第5章 PCB设计预备知识

1、第第5章章 PCB设计预备知识设计预备知识 PCB PCB即为即为Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board的英文缩写，汉语称的英文缩写，汉语称之为印刷电路板。通常把在绝缘材料上，按预定设计，制成之为印刷电路板。通常把在绝缘材料上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印刷电印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印刷电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印刷电路。这样就把印刷电路或印制线路的成品板称为称为印刷电路。这样就把印刷电路或印制线路的成品板称

2、为印制电路板，亦称为印制板或印制电路板。印制电路板，亦称为印制板或印制电路板。 印刷电路的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质制作印刷电路的基板是由绝缘隔热、并不易弯曲的材质制作而成。在表面可以看到的细小线路是铜箔，原本铜箔是覆盖而成。在表面可以看到的细小线路是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下在整个板子上的，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下来的部分就变成网状的细小线路了，这些线路被称作导线或来的部分就变成网状的细小线路了，这些线路被称作导线或称布线，并用来提供称布线，并用来提供PCBPCB上零件的电路连接。上零件的电路连接。 印刷电路板几乎应用到各种电

3、子设备中，如电子玩具、印刷电路板几乎应用到各种电子设备中，如电子玩具、手机、计算机等，只要有集成电路等电子元器件，为了它们手机、计算机等，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互联，都有使用印制板。之间的电气互联，都有使用印制板。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u绝缘基材：一般由酚绝缘基材：一般由酚醛纸基、环氧纸基或醛纸基、环氧纸基或环氧玻璃布制成；环氧玻璃布制成；5.1 5.1 印刷电路板的构成及其基本功能印刷电路板的构成及其基本功能u铜箔面：铜箔面为电铜箔面：铜箔面为电路板的主体，它由裸路板的主体，它

4、由裸露的焊盘和被绿油覆露的焊盘和被绿油覆盖的铜箔电路所组成，盖的铜箔电路所组成，焊盘用于焊接电子元焊盘用于焊接电子元器件；器件；u阻焊层：用于保护铜阻焊层：用于保护铜箔电路，由耐高温的箔电路，由耐高温的阻焊剂制成；阻焊剂制成；u字符层：用于标注元字符层：用于标注元件的编号和符号，便件的编号和符号，便于印制电路板加工时于印制电路板加工时的电路识别；的电路识别；u孔：用于基板加工、孔：用于基板加工、元件安装、产品装配元件安装、产品装配以及不同层面的铜箔以及不同层面的铜箔电路之间的连接。电路之间的连接。5.1.1 5.1.1 印刷电路板的构成印刷电路板的构成 PCB PCB上的绿色或是棕色，是阻焊漆

5、的颜色。这层是绝缘上的绿色或是棕色，是阻焊漆的颜色。这层是绝缘的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的的防护层，可以保护铜线，也可以防止零件被焊到不正确的地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面。通常在这地方。在阻焊层上另外会印刷上一层丝网印刷面。通常在这上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件上面会印上文字与符号（大多是白色的），以标示出各零件在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面。在板子上的位置。丝网印刷面也被称作图标面。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u印刷电路板为集成电印刷电路

6、板为集成电路等各种电子元器件路等各种电子元器件固定、装配提供了机固定、装配提供了机械支撑。械支撑。5.1.1 5.1.1 印刷电路板的功能印刷电路板的功能提供机械支撑提供机械支撑机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u印刷电路板实现了集成电印刷电路板实现了集成电路等各种电子元器件之间路等各种电子元器件之间的布线和电气连接；的布线和电气连接；5.1.2 5.1.2 印刷电路板的功能印刷电路板的功能实现电气连接或电绝缘实现电气连接或电绝缘u印刷电路板也实现了集成印刷电路板也实现了集成电路等各种电子元器件之电路等各种电子元器

7、件之间的电绝缘。间的电绝缘。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u印刷电路板为自动装印刷电路板为自动装配提供阻焊图形，同配提供阻焊图形，同时也为元器件的插装、时也为元器件的插装、检查、维修提供识别检查、维修提供识别字符和图形。字符和图形。5.1.3 5.1.3 印刷电路板的功能印刷电路板的功能其它功能其它功能机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u菲林底版是印制电路板生产的前导工序。在生产某一种菲林底版是印制电路板生产的前导工序。在生产某一种

