PCB印制电路板基础ppt课件

1、第第8章章 PCB印制电路板基础印制电路板基础 8.1 印制电路板基础印制电路板基础8.2 进入进入PCB设计编辑器设计编辑器8.3 设置电路板工作层设置电路板工作层8.4 设置设置PCB电路设计参数电路设计参数8.5 PCB电路设计步骤电路设计步骤 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（路板（Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board，简称，简称PCBPCB）上。原理图的绘制解决了电路的逻辑连接，而）上。原理图的绘制解决了电路的逻辑连接

2、，而电路元件的物理连接是靠电路元件的物理连接是靠PCBPCB上的铜箔实现。上的铜箔实现。 1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:11-Apr-2008Sheet of File:H:何 胜 军 honyasheng.ddbDrawn By:+5V+5V+5V1A2KD1LED1A2KD3LED1A2KD2LEDTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U2NE5551122R15.1k1122R25.1KVCC1122C20.01uF1122C10.1uFB1C2E3Q1NPN1122LS1SPEAKER1122R6RE

3、S21122R7470K1122R94701122R8470K1122S1SW-PB1122S2SW-PB1122S3SW-PB1122S4SW-PB1122R3470K1122R4470K1122R5470K1122R102K1122J1POWERVCCPRE4CLK3D2CLR1Q5Q6U6ADM74LS74APRE10CLK11D12CLR13Q9Q8U6BDM74LS74APRE4CLK3D2CLR1Q5Q6U7ADM74LS74A12456U3ADM74LS2091012138U3BDM74LS2012456U4ADM74LS2091012138U4BDM74LS20123U1ADM

4、74LS00智智能能抢抢答答器器123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Apr-2008Sheet of File:F:高 频 电 路 高 频 .ddbDrawn By:1234D1BRIDGE1Vin1GND2+12V3U1uA7812Vin2GND1-12V3U2uA7912Vin2GND1-5V3U4MC79L05Vin3GND2+5V1U3uA78L05CDLEDR110K+C1470+C2470+C4470+C6470+C70.1+C1010+C32K+C910+C810+C50.1GNDGND+5-5+5-515V*2

5、123456J2CON6+12+12-12-12GND123J3CON3GND8.1 印刷电路板基础印刷电路板基础8.1.1 印刷电路板的结构印刷电路板的结构单面板：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。连通的铜膜线。双面板：双面敷铜，双面都可以布线。双面板：双面敷铜，双面都可以布线。1.多面板：三层以上的电路板，即包括内层的电路板。多面板：三层以上的电路板，即包括内层的电路板。8.1.2 元件封装元件封装定义定义 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。封装仅仅元件封装

6、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。的封装形式。2. 元件封装和原理图元件的关系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；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。设计中的元件封装是实际元件的物理尺寸。属性对应关系属性对应关系 原理图元件原理图元件 元件封装元件封装封装封装Footprin

7、t 封装封装Footprint 流水号流水号Designator 流水号流水号Designator 元件类型元件类型Part Type 注释注释Comment3. 元件封装的分类元件封装的分类插针式封装（插针式封装（THTTHT）：）：安装焊接时，元件引脚将通过焊盘中心孔穿过安装焊接时，元件引脚将通过焊盘中心孔穿过PCB板，板，焊盘层属性是焊盘层属性是MultiLayerMultiLayer表贴式封装（表贴式封装（SMTSMT）：）：安装焊接时，引脚是贴附在安装焊接时，引脚是贴附在PCB板表面上的，板表面上的，焊盘层属性必须为单一表焊盘层属性必须为单一表面（面（ToplayerToplayer

8、或或Bottomlayer)Bottomlayer) 元元 件件 的的 封封 装装4. 元件封装的名称元件封装的名称 元件类型焊盘距离（焊盘数）元件外形尺寸元件类型焊盘距离（焊盘数）元件外形尺寸 如电阻的封装如电阻的封装AXIAL0.3中的中的0.3表示管脚间距为表示管脚间距为0.3英寸或英寸或300mil（1英寸英寸=1000mil）；双列直）；双列直插式插式IC的封装的封装DIP8中的中的8表示集成块的管脚数为表示集成块的管脚数为8。18封装类型封装类型封装名称封装名称说明（单位英寸）说明（单位英寸）电阻类无源元件电阻类无源元件AXIAL0.3AXIAL1.0数字表示焊盘间距数字表示焊盘间

