11印制电路板设计的基本知识.ppt

学习情境一：电子线路原理图的绘制 学习情境一：电子线路原理图的绘制 学习情境一：电子线路原理图的绘制 学习情境一：电子线路原理图的绘制 学习情境一：电子线路原理图的绘制 第1章印制电路板与Protel 2004概述 1.1印制电路板设计的基本知识 1.2Protel 2004的发展历史及特点 ◆了解印制电路板的概念 ◆熟悉印制电路板的设计流程 ◆了解Protel 2004的发展历史 1.1 印制电路板设计的基本知识 学习电路设计的最终目的是完成印制电路板的设计，印制电路板是电路设计的最终结果。本节将简单介绍印制电路板的基本概念。 1.1.1什么是印制电路板---PCB 在现实生活中，当我们打开电子产品后，通常可以发现其中有一块或者多块印制板子，在这些板子上面有电阻、电容、二极管、三极管、集成电路芯片、各种连接插件，还可以发现在板子上有印制线路连接着各种元件的引脚，这些板子被称之为印制电路板，简称为PCB。 通常情况下，电路设计在原理图设计完成后，需要设计一块印制电路板来完成原理图中的电气连接，并安装上元件，进行调试，因此可以说印制电路板是电路设计的最终结果。 在PCB上通常有一系列的芯片、电阻、电容等元件，它们通过PCB上的导线连接，构成电路，电路通过连接器或者插槽进行信号的输入或输出，从而实现一定的功能。可以说PCB板它的主要目的是为元件提供电气连接，为整个电路提供输入或输出端口及显示，电气连通性是PCB最重要的特性。总之，PCB在各种电子设备中有如下功能： (1)提供集成电路等各种电子元件固定、装配的机械支撑。 (2)实现集成电路等电气元件的布线和电气连接，提供所要求的电气特性。 (3)为自动装配提供阻焊图形，为电子元件的插装、检查、调试、维修提供识别图形，以便正确插装元件、快速对电子设备电路进行维修。 1.1.2印制电路板的组成 PCB为各种元件提供电气连接，并为电路提供输输出端口，这些功能决定了PCB的组成和分层。 印制电路板主要由焊盘、过孔、安装孔、导线、元器件、接插件、填充、电气边界等组成，各组成部分的主要功能如下： 1.元件：用于完成电路功能的各种器件。每一个元件都包含若干个引脚，通过引脚将电信号引入元件内部进行处理，从而完成对应的功能。引脚还有固定元件的作用。在电路板上的元件包括集成电路芯片、分立元件(如电阻、电容等)、提供电路板输入输出端口和电路板供电端口的连接器，某些电路板上还有用于指示的器件(如数码显示管、发光二极管LED等)，如：网卡的工作指示灯。 2.铜箔：铜箔在电路板上可以表现为导线、焊盘、过孔和敷铜等各种表示方式，它们各自的作用如下： (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：在多层的电路板中，为了完成电气连接的建立，在某些导线上会出现过孔。在工艺上，过孔的孔壁圆柱面上用化学沉积的方法镀上一层金属，用以连通中间各层需要连通的铜箔，而过孔的上下两面做成普通的焊盘形状，可直接与上下两面的线路相通，也可不连。 (3)安装孔：用于固定印制电路板。 (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。用于安装整个电路板的安装孔有时候也以焊盘的形式出现。 1.1.3 印制电路板的板层结构 印制电路板常见的板层结构包括单层板（Single Layer PCB）、双层板（Double Layer PCB）和多层板（Multi Layer PCB）三种，这三种板层结构的简要说明如下： （1） 单层板：即只有一面敷铜而另一面没有敷铜的电路板。通常元器件放置在没有敷铜的一面，敷铜的一面主要用于布线和焊接,这种印制板主要安装针脚式元件。 （2） 双层板：即两个面都敷铜的电路板，通常称一面为顶层（Top Layer），另一面为底层（Bottom Layer）。一般将顶层作为放置元器件面，底层作为元器件焊接面。 这种印制板可以安装针脚式和贴片式元件。 （3） 多层板：即包含多个工作层面的电路板，除了顶层和底层外还包含若干个中间层，通常中间层可作为导线层、信号层、电源层、接地层等。层与层之间相互绝缘，层与层的连接通常通过过孔来实现。 通过上面的介绍读者可以看一下如图1-2所示的PCB板分层示意图。 1.1.4印制电路板的工作层类型 印制电路板包括许多类型的工作层面，如信号层、防护层、丝印层、内部层等，各种层面的作用简要介绍如下： （1）信号层：主要用来放置元器件或布线。Protel2004通常包含30个中间层，即Mid Layer1～Mid Layer30，中间层用来布置信号线，顶层和底层用来放置元器件或敷铜。 （2）防护层：主要用来确保电路板上不需要镀锡的地方不被镀锡，从而保证电路板运行的可靠性。其中Top Paste和Bo