8、印制线路板时，印制板的每种导电图形（信号层电路图印制线路板时，印制板的每种导电图形（信号层电路图形和地、电源层图形）和非导电图形（阻焊图形和字符）形和地、电源层图形）和非导电图形（阻焊图形和字符）至少都应有一张菲林底片。至少都应有一张菲林底片。u菲林底版在印制板生产中的用途如下：菲林底版在印制板生产中的用途如下： 图形转移中的感图形转移中的感光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形；网印工艺光掩膜图形，包括线路图形和光致阻焊图形；网印工艺中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符；机加工中的丝网模板的制作，包括阻焊图形和字符；机加工（钻孔和外型铣）数控机床编程依据及钻孔参考。（钻孔和外型铣）数控机床

9、编程依据及钻孔参考。5.2 PCB5.2 PCB板制造工艺流程板制造工艺流程5.2.1 5.2.1 菲林底版菲林底版机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u覆铜箔层压板（覆铜箔层压板（Copper Clad LaminatesCopper Clad Laminates，简写为，简写为CCLCCL），），简称覆铜箔板或覆铜板，是制造印制电路板（以下简称简称覆铜箔板或覆铜板，是制造印制电路板（以下简称PCBPCB）的基板材料。目前最广泛应用的蚀刻法制成的）的基板材料。目前最广泛应用的蚀刻法制成的PCBPCB，就是在覆铜箔板

10、上有选择的进行的蚀刻，得到所需的线就是在覆铜箔板上有选择的进行的蚀刻，得到所需的线路的图形。路的图形。u覆铜箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘覆铜箔板在整个印制电路板上，主要担负着导电、绝缘和支撑三个方面的功能。和支撑三个方面的功能。5.2.2 5.2.2 基板材料基板材料机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等uPCBPCB设计完成后，因为设计完成后，因为PCBPCB板形太小，不能满足生产工艺要求，或者板形太小，不能满足生产工艺要求，或者一个产品由几块一个产品由几块PCBPCB组成，这样就需要把若干小板拼成一

11、个面积符合组成，这样就需要把若干小板拼成一个面积符合生产要求的大板，或者将一个产品所用的多个生产要求的大板，或者将一个产品所用的多个PCBPCB拼在一起而便于生拼在一起而便于生产电装，此道工序即为拼版。产电装，此道工序即为拼版。u拼版完成后，用户需生成光绘图数据。拼版完成后，用户需生成光绘图数据。PCBPCB板生产的基础是菲林底版。板生产的基础是菲林底版。早期制作菲林底版时，需要先制作出菲林底图，然后再利用底图进早期制作菲林底版时，需要先制作出菲林底图，然后再利用底图进行照相或翻版。随着计算机技术的发展，印制板行照相或翻版。随着计算机技术的发展，印制板CADCAD技术得到极大的技术得到极大的进

12、步，印制板生产工艺水平也不断向多层，细导线，小孔径，高密进步，印制板生产工艺水平也不断向多层，细导线，小孔径，高密度方向迅速提高，原有的菲林制版工艺已无法满足印制板的设计需度方向迅速提高，原有的菲林制版工艺已无法满足印制板的设计需要，于是出现了光绘技术。要，于是出现了光绘技术。5.2.3 5.2.3 拼版及光绘数据生成拼版及光绘数据生成机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u使用光绘机可以直接将使用光绘机可以直接将CADCAD设计的设计的PCBPCB图形数据文件送入光绘机的计图形数据文件送入光绘机的计算机系统，控制光绘

13、机利用光线直接在底片上绘制图形。然后经过算机系统，控制光绘机利用光线直接在底片上绘制图形。然后经过显影、定影得到菲林底版。显影、定影得到菲林底版。u光绘图数据的产生，是将光绘图数据的产生，是将CADCAD软件产生的设计数据转化称为光绘数据软件产生的设计数据转化称为光绘数据（多为（多为GerberGerber数据），经过数据），经过CAMCAM系统进行修改、编辑，完成光绘预处系统进行修改、编辑，完成光绘预处理（拼版、镜像等），使之达到印制板生产工艺的要求。然后将处理（拼版、镜像等），使之达到印制板生产工艺的要求。然后将处理完的数据送入光绘机，由光绘机的光栅（理完的数据送入光绘机，由光绘机的光栅（

14、RasterRaster）图象数据处理）图象数据处理器转换成为光栅数据，此光栅数据通过高倍快速压缩还原算法发送器转换成为光栅数据，此光栅数据通过高倍快速压缩还原算法发送至激光光绘机，完成光绘。至激光光绘机，完成光绘。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u原本铜箔是覆盖在整个板原本铜箔是覆盖在整个板子上的，而在制造过程中子上的，而在制造过程中部分被蚀刻处理掉，留下部分被蚀刻处理掉，留下来的部分就变成网状的细来的部分就变成网状的细小线路了，这些线路被称小线路了，这些线路被称作导线或称布线。作导线或称布线。5.3 PCB5

