封装（THT）：安装焊接时，元件引脚
将通过焊盘中心孔穿过PCB板，焊盘层属性是 MultiLayer
2. 焊盘（Pad） 焊盘用于放置焊锡、连接导线和元件引
脚。 焊盘的分类 • 插针式：插针式焊盘必须钻孔 • 表贴式：表面贴片式焊盘无须钻孔
钻孔
插针式焊盘
表面贴片式焊盘
图4-3 焊盘示意图
3.过孔（Via） 用于连通不同板层上的铜膜导线。
过孔的分类 • 穿透式（Through）过孔：是穿通所有敷铜层的过孔。 • 盲孔（Blind）/半隐藏式过孔：从顶层到内层或从内
击工作区下方工作层标签栏上的某一个工 作层实现，如图所示。
图4-24 设置当前工作层
8.4 设置PCB电路设计参数
8.4.1 用Design→ Options菜单命令设置板层和栅格
1. Layers选项卡 （1）打开或关闭板层 （2）System区域 • 选中DRC Error将违反设计规则的图件显示为高
板层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数。一般敷铜层上放置 焊盘、导线等完成电气连接；在非敷铜层上放 置元件描述字符或注释字符等；还有一些层面 用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作 用或指导生产。
敷铜层包括顶层（又称元件面）、底层 （又称焊接面）、中间层、电源层、地线层等； 非敷铜层包括印记层（又称丝网层）、禁止布 线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。
亮度； • 选中Connect显示网络飞线； • 选中Pad Holes显示焊盘的钻孔； • 选中Via Holes显示过孔的钻孔。
• 可视栅格设置 ✓ Visible 1：第一组可视栅格间距，这组可视栅格
只有在工作区放大到一定程度时才会显示，一 般比第二组可视栅格间距小； ✓ Visible 2：第二组可视栅格间距，进入PCB编辑 器时看到的栅格是第二组可视栅格。
Title
Size
Num be r
Revision
B
Date:
11-Apr-2008
File:
F:\高频电路\高频.ddb
Sheet of Drawn By :
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8.1 印刷电路板基础
8.1.1 印刷电路板的结构 1. 单面板：仅一面敷铜，只能在敷铜的一
面布线，布线困难，需要跳线连接不能 连通的铜膜线。 2. 双面板：双面敷铜，双面都可以布线。 3. 多面板：三层以上的电路板，即包括内 层的电路板。
• 在Measurement Units中选择所用的单位制，有 Imperial（英制）和Metric（公制）两种（执行 View→ Toggle Units也可以实现英制和公制的 切换）。
8.4.2 用Tools→ Preferences菜单命令设置画图 环境
• Options选项卡：设置特殊功能 • Display选项卡：设置屏幕显示和元件显示模
⑵内部电源/接地层(Internal plane layers)。共有16个 电源/接地层（Plane1～16），主要用于布设电源线 及地线，可以给内部电源/接地层命名一个网络名， 在设计过程中PCB编辑器能自动将同一网络上的焊 盘连接到该层上。幻灯片 12
⑶机械层(Mechanical layers)。共有16个机械层 （Mech1～16），一般用于设置印制板的机械外形尺 寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。
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NE555 C2
1 21 2
0.01uF
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wenku.baidu.com
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LED
C1
VCC
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J1 POWER
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+ C5 0.1
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+ C7 0.1
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MC79L05
6 D C B
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(9)钻孔层（Drill Layers）。钻孔层提供制造过程 的钻孔信息，包括钻孔指示图（Drill Guide） 和钻孔图（Drill Drawing）。
8.3.3 层的设置
1. 用 Layer Stack Manager层管理器设置 内层及多层板 执行Design→ Layer Stack Manager 菜单命令。
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VCC
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2 CVolt
TRIG
第8章 PCB印制电路板基础
8.1 印制电路板基础 8.2 进入PCB设计编辑器 8.3 设置电路板工作层 8.4 设置PCB电路设计参数 8.5 PCB电路设计步骤
在实际电路设计中，完成原理图绘制后， 最终需要将电路中的实际元件安装在印制 电路板（Printed Circuit Board，简称 PCB）上。原理图的绘制解决了电路的逻 辑连接，而电路元件的物理连接是靠PCB 上的铜箔实现。
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Date: File:
11-Apr-2008
H:\何胜军\hony asheng.ddb
层到底层的过孔。 • 埋孔（Buried）/隐藏式过孔：在内层之间的过孔。
4. 填充（Fill） 用于制作PCB插件的接触面或大面积电源
或地。 5.多边形铺铜（Polygon Plane）
用于大面积电源或接地，增强系统抗干扰 性。
8.2 进入PCB设计编辑器
1. 方法 ① File/New 菜单→选择PCB Document图标
（2）Menu菜单 见P146图8-17
图4-20 定义工作层
8.3.2 层的分类
⑴信号层(Signal layers)。信号层主要用于放置与信号 有关的电气元素，共有32个信号层。其中顶层 （Top layer）和底层（Bottom layer）可以放置元 件和铜膜导线，其余30个为中间信号层（Mid layer1～30），只能布设铜膜导线，置于信号层上 的元件焊盘和铜膜导线代表了电路板上的敷铜区。
⑷丝印层(Silkscreen layers)。主要用于放置元件的外形 轮廓、元件标号和元件注释等信息，包括顶层丝印层 (Top Overlay)和底层丝印层（Bottom Overlay）两种。
⑸助焊膜层（Solder Mask layers）。涂在焊盘上，提高 可焊性能。分为顶层助焊层和底层助焊层。
8.1.2 元件封装
1. 定义 元件封装是指实际元件焊接到电路
板上时所指示的外观和焊盘位置。封装 仅仅是空间的概念，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。
2. 元件封装和原理图元件的关系
原理图中的元件是元件符号，表示单元电路功 能模块，和实际的物理元件没有关系； PCB设计中 的元件封装是实际元件的物理尺寸。