第5章印制电路板设计初步13597
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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）是电子设备中最重要的组成部分之一，它提供了电子元件之间的连接和支持。
印制电路板的设计过程包括以下几个步骤：确定电路板的功能和规格、绘制电路原理图、布局设计、进行布线和进行电气规则检查。
下面将对印制电路板设计初步进行探讨。
首先，确定电路板的功能和规格是设计过程的第一步。
在这一步中，设计师需要了解电路板的使用环境和目标，明确电路板的功能需求、工作电压、工作频率、信号传输速率等关键参数。
通过这些参数的设定，有助于设计师在后续的工作中作出合适的选择和决策。
其次，绘制电路原理图是进行印制电路板设计的关键步骤之一、电路原理图是用符号和线条表示电路的连接和元件之间的关系。
设计师需要根据电路板的功能需求，将各个元件按照一定的规则连线，并标注电路参数和元件的型号等信息。
在绘制电路原理图的过程中，要保证电路的正确性和稳定性。
接下来是布局设计，布局设计是指将电路原理图转化为物理布局的过程。
在这一步中，设计师需要确定各个元件在电路板上的位置，考虑元件之间的间距、排列方式、布线的方向、信号传输的路径等因素。
一个良好的布局设计可以提高电路板的性能和可靠性，避免信号干扰和信号衰减等问题。
然后是进行布线，布线是将电路原理图上的线缆和元件连接起来的过程。
在进行布线之前，设计师需要进行元件的选型和引脚的定义，确定元件的布放位置。
然后，设计师根据布局设计的要求，进行线缆的布线，并进行必要的信号完整性和电气规则校验。
布线的目标是有效地传输信号，避免信号的串扰和延时问题。
最后，进行电气规则检查是印制电路板设计过程的最后一步。
设计师需要利用专业的电气规则检查工具，对电路板进行验证和检测。
这些工具可以检查电路板的布线是否符合设计规范，例如阻抗控制、信号完整性、电气间隔等。
通过电气规则检查，可以及时发现潜在的问题，并对设计进行优化。
综上所述，印制电路板设计初步包括确定功能和规格、绘制电路原理图、布局设计、进行布线和进行电气规则检查等步骤。
第5讲印制电路板设计基础.
双列直插式元件封装：4
常用元件封装
将常用的封装集成在 ． 集成库中。 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 — 等。
1 =0.001 0.0254
电阻类 轴对称式电阻类元件 常用封装为 — ，（代表轴状，表
示两脚距离) 0.3 1.0 0.4 管脚之间距离为400
双面板（ ）
包括顶层( )和底层( )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。 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
元件封装种类 插入式封装（ , ） 焊接时将元件放置在板子的一面，并将元件的
管脚插入焊点导通孔，然后焊在另一面上。 表面粘贴式封装（ , ） 零件的管脚与元件焊接在板子同一侧，不需钻
孔
印制电路板的基本元素—元件封装
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 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
如电阻。
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。
电路设计第5章印制电路板基础教案
金属氧化膜电阻
线绕涂覆型不燃性电阻
大功率铝壳线绕电阻器
排阻
金属氧化膜电阻
图5-5 电阻实物
水泥电阻
第5章 印制电路板基础
a)AXIAL-0.3封装
b) AXIAL-1.0封装
图5-6 元器件库电阻的封装
1)电容。分为无极性电容和极性电容两种。无极性电容在元件 库中的名称为CAP，常见的无极性电容的实物如图5-7所示， 其元件库中的符号和常用封装形式如图5-8所示。无极性电容 的封装名称为RADxxx。RAD系列从RAD-0.1到RAD-0.4，数 字表示两个焊盘间的距离，如RAD-0.3表示两个焊盘间的距离 为0.3英寸（=300mil），即为7.62mm。
第5章 印制电路板基础
盲孔和埋孔来实现。在多层板中可以充分利用电路板的多 层结构，解决高频电路布线时的电磁干扰、屏蔽问题，同时由 于内部电源/接地层解决了电源和地网络的大量连线，使布线层 面的连接急剧减少，因此，多层板的制作工艺较为复杂，成本 相对较高。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
绝缘层 内部接地层 内部电源层 元器件及焊接面
第5章 印制电路板基础
普通极性电容
高压极性电容
图5- 9极性电容实物
CBB电容
b)RB5-10.5封装 c) RB7.6-15封装 图5-10 元件库中极性电容符号和封装
第5章 印制电路板基础