15、.3 PCB中的名称定义中的名称定义导线导线机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u如果如果PCBPCB上头有某些零件，需要在制上头有某些零件，需要在制作完成后也可以拿掉或装回去，那作完成后也可以拿掉或装回去，那么该零件安装时会用到插座。由于么该零件安装时会用到插座。由于插座是直接焊在板子上的，零件可插座是直接焊在板子上的，零件可以任意的拆装。以任意的拆装。ZIFZIF（Zero Zero Insertion ForceInsertion Force，零拨插力式）插，零拨插力式）插座，它可以让零件轻松插进插座，座，它可

16、以让零件轻松插进插座，也可以拆下来。也可以拆下来。5.3 PCB5.3 PCB中的名称定义中的名称定义 ZIF ZIF插座插座机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u如果要将两块如果要将两块PCBPCB相互连结，一般都会用到相互连结，一般都会用到俗称金手指的边接头（俗称金手指的边接头（edge edge connectorconnector）。金手指上包含了许多裸露的）。金手指上包含了许多裸露的铜垫，这些铜垫事实上也是铜垫，这些铜垫事实上也是PCBPCB布线的一部布线的一部份。通常连接时，我们将其中一片份。通常连接时，

17、我们将其中一片PCBPCB上的上的金手指插进另一片金手指插进另一片PCBPCB上合适的插槽上（一上合适的插槽上（一般叫做扩充槽般叫做扩充槽SlotSlot）。在计算机中，像是）。在计算机中，像是显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都显示卡，声卡或是其它类似的界面卡，都是借着金手指来与主机板连接的。是借着金手指来与主机板连接的。5.3 PCB5.3 PCB中的名称定义中的名称定义边接头（俗称金手指）边接头（俗称金手指）机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u单面板单面板u在最基本的在最基本的PCBPCB上，元件集中在其中一

18、面，导线则集中在另一上，元件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCBPCB叫叫作单面板（作单面板（Single-sidedSingle-sided）。）。u因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，因为单面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路才使用这类的板子。才使用这类的板子。5.4 PCB5.4 PCB板板层板板层5.4.1 PCB5.4.1 PCB板分类板分类机械工业出

19、版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u双面板（双面板（Double-Sided BoardsDouble-Sided Boards） u这种电路板的两面都有布线。这种电路板的两面都有布线。u不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的行。这种电路间的“桥梁桥梁”叫做导孔（叫做导孔（viavia）。）。u导孔是在导孔是在PCBPCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大

20、了一倍，而且因为布线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。更复杂的电路上。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等双面板成品双面板成品 双面板上面双面板上面 双面板下面双面板下面 机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u多层板（多层板（Multi-Layer BoardsMulti-Layer Boards）

21、u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。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。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是4 4到到8 8层的结构，层的结构，不过技术上可以做到近不过技术上可以做到近100100层的层的PCBPCB板。大型的超级计算机大多使用板。大型的超级计算机大多使

22、用相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算相当多层的主机板，不过因为这类计算机已经可以用许多普通计算机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为机的集群代替，超多层板已经渐渐不被使用了。因为PCBPCB中的各层都中的各层都紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主紧密的结合，一般不太容易看出实际数目，不过如果您仔细观察主机板，也许可以看出来。机板，也许可以看出来。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等uPeotel 99SEPeotel 99SE现扩展到现扩展到3232个信号层、个信

23、号层、1616个内层电源个内层电源/ /接地接地层、层、1616个机械层，在层堆栈管理器中用户可以定义层的个机械层，在层堆栈管理器中用户可以定义层的结构，可以看到层堆栈的结构结构，可以看到层堆栈的结构。5.4.2 Protel 99 SE5.4.2 Protel 99 SE中的板层管理中的板层管理机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等在顶层添加绝缘层在顶层添加绝缘层在底层添加绝缘层在底层添加绝缘层 Add LayerAdd Layer：添加信号层。用鼠标选择信号层添加位置，然后：添加信号层。用鼠标选择信号层添加位置，然

24、后按下按下Add LayerAdd Layer按钮后，电路板层增加一层信号层。按钮后，电路板层增加一层信号层。Add PlaneAdd Plane：添加内层电源：添加内层电源/ /接地层。接地层。Move UpMove Up：层上移。例如，当鼠标放置到内层电源：层上移。例如，当鼠标放置到内层电源/ /接地层上，接地层上，点击鼠标选中内层电源点击鼠标选中内层电源/ /接地层，然后按下接地层，然后按下“Move Up”Move Up”按钮。按钮。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等5.4.3 Protel 99 SE5.

