protel2004EDA技术及应用 作者 王廷才 王崇文主编 第8章 印制电路板（PCB）设计基础.ppt

第8章 印制电路板（PCB）设计基础 知识目标 1. 掌握PCB图的结构和PCB图设计应遵循的原则。 2. 了解PCB图的设计流程。 ? 技能目标 1. 学会PCB文件的创建与管理方法。 2. 了解PCB设计工具栏使用方法。 第8章 印制电路板（PCB）设计基础 8.1 印制电路板概述 8.2 PCB图设计流程及遵循原则 8.3 PCB的文件管理和工具栏 8.4 PCB参数设置 8.1 印制电路板概述 8.1.1 印制电路板结构 印制电路板的制作材料主要是绝缘材料、金属铜及焊锡等。绝缘材料一般用SiO2;金属铜则主要是印制电路板上的电气导线，一般还会在导线表面再附上一层薄的绝缘层；而焊锡则是附着在过孔和焊盘的表面。 每块印制电路板实际上都有两个面，习惯上根据使用的板层多少，分为单层板、双面板和多层板。 1.单层板 一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。单层板只能在敷铜的一面放置元件和布线，适用于简单的电路板。它具有不用打过孔、成本低等优点，但因其只能单面布导线而使实际的设计工作往往比双面板和多层板困难。 2.双面板 包括顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两层，两面有敷铜，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，是现在最常用的一种印制电路板。 3.多层板 包含了多个工作层面。它是在双面板的基础上增加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。其缺点是制作成本很高。印制电路板四层结构示意如图8.1所示， 图8.1 印制电路板的结构示意 4. 导线 (Tracks) 铜膜导线也称铜膜走线，简称导线，用于连接各个焊盘，是印制电路板最重要的部分。印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。 飞线也称为预拉线，它是在系统装入网络表后，根据规则生成的，用来指引布线的一种连线。 5．助焊膜和阻焊膜 (Mask) 各类膜(Mask)不仅是PCB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元件面(或焊接面)助焊膜(Top or Bottom Solder)和元件面(或焊接面)阻焊膜(Top or Bottom Paste Mask)两类。助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的浅色圆。阻焊膜的情况正好相反，为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能粘锡，因此在焊盘以外的各部位都要涂覆一层涂料，用于阻止这些部位上锡。可见，这两种膜是一种互补关系。 6．层(Layer) Protel的“层”是广义的，不单是指铜箔层，还有其他类型的层。这些层因加工相对较难而大多用于设置走线较为简单的电源布线层(Ground Dever和Power Dever)，并常用大面积填充的办法来布线(如Fill)。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用“过孔(Via)”来沟通。要提醒的是，一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被使用的层，以免布线出现差错。 8.焊盘(Pad) 焊盘是将元件引脚与铜膜导线连接的焊点。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘，如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，自行编辑焊盘时要考虑以下原则： 1）形状上长短不一致时，要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大。 2）需要在元件引脚之间走线时，选用长短不对称的焊盘往往事半功倍。 3）各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定，原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2~0.4mm。 8. 导孔(Via) 导孔，也称为过孔。用于连接各层导线之间的通路，当铜膜导线在某层受到阻挡无法布线时，可钻上一个孔，并在孔壁镀金属，通过该孔翻到另一层继续布线，这就是导孔。导孔有3种，即从顶层贯通到底层的通导孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔以及内层间的隐藏导孔。 导孔从上面看上去，有两个尺寸，即外圆直径和过孔直径，如图8.2所示。