1)二极管。常见的二极管实物如图5-11所示，元件库中二极管的符号如图5-12 所示，二极管常用的封装形式如图5-13所示。其中DIODE-0.4为小功率二极管、 DIODE-0.7为大功率二极管，LED-1为发光二极管。
第5章 印制电路板基础
元器件及焊接面 元器件及焊接面
第5章 印制电路板设计基础
最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元件进行布局。
辅
(1)在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：
助
设
●尽可能缩短高频元件之间的连线，设法减少它们的分布参
计 数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元件不能相互挨得太近，输
入和输出元件应尽量远离。
Protel SE
●某些元件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之 99 间的距离，以免放电引出意外短路。带强电的元件应尽量布置在 》 调试时手不易触及的地方。
设
电 路 板 ， 所 以 其 焊 盘 的 属 性 对 话 框 中 ， PCB 的 层 属 性 必 须 为
计
MultiLayer(多层)。例如AXIAL0.4为电阻封装，如图5-2所示。DIP8为
双列直插式集成电路封装，如图5-3所示。
Protel SE
99 》
第5章 印制电路板设计基础
(2） STM (表面粘贴式)元件封装 STM (表面粘贴
子 状。这样有利于排除铜箔与基板间粘合剂受热产生的挥发性气体。
线 路 3．焊盘大小
辅 助
焊盘中心孔要比元件引线直径稍大一些。焊盘太大易形成虚焊。
设 焊盘外径D一般不小于(d+1.2mm)，其中d为引线孔径。对高密度的
计 数字电路，焊盘最小直径可取(d+1.0mm)。
Protel SE
99 》
第5章 印制电路板设计基础
助 多点串联接地，地线应短而粗，高频元件周围尽量用栅格状的大面 设
计 积铜箔。
●接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位随
Protel SE
电流的变化而变化，使抗噪声性能降低。因此应将接地线加粗，使
99 它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2～
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(PCB)设计初步
根据电路的复杂性和实际需 求选择合适的层数，包括信 号层、电源层和接地层等。
01
02
在多层PCB中，应考虑层间 连接方式，包括通孔、埋孔 和盲孔等，以保证信号的连
续性和可靠性。
03
04
合理规划层的功能
在多层PCB中，应合理规划 每一层的功能，使得信号传 输、电源分配和接地保护等
方面得到有效的处理。
注意层间参数均衡
印制电路板(PCB)设计初步
$number {01}
目 录
• PCB设计简介 • PCB设计软件介绍 • PCB设计基本原则 • PCB设计实践 • PCB设计优化 • PCB设计常见问题与解决方案
01
PCB设计简介
PCB的定义与作用
01
PCB是印制电路板的简称，是一 种用于实现电子元器件之间电气 连接的基板。
元件布局应遵循电路设计规则， 如信号流向、电源和地线等，以
确保电路性能和可靠性。
元件间距过小
元件间距过小可能导致焊接不良、 散热问题以及信号干扰等问题。
未考虑元件封装
在布局时，应充分考虑元件的封装 形式，确保元件能够正确安装和焊 接。
布线问题
布线不规范
布线应遵循一定的规则和标准， 如线宽、间距、层数等，以确保
避免环路和交叉
在布线时应尽量减少环路和交叉，以 减小电磁干扰和信号耦合的可能性。
考虑布线的方向和角度
在布线时应尽量保持线段的方向一致 和角度规整，以提高可读性和可维护 性。
合理使用过孔和跳线
在多层PCB中，应合理使用过孔和跳 线，以保证信号的连续性和可靠性。
层设计原则
根据需求选择层数
考虑层间连接方式
和可靠性。
考虑电磁兼容性
第5章 印制电路板的制作工艺
3.3 PCB板的手工制作
3.3.1 贴图法 漆图法描绘质量难保证，往往是焊盘大小不均匀，印制 导线粗细不匀。如果有条件，采用贴图法是比较省时省力的， 而且质量较好，但制作费用比较高。
贴图用导线
贴图用焊盘
3.3 PCB板的手工制作
3.3.1 刀刻法 刀刻法用于电路比较简单，线条较少的PCB板。在进行 图形设计时，要求形状尽量简单，一般把焊盘与导线合为一 体，形成多块矩形图形。 刻刀可以用废的钢锯条自己磨制，要求既硬且韧。制作 时，按照拓好的图形，用刻刀沿钢尺刻划铜箔，把铜箔划透。 然后，把不需保留的铜箔的边角用刀尖挑起来，再用钳子夹 住把铜箔撕下来。
3.1 覆铜板
单面印制电路板 通常是用酚醛纸基单面覆铜板，通过印制和腐蚀的方法， 在绝缘基板覆铜箔一面制成印制导线。它适用于对电性能要 求不高的收音机、收录机、电视机、仪器和仪表等。 双面印制电路板 是在两面都有印制导线的印制电路板。通常采用环氧树 脂玻璃布铜箔板或环氧酚醛玻璃布铜箔板。由于两面都有印 制导线，一般采用金属化孔连接两面印制导线。其布线密度 比单面板更高，使用更为方便。它适用于对电性能要求较高 的通信设备、计算机、仪器和仪表等。