25、4.3 Protel 99 SE中各层的意义中各层的意义uTopLayer/BottomLayerTopLayer/BottomLayer：顶层顶层/ /底层，属于信号层；底层，属于信号层；uMechanicalMechanical：机械层，用：机械层，用于定义整个于定义整个PCBPCB板的外观，板的外观，即整个即整个PCBPCB板的外形结构；板的外形结构；uKeepoutlayerKeepoutlayer：禁止布线：禁止布线层，用于定义在布电气特层，用于定义在布电气特性的铜一侧的边界。也就性的铜一侧的边界。也就是说先定义了禁止布线层是说先定义了禁止布线层后，在以后的布过程中，后，在以后的布过

26、程中，所布的具有电气特性的线所布的具有电气特性的线不可以超出禁止布线层的不可以超出禁止布线层的边界边界；uTopoverlayTopoverlay/ / BottomoverlayBottomoverlay：顶层丝印：顶层丝印层层/ /底层丝印层，用于定义底层丝印层，用于定义顶层和底的丝印字符，就顶层和底的丝印字符，就是一般在是一般在PCBPCB板上看到的元板上看到的元件编号和一些字符；件编号和一些字符；uMultiplayerMultiplayer：多层，指：多层，指PCBPCB板的所有层板的所有层；机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板

27、设计 周润景等周润景等u元件封装分为插入式封装和表面黏贴式封装。元件封装分为插入式封装和表面黏贴式封装。u其中将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上，其中将零件安置在板子的一面，并将接脚焊在另一面上，这种技术称为插入式（这种技术称为插入式（Through Hole TechnologyThrough Hole Technology，THTTHT）封装；封装；u而接脚是焊在与零件同一面，不用为每个接脚的焊接而而接脚是焊在与零件同一面，不用为每个接脚的焊接而在在PCBPCB上钻洞，这种技术称为表面黏贴式（上钻洞，这种技术称为表面黏贴式（Surface Surface Mounted Tech

28、nologyMounted Technology，SMTSMT）封装）封装。5.5 5.5 元件封装技术元件封装技术5.5.1 5.5.1 元件封装的具体形式元件封装的具体形式机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u使用使用THTTHT封装的元件需要占用大量的空间，并且要为封装的元件需要占用大量的空间，并且要为每只接脚钻一个洞，因此它们的接脚实际上占掉两面每只接脚钻一个洞，因此它们的接脚实际上占掉两面的空间，而且焊点也比较大；的空间，而且焊点也比较大；uSMTSMT元件也比元件也比THTTHT元件要小，因此使用元件要小

29、，因此使用SMTSMT技术的技术的PCBPCB板板上零件要密集很多；上零件要密集很多；uSMTSMT封装元件也比封装元件也比THTTHT元件要便宜，所以现今的元件要便宜，所以现今的PCBPCB上上大部分都是大部分都是SMTSMT。但。但THTTHT元件和元件和SMTSMT元件比起来，与元件比起来，与PCBPCB连接的构造比较好连接的构造比较好。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等SOP/SOICSOP/SOIC封装封装uSOPSOP是英文是英文Small Outline PackageSmall Outline Pa

30、ckage的缩写，即的缩写，即小外形封装。小外形封装。uSOPSOP封装技术由菲利浦公司开发成功，以后逐渐封装技术由菲利浦公司开发成功，以后逐渐派生出派生出SOJSOJ（J J型引脚小外形封装）、型引脚小外形封装）、TSOPTSOP（薄（薄小外形封装）、小外形封装）、VSOPVSOP（甚小外形封装）、（甚小外形封装）、SSOPSSOP（缩小型（缩小型SOPSOP）、）、TSSOPTSSOP（薄的缩小型（薄的缩小型SOPSOP）及）及SOTSOT（小外形晶体管）、（小外形晶体管）、SOICSOIC（小外形集成电路）（小外形集成电路）等等. .SOJ-14SOJ-14封装封装 机械工业出版社机械工

31、业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等DIPDIP封装封装uDIPDIP是英文是英文Double In-line PackageDouble In-line Package的缩写，即双列直插式封装。的缩写，即双列直插式封装。u其属于插装式封装，引脚从封装两侧其属于插装式封装，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。uDIPDIP是最普及的插装型封装，应用范是最普及的插装型封装，应用范围包括标准逻辑围包括标准逻辑ICIC、存储器、存储器LSILSI及微及微机电路。机电路。DIP-14DIP-14封装封装

