PCB板的设计与制作-夏淑丽张江伟课件项目1 印制电路板及其设计软件

《PCB板的设计与制作》项目1印制电路板及其设计软件徐州工业职业技术学电子CAD设计课程组教学目标（1）了解印制电路板的概念；（2）了解印制电路板的组成；（3）了解印制电路板的制作流程；（4）了解印制电路板设计的常用软件；（5）了解各种软件的特点；产品演示：什么是印制电路板？印刷电路板通常简写成PCB（PrintedCircuitBoard

），甚至直接说“板子”，

一个PCB主要是用来创建元器件之间的联接，如电阻、电容、电感、集成芯片及接插件。PWB（PrintedWiringBoard

）

通过一定的工艺，在绝缘性能很高的基材上覆盖一层导电性能良好的铜薄膜，就构成了生产印制电路板所必需的材料——覆铜板。按电路要求，在覆铜板上刻蚀出导电图形，并钻出元件引脚安装孔、实现电气互连的过孔以及固定整个电路板所需的螺丝孔，就获得了电子产品所需的印制电路板。PCB板的发展史

弗兰克·史普拉格（FrankSprague）,美国著名电子公司史普拉格的创始人。早在1904年，当他还是一个学徒是，就有了一个想法——减少点对点的导线故障。当他与他的导师——托马斯·爱迪生（ThomasEdison）交流此想法，想实现他的想法。。

早在1903年艾伯特·汉森(AlbertHanson)首创利用“线路”(Circuit)概念应用于电话交换机系统。它是将金属箔切割成线路导体，将之粘在石蜡纸上，上面同样粘上一层石蜡纸，成了现今PCB的原型。至1936年，保罗·艾斯纳(PaulEisner)真正发明了现代PCB的制造技术，也申请了多项专利。今天的“印刷—蚀刻”(print-etchorphotoimagetransfer)的技术，就是沿袭其发明而来的。PCB的优点1、电子设备的尺寸与重量有很大的减少。2、批量生产可以大大降低产品的单价。3、元器件之间的连线与元件的安装便于自动化。4、减少了电路中的分布电容，使电路的特性更加稳定。5、可以确保在批量生成中高水平的可重复的，一致的电路的特性参数。PCB的优点6、元器件的位置是固定的，容易识别，所以更的电子设备的维护变的简单。7、检测时间大大减少，因为印刷电路使错连与短路错误降到最低。8、减少了对PCB技术人员的技术要求，培训时间缩短。PCB的构成元素元件：用于完成电路功能的各种器件。铜箔：在电路板上可以表现为导线、焊盘、过孔和覆铜等各种表示形式。（1）导线：用于连接电路板上各种元件的引脚，完成各个元件之间电信号的连接。（2）过孔：用以连通中间各层需要连通的铜箔。（3）安装孔：用于固定印制电路板。PCB的构成元素（4）焊盘：用于在电路板上固定元件，也是电信号进入元件的通路组成部分。（5）覆铜：改善电路的性能。（6）接插件：用于电路板之间连接的元件。（7）填充：用于地线网络的覆铜，可以有效地减小阻抗（8）电气边界：用于确定电路板的尺寸。PCB的分类PCB分类按结构分双面板多层板按硬度分软板软硬板硬板单面板按用途分民用工业用军用

单面板的结构如图1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ProtelPCB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ProtelPCB编辑器中被称为“Top”（顶）层。

图1单面印制电路板剖面

双面板的结构如图2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。

图2双面印制电路板剖面

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3所示。

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。图3多面印制电路板剖面原理图部分：PCB部分：PCB的设计流程

开料；烘焙

钻孔孔内沉铜板面电镀涂感光膜

曝光（图形转移）退膜显影图形电镀蚀刻退锡阻焊层丝印白字（白色标注）热风整平喷锡(助焊层)成形定位孔Locationhole钻孔(Drilling)铝基板底板基板铜箔孔(Hole)钻孔：建立顶层线路与底层线路以及无件与线路之间的电气连接。面板电镀孔壁沉铜(PTH)孔壁沉铜(PTH)面板电镀基板(Laminate--prepreg)沉铜/镀铜：用化学方法使线路板孔壁镀上一层薄铜

感光膜铜箔(Copperfoil)涂感光膜

紫外线灯(UVlight)电子图形胶片涂有感光膜的PCB曝光—将胶片上的电路图通过曝光的方法，将图形转移到感光膜上

显影后漏出的铜铜孔显影曝过光的感光材料镀锡图形电镀：

在显影后的PCB板上电镀一层锡，保护线路基板线路蚀刻—将上一步的处理后的PCB放入蚀刻液中（常用的是碱性氨水），这样PCB板上没有被锡覆盖的部分，铜会逐渐被溶解掉，剩下被锡保护的线路。绿油：阻焊层丝印层STM元件焊盘插件元件焊盘过孔阻焊层、丝印白字

以上详细地介绍了双面板的典型制造工艺。从以上的工艺过程可以看出，PCB板的制造过程，要是用一句话来总结就是“图形转移”，将纸质或者胶片上的电路图，搬移到PCB基板上，用导电的铜实现。讲到这，你会认为这本书要讲PCB的制作，其实本书的任务是讲述如何利用相关软件，设计符号规范的PCB版图，也就是说如何设计第5步中曝光用电路图胶片。只有在你很好的了解了它的制造过程，你才能较好地设计出可制造性的PCB。3D显示效果：ProtelDxp2004设计软件介绍protelDXP2004的发展历史protelDXP2004的特点ProtelDxp2004的特点1.整合式