3.3 PCB板的手工制作
⑤ 描漆图。按照拓好的图形，用漆描好焊盘及导线。 ⑥ 腐蚀。腐蚀前应检查图形质，修整线条焊盘。腐蚀液一般 用三氯化铁溶液。待完全腐蚀后，取出板子用水清洗。 ⑦ 去漆膜。用热水浸泡板子，可以把漆膜剥掉。 ⑧ 清洗。漆膜去净后，用布蘸去污粉在板面上反复擦拭，去 掉铜箔的氧化膜，使线条及焊盘露出铜的光亮本色。 ⑨ 涂助焊剂。把已配好的松香酒精溶液立即涂在洗净晾干的 印制电路板上作为助焊剂。
3.1 覆铜板
（1）酚醛纸基覆铜板 它是用浸渍过酚醛树脂的绝缘纸或纤维板作为基板，两面加 无碱玻璃布，并在一面或两面覆以电解紫铜箔，经热压而成的 板状制品。这类层压板价格低廉，但机械强度低，易吸水，耐 高温性能差（一般不超过100℃）。用于民用产品。 （2）环氧酚醛玻璃布覆铜板 用浸渍过环氧树脂的无碱玻璃布板作为基板，一面或两面 覆以电解紫铜箔经热压而成的层压制品，这类层压板的电气 和机械性能良好，加工方便，可用于恶劣环境和超高频电路 中。
第05章印制电路板的设计
用于显示违反设计规则检查的信息。
•11．连接层（Connection）
该层用于显示元件、焊盘和过孔等对 象之间的电气连线。
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第05章印制电路板的设计
¿5.4.3 设置工作层面
设置方法可以执行菜单命令【Design】 /【Option】，出现【Document Option】 对话框，选择其中的【Layers】标签即可 进入工作层面设置对话框，如图5-7所示。
丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放 置元件的编号或其他文本信息。
•7．钻孔层（Drill layer）
钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息， 该层是自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层。
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第05章印制电路板的设计
•8．禁止布线层
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第05章印制电路板的设计
¿5.4.2 工作层面的类型
Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层 面，包括信号层（Signal layers）、内部 电源/接地层（Internal plane layers）、机 械 层 （ Mechanical layers ） 、 阻 焊 层 （ Solder mask layers ） 、 锡 膏 防 护 层 （ Paste mask layers ） 、 丝 印 层 （Silkscreen layers）、钻孔位置层（Drill Layers）和其他工作层面（Others）。
第05章印制电路板的设计
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第05章印制电路板的设计
二、利用原理图生成的网络表文件装入网 络表和元件。
生成网络表的方法，可以在原理图的设计 的工作环境下，执行菜单命令【Design】/ 【Create Netlist…】，可以看到随后会出 现网络表文件“*.net”。
•11．连接层（Connection）
该层用于显示元件、焊盘和过孔等对 象之间的电气连线。
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第05章印制电路板的设计
¿5.4.3 设置工作层面
设置方法可以执行菜单命令【Design】 /【Option】，出现【Document Option】 对话框，选择其中的【Layers】标签即可 进入工作层面设置对话框，如图5-7所示。
丝印层主要用于绘制元件的轮廓、放 置元件的编号或其他文本信息。
•7．钻孔层（Drill layer）
钻孔层主要是为制造电路板提供钻孔信息， 该层是自动计算的。Protel 99 SE提供Drill guide和Drill drawing两个钻孔层。
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•8．禁止布线层
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第05章印制电路板的设计
¿5.4.2 工作层面的类型
Protel 99 SE提供了若干不同类型的工作层 面，包括信号层（Signal layers）、内部 电源/接地层（Internal plane layers）、机 械 层 （ Mechanical layers ） 、 阻 焊 层 （ Solder mask layers ） 、 锡 膏 防 护 层 （ Paste mask layers ） 、 丝 印 层 （Silkscreen layers）、钻孔位置层（Drill Layers）和其他工作层面（Others）。