32、机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等PLCCPLCC封装封装uPLCCPLCC是英为是英为Plastic Leaded Chip Plastic Leaded Chip CarrierCarrier的缩写，即塑封的缩写，即塑封J J引线封装。引线封装。uPLCCPLCC封装方式，外形呈正方形，四周都封装方式，外形呈正方形，四周都有管脚，外形尺寸比有管脚，外形尺寸比DIPDIP封装小的多。封装小的多。uPLCCPLCC封装适合用封装适合用SMTSMT表面安装技术在表面安装技术在PCBPCB上安装布线，具有外形尺寸小，可

33、靠性上安装布线，具有外形尺寸小，可靠性高的优点。高的优点。PLCC-20PLCC-20封装封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等TQFPTQFP封装封装uTQFPTQFP是英文是英文Thin Quad Flat PackageThin Quad Flat Package的缩写，即薄塑的缩写，即薄塑封四角扁平封装。封四角扁平封装。u四边扁平封装四边扁平封装TQFPTQFP工艺能有效利用空间，从而降低印工艺能有效利用空间，从而降低印刷电路板空间大小的要求。刷电路板空间大小的要求。u由于缩小了高度和体积，这种封装工艺非常

34、适合对空由于缩小了高度和体积，这种封装工艺非常适合对空间要求较高的应用，如间要求较高的应用，如PCMCIAPCMCIA卡和网络器件。卡和网络器件。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等PQFPPQFP封装封装uPQFPPQFP是英文是英文Plastic Quad Plastic Quad Flat PackageFlat Package的缩写，即的缩写，即塑封四角扁平封装。塑封四角扁平封装。uPQFPPQFP封装的芯片引脚之间封装的芯片引脚之间距离很小，管脚很细，一距离很小，管脚很细，一般大规模或超大规模集成般大规模或

35、超大规模集成电路采用这种封装形式。电路采用这种封装形式。PQFP84PQFP84（N N）封装）封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等TSOPTSOP封装封装uTSIPTSIP是英文是英文Thin Small Outline Thin Small Outline PackagePackage的缩写，即薄型小尺寸的缩写，即薄型小尺寸封装。封装。uTSOPTSOP内存封装技术的一个典型特内存封装技术的一个典型特征就是在封装芯片的周围做出引征就是在封装芯片的周围做出引脚，脚，TSOPTSOP适合用适合用SMTSMT技术在

36、技术在PCBPCB上上安装布线，适合高频应用场合，安装布线，适合高频应用场合，操作比较方便，可靠性也比较高。操作比较方便，可靠性也比较高。TSOP8TSOP81414封装封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等BGABGA封装封装uBGABGA是英文是英文Ball Grid Array PackageBall Grid Array Package的缩写，即球栅阵列封装。的缩写，即球栅阵列封装。BGA10BGA10- -2525- -1.51.5封装封装uBGABGA封装的封装的I/OI/O端子以圆形或柱状焊点按阵列形

37、端子以圆形或柱状焊点按阵列形式分布在封装下面，式分布在封装下面，BGABGA技术的优点是技术的优点是I/OI/O引脚引脚数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增数虽然增加了，但引脚间距并没有减小反而增加了，从而提高了组装成品率；加了，从而提高了组装成品率；u虽然它的功耗增加，但虽然它的功耗增加，但BGABGA能用可控塌陷芯片法能用可控塌陷芯片法焊接，从而可以改善它的电热性能；焊接，从而可以改善它的电热性能；u厚度和重量都较以前的封装技术有所减少厚度和重量都较以前的封装技术有所减少；u寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大寄生参数减小，信号传输延迟小，使用频率大大提高大提高；u组装可用共面焊接

38、，可靠性高组装可用共面焊接，可靠性高。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等uProtel 99 SEProtel 99 SE中提供了多种元件的封装，如电阻、电容、中提供了多种元件的封装，如电阻、电容、二极管、三极管等元件的封装，同时也提供了稳压电源、二极管、三极管等元件的封装，同时也提供了稳压电源、扬声器、话筒等器件的封装。扬声器、话筒等器件的封装。5.5.2 Protel 99 SE5.5.2 Protel 99 SE中的元件及封装中的元件及封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板