9、距无源电容元件无源电容元件RAD0.1RAD0.4数字表示焊盘间距数字表示焊盘间距有源电容元件有源电容元件RB.2/.4RB.5/1.0斜杠前的数字表示焊盘间距，斜杠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后的数字表示电容外直径二极管二极管DIODE0.4、DIODE0.7数字表示焊盘间距数字表示焊盘间距晶体管晶体管TO-xxx或或TOxxxxxx表示晶体管的类型表示晶体管的类型可变电阻可变电阻VR1VR5 双列直插式元件双列直插式元件DIP-xx或或DIPxxxx表示引脚个数表示引脚个数单列直插式元件单列直插式元件SIP-xx或或SIPxxxx表示引脚个数表示引脚个数石英晶体石英

10、晶体XTAL1常见元件封装常见元件封装8.1.3 PCB中的其它设计对象中的其它设计对象铜膜导线（铜膜导线（Track）铜膜导线：铜膜导线： 连接焊盘的铜线，具有电气连接意义；连接焊盘的铜线，具有电气连接意义；飞线（预拉线）：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。2. 焊盘（焊盘（Pad） 焊盘用于放置焊锡、连接导线和元件引脚。焊盘用于放置焊锡、连接导线和元件引脚。 焊盘的分类焊盘的分类插针式：插针式焊盘必须钻孔插针式：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

11、式焊盘图4-3 焊盘示意图3.过孔（过孔（Via） 用于连通不同板层上的铜膜导线。用于连通不同板层上的铜膜导线。过孔的分类过孔的分类穿透式（穿透式（ThroughThrough）过孔：是穿通所有敷铜层的过孔。）过孔：是穿通所有敷铜层的过孔。盲孔（盲孔（BlindBlind）/ /半隐藏式过孔：从顶层到内层或从内层到底层的过孔。半隐藏式过孔：从顶层到内层或从内层到底层的过孔。埋孔（埋孔（BuriedBuried）/ /隐藏式过孔：在内层之间的过孔。隐藏式过孔：在内层之间的过孔。4. 填充（填充（Fill） 用于制作用于制作PCB插件的接触面或大面积电源或地。插件的接触面或大面积电源或地。5.多边

12、形铺铜（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。用于大面积电源或接地，增强系统抗干扰性。8.2 进入进入PCB设计编辑器设计编辑器方法方法File/New 菜单菜单选择选择PCB Document图标图标 双击进入设计界面双击进入设计界面File/ New 菜单菜单 Wizard页面页面双击双击Printed Circuit Board Wizard图标图标参数设置参数设置进入进入PCB管理器封装库浏览器元件封装名称浏览器元件封装浏览器当前工作层工 作 区2.编辑器界面缩放（编辑器界面缩放（P143）3.工具栏（工具栏（P144）8.3 设置电路板工作

13、层设置电路板工作层 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。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

14、记层（又称丝网层）、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻线层等；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。孔层等。 Protel 99SE提供提供32个信号层、个信号层、16个内层、个内层、16个机械层及其它多个非布线层。个机械层及其它多个非布线层。8.3.1 层管理器层管理器 执行执行Design Layer Stack Manager菜单命令，屏幕弹出菜单命令，屏幕弹出Layer Stack Manager（工作层面管理）对话框。（工作层面管理）对话框。图4-19 工作层面管理对话框（1） 按钮功能按钮功能【Add Layer】按钮可在顶层之下添加中间层按钮可在顶层