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第05章印制电路板的设计
二、利用原理图生成的网络表文件装入网 络表和元件。
生成网络表的方法，可以在原理图的设计 的工作环境下，执行菜单命令【Design】/ 【Create Netlist…】，可以看到随后会出 现网络表文件“*.net”。
电子线路CAD实用教程第5章印制电路板设计
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
使用环氧树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧玻璃布层压板。这是目前使用最广泛的印制电路 板材料之一，它具有良好的电气和机械性能，耐热，尺 寸稳定性好，可在较高温度下使用。因此，广泛用作各 种电子设备、仪器的印制电路板。
使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称 为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好 （介质损耗小、介电常数低），耐高温（工作温度范围 宽），耐潮湿（可以在潮湿环境下使用），耐酸、碱 （即化学稳定性高），是制作高频、微波电子设备印制 电路板的理想材料，只是价格较高。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越 来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关 系越来越复杂。此外，器件工作频率也越来越高，双 面板已不能满足布线和电磁屏蔽要求，于是就出现了 多层板。在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5-1(c)所示。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
单面板的结构如图5-1(a)所示，所用的覆铜板只有 一面敷铜箔，另一面空白，因而也只能在敷铜箔面上 制作导电图形。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”——在Protel99 PCB编辑器中被 称为“Bottom”（底）层。没有铜膜的一面用于安放元 件，因此该面称为“元件面”——在Protel99 PCB编 辑器中被称为“Top”（顶）层。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
5.1.1 印制板种类及结构 印制板种类很多，根据导电层数目的不同，可以
使用环氧树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧玻璃布层压板。这是目前使用最广泛的印制电路 板材料之一，它具有良好的电气和机械性能，耐热，尺 寸稳定性好，可在较高温度下使用。因此，广泛用作各 种电子设备、仪器的印制电路板。
使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称 为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好 （介质损耗小、介电常数低），耐高温（工作温度范围 宽），耐潮湿（可以在潮湿环境下使用），耐酸、碱 （即化学稳定性高），是制作高频、微波电子设备印制 电路板的理想材料，只是价格较高。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越 来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关 系越来越复杂。此外，器件工作频率也越来越高，双 面板已不能满足布线和电磁屏蔽要求，于是就出现了 多层板。在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5-1(c)所示。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
单面板的结构如图5-1(a)所示，所用的覆铜板只有 一面敷铜箔，另一面空白，因而也只能在敷铜箔面上 制作导电图形。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”——在Protel99 PCB编辑器中被 称为“Bottom”（底）层。没有铜膜的一面用于安放元 件，因此该面称为“元件面”——在Protel99 PCB编 辑器中被称为“Top”（顶）层。
电子线路CAD实用教程第5章印制电 路板设计
5.1.1 印制板种类及结构 印制板种类很多，根据导电层数目的不同，可以
印制电路板的设计.