39、设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等电阻电阻u电阻是电路中最常用的元件电阻是电路中最常用的元件. .电阻电阻uProtelProtel 99 SE 99 SE中的电阻的标识为中的电阻的标识为RES1RES1、RES2RES2、RES3RES3等，其等，其封装属性为封装属性为AXIALAXIAL系列。而系列。而AXIALAXIAL的中文意义就是轴状的。的中文意义就是轴状的。Protel 99 SEProtel 99 SE中的电阻中的电阻Protel 99 SEProtel 99 SE中电阻封装中电阻封装AXIALAXIAL系列系列u图中所列出的电阻封装为图中所列出的电阻封装为AXIAL0

40、.3AXIAL0.3、AXIAL0.4AXIAL0.4及及AXIAL0.5AXIAL0.5，其中，其中0.30.3是指该电阻在印刷电路板上焊盘间是指该电阻在印刷电路板上焊盘间的间距为的间距为300mil300mil，0.40.4是指该电阻在印刷电路板上焊盘是指该电阻在印刷电路板上焊盘间的间距为间的间距为400mil400mil，依次类推。，依次类推。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等电位器电位器uProtel 99 SEProtel 99 SE中的电阻的标识为中的电阻的标识为POTPOT等，其封装属性等，其封装属性

41、为为VRVR系列。系列。电位器电位器Protel 99 SEProtel 99 SE中的电位器中的电位器Protel 99 SEProtel 99 SE中电位器封装中电位器封装VRVR系列系列u图中所列出的电位器封装为图中所列出的电位器封装为VR1VR1VR5VR5，其中的数字，其中的数字只是表示外形不同，没有其它含义。只是表示外形不同，没有其它含义。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等贴片电阻贴片电阻u图中所列出的贴片电阻的封装图中所列出的贴片电阻的封装04020402、06030603、08050805、1005

42、1005及及12061206中所包含数字与尺寸无关，与电阻的具体阻值无中所包含数字与尺寸无关，与电阻的具体阻值无关，但与功率有关关，但与功率有关. .贴片电阻贴片电阻Protel 99 SEProtel 99 SE中贴片电阻封装中贴片电阻封装 贴片电阻封装与电阻功率的关系贴片电阻封装与电阻功率的关系封装封装功率功率封装封装功率功率020102011/20W1/20W040204021/16W1/16W060306031/10W1/10W080508051/8W1/8W120612061/4W1/4W机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计

43、 周润景等周润景等无极性电容无极性电容uProtel 99 SEProtel 99 SE中无极性电容的标识为中无极性电容的标识为CAPCAP等，其封装等，其封装属性为属性为RADRAD系列。系列。无极性电容无极性电容Protel 99 SEProtel 99 SE中的电容中的电容 Protel 99 SEProtel 99 SE中无极性电容封装中无极性电容封装RADRAD系列系列 u图中列出的电容封装为图中列出的电容封装为RAD0.1RAD0.1、RAD0.2RAD0.2及及RAD 0.3RAD 0.3，其中，其中0.10.1指该电阻在印刷电路板上焊盘间的间距为指该电阻在印刷电路板上焊盘间的间

44、距为100mil100mil，0.20.2指该指该电阻在印刷电路板上焊盘间的间距为电阻在印刷电路板上焊盘间的间距为200mil200mil，依次类推。，依次类推。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等极性电容极性电容uProtel 99 SEProtel 99 SE中电解电容的标识为中电解电容的标识为CAPACITORCAPACITOR，其封，其封装属性为装属性为RBRB系列。系列。电解电容电解电容Protel 99 SEProtel 99 SE中的电解电容中的电解电容 Protel 99 SEProtel 99 SE

45、中电解电容封装中电解电容封装RBRB系列系列 u图中所列出的电解电容封装为图中所列出的电解电容封装为RB.2/.4RB.2/.4、RB.3/.6RB.3/.6，其中，其中RB.2/.4RB.2/.4中的中的.2.2为焊盘间距为焊盘间距200mil200mil，.4.4为为电容圆筒的外径电容圆筒的外径400mil400mil；而；而RB.3/.6RB.3/.6中的中的.3.3为焊盘间距为焊盘间距300mil300mil，.6.6为电容圆筒的外径为电容圆筒的外径600mil600mil。此外。此外ProtelProtel还提供了还提供了RB.4/.8RB.4/.8、RB.5/.10RB.5/.10

46、封装，其含义封装，其含义同上。同上。u通常电容值小于通常电容值小于100uF100uF时常用的封装形式为时常用的封装形式为RB.1/.2RB.1/.2，当电容值介于当电容值介于100uF100uF470uF470uF时常用的封装形式为时常用的封装形式为RB.2/.4RB.2/.4，而当电容值大于，而当电容值大于470uF470uF时常用的封装形式时常用的封装形式为为RB.3/.6RB.3/.6。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等贴片电容贴片电容u图中所列出的贴片电容的封装图中所列出的贴片电容的封装18051805、