15、之下添加中间层Mid Layer，共可添加，共可添加30层；层；【Add Plane】按钮可添加内部电源按钮可添加内部电源/接地层，共可添加接地层，共可添加16层。层。如果要删除某层，可以先选中该层，然后单击如果要删除某层，可以先选中该层，然后单击【Delete】按钮；按钮；单击单击【Move Up】按钮或按钮或【Move Down】按钮可以调节工作层面的上下关系。按钮可以调节工作层面的上下关系。选中某个工作层，单击选中某个工作层，单击【Properties】按钮，可以改变该工作层面的名称（按钮，可以改变该工作层面的名称（Name）和）和敷铜的厚度（敷铜的厚度（Copper thickness

16、）。）。（2）Menu菜单菜单 见见P146图图8-17图4-20 定义工作层8.3.2 层的分类层的分类信号层信号层(Signal layers)。信号层主要用于放置与信号有关的电气元素，共有。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。其个信号层。其中顶层（中顶层（Top layer）和底层（）和底层（Bottom layer）可以放置元件和铜膜导线，其余）可以放置元件和铜膜导线，其余30个为中间个为中间信号层（信号层（Mid layer130），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），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。

17、表了电路板上的敷铜区。 内部电源内部电源/接地层接地层(Internal plane layers)。共有。共有16个电源个电源/接地层（接地层（Plane116），主要用于），主要用于布设电源线及地线，可以给内部电源布设电源线及地线，可以给内部电源/接地层命名一个网络名，在设计过程中接地层命名一个网络名，在设计过程中PCB编辑器编辑器能自动将同一网络上的焊盘连接到该层上。幻灯片能自动将同一网络上的焊盘连接到该层上。幻灯片 12 机械层机械层(Mechanical layers)。共有。共有16个机械层（个机械层（Mech116），一般用于设置印制板的机械外形），一般用于设置印制板的机械外形尺

18、寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。尺寸、数据标记、装配说明及其它机械信息。丝印层丝印层(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。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，包括顶层丝印层层丝印层(Top Overlay)和底层丝印层（和底层丝印层（Bottom Overlay）两种。）两种。 助焊膜层（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。）。涂在焊盘上，提高可焊性能。分为顶层助焊层和底层助焊层。(6)阻焊膜层（阻焊膜层（Paste Mask Layers

19、）。涂在焊盘以外的地方，阻止这些部位上锡。分为顶层阻焊层）。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。和底层阻焊层。(7)禁止布线层（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）。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。域必须是一个封闭区域。 (8)多层（多层（Multi Layer）。用于放置电路板上所有的穿透式焊盘和过孔。）。用于放置电路板上所有的穿透式焊盘和过孔。 (9)钻孔层（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（）。钻孔层提供制造

20、过程的钻孔信息，包括钻孔指示图（Drill Guide）和）和钻孔图（钻孔图（Drill Drawing）。）。8.3.3 层的设置层的设置用用 Layer Stack Manager层管理器设置内层及多层板层管理器设置内层及多层板 执行执行Design Layer Stack Manager菜单命令。菜单命令。图4-19 工作层面管理对话框2.用菜单命令用菜单命令Design Options打开或关闭层（打开或关闭层（P147图图8-18）3.用菜单命令用菜单命令Design Mechanical Layers设置机械层（设置机械层（P148图图8-19）4.当前工作层选择当前工作层选择 在

21、布线时，必须先选择相应的工作层，然后再进行布线。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击工作区下方工作层标签栏上的某一个工作设置当前工作层可以用鼠标左键单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。层实现，如图所示。 图4-24 设置当前工作层8.4 设置设置PCB电路设计参数电路设计参数8.4.1 用用Design Options菜单命令设置板层和栅格菜单命令设置板层和栅格1. Layers选项卡选项卡（1）打开或关闭板层）打开或关闭板层（2）System区域区域选中选中DRC Error将违反设计规则的图件显示为高亮度；将违反设计规则

22、的图件显示为高亮度；选中选中Connect显示网络飞线；显示网络飞线；选中选中Pad Holes显示焊盘的钻孔；显示焊盘的钻孔；选中选中Via Holes显示过孔的钻孔。显示过孔的钻孔。可视栅格设置可视栅格设置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：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；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：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。编辑器时看到的栅格是第二组可视栅格。 2.Options选项卡选项卡Snap X(Y）：设置光标在）：设置光标在X(Y)方向上的位移量