8．禁止布线层
Layer）
（Keep Out
禁止布线层用于定义放置元件和布线 区域的。
9．多层（Multi layers）
多层代表信号层，任何放置在多层上 的元件会自动添加到所在信号层上，所以 可以通过多层，将焊盘或穿透式过孔快速 地放置到所有的信号层上。
而没有穿透到顶层或底层的过孔。
单面板：电路板一面敷铜，另一面没有敷 铜，敷铜的一面用来布线及焊接，另一面 放置元件。单面板成本低，但只适用于比 较简单的电路设计。 双面板：电路板的两面都敷铜，所以两面 都可以布线和放置元件，顶面和底面之间 的电气连接是靠过孔实现的。由于两面都 可以布线，所以双面板适合设计比较复杂 的电路，应用也最为广泛。
4．阻焊层（Solder mask layers）
阻焊层有2个Top Solder Mask（顶层 阻焊层）和Bottom Solder（底层阻焊层）， 用于在设计过程中匹配焊盘，并且是自动 产生的。
5．锡膏防护层
（Paste mask
layers）
锡膏防护层的作用与阻焊层相似， 但在使用“hot re-flow”（热对流）技 术安装SMD元件时，锡膏防护层用来 建立阻焊层的丝印。
5.4.1
有关电路板的几个基本概念
铜膜线：简称导线，是敷铜经腐蚀后形成
的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板
的设计都是围绕如何布置导线来完成的。
飞线：用来表示连接关系的线。它只表示焊盘
之间有连接关系，是一种形式上的连接，并不具 备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可 起引导作用，从而方便手工布线。飞线是在引入 网络表后生成的，而飞线所指的焊盘间一旦完成 实质性的电气连接，则飞线自动消失。当同一网 络中，部分电气连接断开导致网络不能完全连通 时，系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利 用飞线的这一特点，可以根据电路板中有无飞线 来大致判断电路板是否已完成布线。
印制电路板设计初步
印制电路板设计初步
首先，进行初步设计之前，需要明确电路板的功能和需求。
根据电路的种类、复杂程度和特殊要求，选择合适的设计软件和工具。
常用的PCB 设计软件包括Protel、PADS、OrCAD等。
接下来，进行电路原理图的设计。
原理图是电路连接关系和电路功能的描述，它以符号和线条的形式表示电路中各个元器件的连接关系。
在设计原理图时，需要根据电路的需求选择合适的元器件，并按照连接顺序来绘制线路。
布局设计完成后，进行走线设计。
走线是指在电路板上进行线路连接的过程。
在进行走线设计时，需要根据元器件的引脚和连接关系来进行线路的布局和走向。
同时，还需要注意走线的长度、焊接难度、电磁兼容性等因素。
最后，完成PCB设计后，需要进行设计规则检查（Design Rule Check，简称DRC）和电气规则检查（Electrical Rule Check，简称ERC）。
设计规则检查是检查设计的连续性和符合性，检查布线的宽度、间隔、阻抗等规则是否满足工艺要求；电气规则检查是检查布线的连续性和连接性，确保电路的逻辑正确。
综上所述，印制电路板设计的初步步骤包括电路原理图设计、PCB布局设计、走线设计以及设计规则和电气规则检查。
通过这些步骤，可以获得满足电路需求并符合工艺要求的PCB设计。
第5章-印制电路板设计基础.