47、22202220、22252225、32163216、60326032及及72437243中所包含数字与尺寸之间的关系。中所包含数字与尺寸之间的关系。贴片电容贴片电容Protel 99 SEProtel 99 SE中贴片电容封装中贴片电容封装贴片电容封装与尺寸之间的关系表贴片电容封装与尺寸之间的关系表封装封装尺寸（尺寸（milmil）封装封装尺寸（尺寸（milmil）040204021.01.00.50.5040204021.01.00.50.5080508052.02.01.21.2120612063.23.21.61.6121012103.23.22.52.5181218124.54.53

48、.23.2222522255.65.66.56.5u此外，贴片元件由于其紧贴电路板，所以要求温度稳此外，贴片元件由于其紧贴电路板，所以要求温度稳定性要高，所以贴片电容以钽电容为多，根据其耐压定性要高，所以贴片电容以钽电容为多，根据其耐压不同，贴片电容又可分为不同，贴片电容又可分为A A、B B、C C、D D四个系列四个系列。贴片电容分类贴片电容分类类型类型封装形式封装形式耐压（耐压（V V）A A321632161010B B352835281616C C603260322525D D734373433535机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印

49、刷电路板设计 周润景等周润景等二极管二极管u二极管的种类比较多，其中常用的有整流二极管二极管的种类比较多，其中常用的有整流二极管1N40011N4001和开关二极管和开关二极管1N41481N4148。二极管二极管uProtelProtel 99 SE 99 SE中二极管的标识为中二极管的标识为DIODEDIODE（普通二极管）、（普通二极管）、DIODE SCHOTTKYDIODE SCHOTTKY（肖特基二极管）、（肖特基二极管）、DIODE TUNNELDIODE TUNNEL（隧（隧道二极管）、道二极管）、DIODE VARATORDIODE VARATOR（变容二极管）及（变容二极管

50、）及DIODE DIODE ZENERZENER（稳压二极管），其封装属性为（稳压二极管），其封装属性为DIODEDIODE系列。系列。Protel 99 SEProtel 99 SE中的二极管中的二极管Protel 99 SE中二极管封装DIODE系列u图中所列出的三极管封装图中所列出的三极管封装TO18TO18（普通三极管）、（普通三极管）、TO220HTO220H（大功率三极管）、（大功率三极管）、TO3TO3（大功率达林顿管）和（大功率达林顿管）和TO92ATO92A（普通三极管），其中（普通三极管），其中DIODE0.4DIODE0.4中的中的0.40.4为焊盘间距为焊盘间距400m

51、il400mil；而；而DIODE0.7DIODE0.7中的中的.7.7为焊盘间距为焊盘间距700mil700mil。后缀数。后缀数字越大，表示二极管的功率越大字越大，表示二极管的功率越大。u而对于发光二极管，而对于发光二极管，ProtelProtel 99 SE 99 SE中的标识为中的标识为LEDLED。Protel 99 SEProtel 99 SE中的发光二极管中的发光二极管RB.1/.2RB.1/.2封装封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等三极管三极管u三极管分为三极管分为PNPPNP型和型和NPNNP

52、N型，三极管的三个引脚为别为型，三极管的三个引脚为别为E E、B B和和C.C.三极管三极管uProtelProtel 99 SE 99 SE中三极管的标识为中三极管的标识为NPNNPN、PNPPNP，其封装属，其封装属性为性为TOTO系列。系列。Protel 99 SEProtel 99 SE中的三极管中的三极管Protel 99 SEProtel 99 SE中三极管封装中三极管封装TOTO系列系列u其中其中TO-3TO-3用于大功率晶体管；而用于大功率晶体管；而TO-5TO-5、TO-18TO-18用于小功率用于小功率晶体管。此外，对于中功率晶体管，如果是扁平的，就用晶体管。此外，对于中功

53、率晶体管，如果是扁平的，就用TO-220TO-220，如果是金属壳的，就用，如果是金属壳的，就用TO-66TO-66。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等集成集成ICIC电路电路u集成电路集成电路ICIC有双列直插封装形式有双列直插封装形式DIPDIP，也有单排直插，也有单排直插封装形式封装形式SIPSIP。常用的集成电路常用的集成电路ICICProtel 99 SEProtel 99 SE中的常用集成电路中的常用集成电路集成电路集成电路ICIC封装封装DIPDIP、SIPSIP系列系列 u对于对于DIPDIP系列封

54、装，以系列封装，以DIP14DIP14为例，每排有为例，每排有7 7个管脚，个管脚，两排间距离为两排间距离为300mil300mil，焊盘间的间距为，焊盘间的间距为100mil100mil。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等三端稳压器三端稳压器u常用的三端稳压器有常用的三端稳压器有7878、7979系列，系列，7878系列有系列有78057805、78127812、78207820等，而等，而7979系列有系列有79057905、79127912、79207920等等. .三端稳压器三端稳压器 Protel 99

55、SEProtel 99 SE中的三端稳压器中的三端稳压器 三端稳压器常用封装三端稳压器常用封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等整流桥整流桥uProtel 99 SEProtel 99 SE整流桥标称为整流桥标称为BRIDGEBRIDGE。整流桥整流桥 Protel 99 SEProtel 99 SE中的整流桥元件中的整流桥元件 Protel 99 SEProtel 99 SE中提供的整流桥封装中提供的整流桥封装机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景

56、等周润景等单排多针插座单排多针插座uProtel 99 SEProtel 99 SE单排多针插座标称为单排多针插座标称为CONCON。单排多针插座单排多针插座Protel 99 SEProtel 99 SE中的单排多针插座中的单排多针插座Protel 99 SEProtel 99 SE中提供的单排多针插座封装中提供的单排多针插座封装 机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u元件不同，其引脚间距也不相同。但对于各种各样的元元件不同，其引脚间距也不相同。但对于各种各样的元件的引脚大多数都是（件的引脚大多数都是（2.54mm

57、2.54mm）100mil100mil的整数倍。在的整数倍。在PCBPCB设计中必须准确测量元件的引脚间距，因为它决定设计中必须准确测量元件的引脚间距，因为它决定着焊盘放置间距。着焊盘放置间距。5.5.3 5.5.3 元件引脚间距定义元件引脚间距定义机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u焊盘间距是根据元件引脚间距来确定的。而元件间距有焊盘间距是根据元件引脚间距来确定的。而元件间距有软尺寸和硬尺寸之分。软尺寸和硬尺寸之分。u软尺寸是指基于引脚能够弯折的元件，如电阻、电容、软尺寸是指基于引脚能够弯折的元件，如电阻、电容、

58、电感等。电感等。 引脚间距为软尺寸的元件引脚间距为软尺寸的元件u因引脚间距为软尺寸的元件引脚可弯折，故设计该类元因引脚间距为软尺寸的元件引脚可弯折，故设计该类元件的焊盘孔距比较灵活。而硬尺寸是基于引脚不能弯折件的焊盘孔距比较灵活。而硬尺寸是基于引脚不能弯折的元件，如排阻、三极管、集成的元件，如排阻、三极管、集成ICIC元件。元件。 引脚间距为硬尺寸的元件引脚间距为硬尺寸的元件u由于其引脚不可弯折，因此其对焊盘孔距要求相当准确由于其引脚不可弯折，因此其对焊盘孔距要求相当准确。机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等u电路板

59、的尺寸的设置直接影响电路板成品的质量。电路板的尺寸的设置直接影响电路板成品的质量。uPCBPCB板尺寸过大时，必然造成印制线路长，而导致阻抗增加，板尺寸过大时，必然造成印制线路长，而导致阻抗增加，致使电路的抗噪声能力下降，成本也增加；致使电路的抗噪声能力下降，成本也增加；u当当PCBPCB板尺寸过小，则导致板尺寸过小，则导致PCBPCB板的散热不好，且印制线路密板的散热不好，且印制线路密集，必然使临近线路易受干扰。集，必然使临近线路易受干扰。u通常通常PCBPCB外形及尺寸应根据设计的外形及尺寸应根据设计的PCBPCB在产品中的位置、空间在产品中的位置、空间大小、形状及与其他部件的配合来确定大

60、小、形状及与其他部件的配合来确定PCBPCB的外形与尺寸。的外形与尺寸。5.6 5.6 电路板形状及尺寸定义电路板形状及尺寸定义机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等5.6.1 5.6.1 根据安装环境设置电路板形状及尺寸根据安装环境设置电路板形状及尺寸并行下载电缆并行下载电缆并行下载电路电路板设计并行下载电路电路板设计 机械工业出版社机械工业出版社 Protel 99SE原理图与印刷电路板设计原理图与印刷电路板设计 周润景等周润景等5.6.2 5.6.2 布局布线后定义电路板尺寸布局布线后定义电路板尺寸u当电路板的尺