电路板上所显示的外形和焊盘位置关系，因此元器件 封装是实际元器件在电路板上的外形和引脚分布关系 图。纯粹的元件封装只是一个空间概念，没有具体的 电气意义。
元器件封装的两个要素是外形和焊盘。制作元器 件封装时必须严格按照实际元器件的尺寸和焊盘间距 来制作，否则装配电路板时有可能因焊盘间距不正确 而导致元器件不能装到电路板上，或者因为外形尺寸 不正确，而使元器件之间发生干涉。
5.2.6 飞线
飞线有以下两重含义：
在设计系统中导入元器件之后，在自动布线之前， 元器件的相应管脚之间出现供观察用的类似橡皮筋的 灰色网络连接线，这些灰色连线是系统根据规则自动 生成的、用来指引布线的一种连线，一般俗称为飞线。
图5-2 双面板
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，导电层数目一般为偶数， 层间的电气连接同样利用层间的金属化过孔实现。
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，导电层数目一般为偶数。 多层印制板是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压粘合
16个内部电源/接地层( )、16个机械层( )、4个防护层 ( )（包括2个 阻焊层( )和2个焊锡膏层（ ))、2个丝印层( )、4个其他层( ) (包括 1个禁止布线层（ ）、2个钻孔层( ）和1个多层( ))。
1.信号层( ) 信号层( ) 包括顶层、底层和中间信号层，共32层。 顶层：主要用在双面板、多层板中制作顶层铜箔导线，在实际电路板
第5章 印制电路板设计基础
5.1 印制电路板的种类 5.2 设计的基本概念 5.3 常用元器件封装 5.4 印制电路板的基本组成 5.5 印制电路板的制作过程 5.6 印制电路板设计的基本流程
元器件封装的两个要素是外形和焊盘。制作元器 件封装时必须严格按照实际元器件的尺寸和焊盘间距 来制作，否则装配电路板时有可能因焊盘间距不正确 而导致元器件不能装到电路板上，或者因为外形尺寸 不正确，而使元器件之间发生干涉。
5.2.6 飞线
飞线有以下两重含义：
在设计系统中导入元器件之后，在自动布线之前， 元器件的相应管脚之间出现供观察用的类似橡皮筋的 灰色网络连接线，这些灰色连线是系统根据规则自动 生成的、用来指引布线的一种连线，一般俗称为飞线。
图5-2 双面板
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，导电层数目一般为偶数， 层间的电气连接同样利用层间的金属化过孔实现。
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，导电层数目一般为偶数。 多层印制板是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压粘合
16个内部电源/接地层( )、16个机械层( )、4个防护层 ( )（包括2个 阻焊层( )和2个焊锡膏层（ ))、2个丝印层( )、4个其他层( ) (包括 1个禁止布线层（ ）、2个钻孔层( ）和1个多层( ))。
1.信号层( ) 信号层( ) 包括顶层、底层和中间信号层，共32层。 顶层：主要用在双面板、多层板中制作顶层铜箔导线，在实际电路板
第5章 印制电路板设计基础
5.1 印制电路板的种类 5.2 设计的基本概念 5.3 常用元器件封装 5.4 印制电路板的基本组成 5.5 印制电路板的制作过程 5.6 印制电路板设计的基本流程
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(c)
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
第5章 印制电路板设计初步
双面板的结构如图5-1(b)所示，基板的上下两面均 覆盖铜箔。因此，上、下两面都含有导电图形，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。在双面板中，元件也 只安装在其中的一个面上，该面同样称为“元件面”， 另一面称为“焊锡面”。在双面板中，需要制作连接 上、下面印制导线的金属化过孔，生产工艺流程比单 面板多，成本高。
第5章 印制电路板设计初步
5.2 Protel99 PCB的启动及窗口认识
在Protel99状态下，单击“File”菜单下的“New”命 令 ， 然 后 在 如 图 1-6 中 所 示 的 窗 口 直 接 双 击 “ PCB Document”（PCB文档）文件图标，即可创建新的PCB 文件并打开印制板编辑器。
使用酚醛树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜 箔酚醛纸质层压板，其特点是成本低，主要用作收音 机、电视机以及其他电子设备的印制电路板。
使用环氧树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧纸质层压板。覆铜箔环氧纸质层压板的电气性 能和机械性能均比覆铜箔酚醛纸质层压板好，也主要 用在收音机、电视机以及其他低频电子设备中。
第5章印制电路板设计初步13597
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
(a)
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
第5章 印制电路板设计初步
(b)
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
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
5.1.2 印制板材料 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。
目前常用的粘结树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂 和聚四氟乙烯树脂三种。
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
使用环氧树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧玻璃布层压板。这是目前使用最广泛的印制电路 板材料之一，它具有良好的电气和机械性能，耐热，尺 寸稳定性好，可在较高温度下使用。因此，广泛用作各 种电子设备、仪器的印制电路板。
使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称 为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好 （介质损耗小、介电常数低），耐高温（工作温度范围 宽），耐潮湿（可以在潮湿环境下使用），耐酸、碱 （即化学稳定性高），是制作高频、微波电子设备印制 电路板的理想材料，只是价格较高。
第5章 印制电路板设计初步 图5-2 Protel99 PCB编辑器窗口
第5章 印制电路板设计初步
与电原理图编辑器相似，在印制板编辑、设计过 程中，除了可以使用菜单命令操作外，PCB编辑器也 将一系列常用的菜单命令以工具按钮形式罗列在“工 具栏”内，用鼠标单击“工具栏”上的某一“工具” 按钮，即可迅速执行相应的操作。PCB编辑器提供了 主工具栏（Main Toolbar）、放置工具（Placement Tools）栏（窗）。必要时可通过“View”菜单下的 “Toolbars”命令打开或关闭（缺省时这两个工具栏均 处于打开状态）这些工具栏（窗）。
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
主工具栏（窗）内有关工具的作用与SCH编辑器 主工具栏的相同或相近，在此不再介绍。放置工具栏 内的工具名称如图5-3所示。
第5章 印制电路板设计初步 图5-3 放置工具窗口内的工具
第5章 印制电路板设计初步
启动后，PCB编辑区内显示的栅格线是第二栅格线， 大小为1000 mil，即25.4 mm。在编辑区下方显示目前 已打开的工作层和当前所处的工作层。
PCB浏览窗（Browse PCB）内显示的信息及按钮 种类与浏览对象有关，如图5-4所示，单击浏览对象选 择框下拉按钮，即可选择相应的浏览对象，如 Library(元件封装库)、Components（元件）、Nets（节 点）、“Net Classes”（节点组）、“Component Classes”（元件组）、“Violations”（违反设计规则） 等。
第5章 印制电路板设计初步
当然，如果设计文件包(.ddb)内已经含有PCB文件， 在“设计文件管理器”窗口内直接单击相应文件夹下 的PCB文件图标来打开PCB编辑器，并进入对应PCB文 件的编辑状态。
Protel99印制板编辑窗口如图5-2所示，菜单栏内 包含了“File”（文件）、“Edit”（编辑）、“View” （浏览）、“Place”（放置）、“Design”（设计）、 “Tools”（工具）、“Auto Route”（自动布线）等，这 些菜单命令的用途将在后续操作中逐一介绍。
第5章 印制Biblioteka 路板设计初步随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越 来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关 系越来越复杂。此外，器件工作频率也越来越高，双 面板已不能满足布线和电磁屏蔽要求，于是就出现了 多层板。在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5-1(c)所示。
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
第5章 印制电路板设计初步
双面板的结构如图5-1(b)所示，基板的上下两面均 覆盖铜箔。因此，上、下两面都含有导电图形，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。在双面板中，元件也 只安装在其中的一个面上，该面同样称为“元件面”， 另一面称为“焊锡面”。在双面板中，需要制作连接 上、下面印制导线的金属化过孔，生产工艺流程比单 面板多，成本高。
第5章 印制电路板设计初步
5.2 Protel99 PCB的启动及窗口认识
在Protel99状态下，单击“File”菜单下的“New”命 令 ， 然 后 在 如 图 1-6 中 所 示 的 窗 口 直 接 双 击 “ PCB Document”（PCB文档）文件图标，即可创建新的PCB 文件并打开印制板编辑器。
使用酚醛树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜 箔酚醛纸质层压板，其特点是成本低，主要用作收音 机、电视机以及其他电子设备的印制电路板。
使用环氧树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧纸质层压板。覆铜箔环氧纸质层压板的电气性 能和机械性能均比覆铜箔酚醛纸质层压板好，也主要 用在收音机、电视机以及其他低频电子设备中。
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第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
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(a)
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
第5章 印制电路板设计初步
(b)
图5-1 单面、双面及多面印制电路板剖面
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
5.1.2 印制板材料 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。
目前常用的粘结树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂 和聚四氟乙烯树脂三种。
第5章 印制电路板设计初步
第5章 印制电路板设计初步
使用环氧树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称为覆铜 箔环氧玻璃布层压板。这是目前使用最广泛的印制电路 板材料之一，它具有良好的电气和机械性能，耐热，尺 寸稳定性好，可在较高温度下使用。因此，广泛用作各 种电子设备、仪器的印制电路板。
使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层压板称 为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好 （介质损耗小、介电常数低），耐高温（工作温度范围 宽），耐潮湿（可以在潮湿环境下使用），耐酸、碱 （即化学稳定性高），是制作高频、微波电子设备印制 电路板的理想材料，只是价格较高。
第5章 印制电路板设计初步 图5-2 Protel99 PCB编辑器窗口
第5章 印制电路板设计初步
与电原理图编辑器相似，在印制板编辑、设计过 程中，除了可以使用菜单命令操作外，PCB编辑器也 将一系列常用的菜单命令以工具按钮形式罗列在“工 具栏”内，用鼠标单击“工具栏”上的某一“工具” 按钮，即可迅速执行相应的操作。PCB编辑器提供了 主工具栏（Main Toolbar）、放置工具（Placement Tools）栏（窗）。必要时可通过“View”菜单下的 “Toolbars”命令打开或关闭（缺省时这两个工具栏均 处于打开状态）这些工具栏（窗）。
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
主工具栏（窗）内有关工具的作用与SCH编辑器 主工具栏的相同或相近，在此不再介绍。放置工具栏 内的工具名称如图5-3所示。
第5章 印制电路板设计初步 图5-3 放置工具窗口内的工具
第5章 印制电路板设计初步
启动后，PCB编辑区内显示的栅格线是第二栅格线， 大小为1000 mil，即25.4 mm。在编辑区下方显示目前 已打开的工作层和当前所处的工作层。
PCB浏览窗（Browse PCB）内显示的信息及按钮 种类与浏览对象有关，如图5-4所示，单击浏览对象选 择框下拉按钮，即可选择相应的浏览对象，如 Library(元件封装库)、Components（元件）、Nets（节 点）、“Net Classes”（节点组）、“Component Classes”（元件组）、“Violations”（违反设计规则） 等。
第5章 印制电路板设计初步
当然，如果设计文件包(.ddb)内已经含有PCB文件， 在“设计文件管理器”窗口内直接单击相应文件夹下 的PCB文件图标来打开PCB编辑器，并进入对应PCB文 件的编辑状态。
Protel99印制板编辑窗口如图5-2所示，菜单栏内 包含了“File”（文件）、“Edit”（编辑）、“View” （浏览）、“Place”（放置）、“Design”（设计）、 “Tools”（工具）、“Auto Route”（自动布线）等，这 些菜单命令的用途将在后续操作中逐一介绍。
第5章 印制Biblioteka 路板设计初步随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越 来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关 系越来越复杂。此外，器件工作频率也越来越高，双 面板已不能满足布线和电磁屏蔽要求，于是就出现了 多层板。在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5-1(c)所示。