dxp教学课件第4部分pcb设计基础

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1、第8章PCB设计基础第8章PCB设计基础教学提示：本章介绍PCB的基础知识，工作层、封装和图件的概念，这些概念应该准确把握，设计PCB的流程可以先简单介绍，在第9章结合实例再加强印象。在演示操作中尽量使用快捷键。在完全手工方式设计中，强调网络表的作用。学习效果在上机操作中检验。教学目标：通过学习，熟悉PCB绘制界面，了解PCB基本元素并掌握基本绘图工具的使用；熟练掌握工作层和图件的相关操作，能用手工方式制作简单的PCB并在操作中有意识地使用快捷键，进一步提高制作速度。第8章PCB设计基础8.1PCB的基础知识8

2、.2PCB编辑器8.3图件放置与编辑8.4PCB设计流程8.5上机指导8.1PCB的基础知识8.1.1PCB的结构8.1.2PCB的基本元素8.1.3PCB工作层与管理8.1.4元件封装8.1PCB的基础知识8.1.1PCB的结构在进行PCB设计前，了解一些PCB的结构，理解一些基本概念和专业术语，对后面章节的学习将有很大的帮助。PCB根据电路板的结构可以分为单面板(SignalLayer)PCB、双面板(DoubleLayer)PCB和多层板(MultiLayer)PCB3种。单面板也称单层板，即只有一个导电

3、层，在这个层中包含焊盘及印制导线，这一层也称作焊接面，另外一面则称为元件面。单面板的成本较低，但由于所有导线集中在一个面中，所以很难满足复杂连接的布线要求。适用于线路简单及对成本敏感的场合，如果存在一些无法布通的网络，通常可以采用导线跨接的方法。双面板也叫双层板，是一种包括顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)的电路板，双面都有覆铜，都可以布线。通常情况下，元件一般处于顶层一侧，顶层和底层的电气连接通过焊盘或过孔实现，无论是焊盘还是过孔都进行了内壁的金属化处理。相对于单面板而言，两面布线极大地

4、提高了布线的灵活性和布通率，可以适应高度复杂的电气连接的要求，双面板在目前应用最为广泛。8.1.1PCB的结构多层板是在顶层和底层之间加上若干中间层构成，中间层包含电源层或信号层，各层间通过焊盘或过孔实现互连。多层板适用于制作复杂的或有特殊要求的电路板。多层板包括顶层(TopLayer)、底层(BottomLayer)、中间层(MidLayer)及电源接地层(InternalPlane)等，层与层之间是绝缘层，绝缘层用于隔离电源层和布线层，绝缘层的材料要求有良好的绝缘性能、可挠性及耐热性等。通常在PCB上布上

5、铜膜导线后，还要在上面印上一层防焊层(SolderMask)，防焊层留出焊点的位置，而将铜膜导线覆盖住。防焊层不粘焊锡，甚至可以排开焊锡，这样在焊接时，可以防止焊锡溢出造成短路。另外，防焊层有顶层防焊层(TopSolderMask)和底层防焊层(BottomSolderMask)之分。有时还要在PCB的正面或反面印上一些必要的文字，如元件标号、公司名称等，能印这些文字的一层为丝印层(SilkscreenLayers)，该层又分为顶层丝印层(TopOverlay)和底层丝印层(BottomOverlay)。8.1

6、.2PCB的基本元素1.铜膜导线铜膜导线是覆铜板经过加工后在PCB上的铜膜走线，又简称为导线，处于所有的导电层，用于连接各个焊点，是PCB重要的组成部分。导线的主要属性为宽度，它取决于承载电流的大小和铜箔的厚度。值得指出的是导线与布线过程中出现的预拉线(又称为飞线)有本质的区别：飞线只是形式上表示出网络之间的连接，没有实际的电气连接意义。网络和导线也有所不同，网络上还包括焊点，因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线连接的焊盘。2.焊盘焊盘用于焊接元件实现电气连接并同时起到固定元件的作用。焊盘的基本属性有形状

7、、所在层、外径及孔径。双层板及多层板的焊盘都经过了孔壁的金属化处理。对于插脚式元件，Protel2004将其焊盘自动设置在MultiLayer层；对于表面贴装式元件，焊盘与元件处于同一层。Protel2004允许设计者将焊盘设置在任何一层，但只有设置在实际焊接面才是合理的。8.1.2PCB的基本元素Protel2004中焊盘的标准形状有3种，即圆形(Round)、方形(Rectangle)和八角形(Octagonal)，允许设计者根据需要进行自定义(Customize)或自行设计。主要有两个参数：孔径尺寸(Ho

8、leSize)和焊盘尺寸(X-尺寸，Y-尺寸)，如图8.1所示。图8.1焊盘形状和尺寸8.1.2PCB的基本元素3.过孔过孔用于实现不同工作层间的电气连接，过孔内壁同样做金属化处理。应该注意的是，过孔仅是提供不同层间的电气连接，与元件引脚的焊接及固定无关。过孔分为三种：从顶层贯穿至底层的称为穿透式过孔；只实现顶层或底层与中间层连接的过孔称为盲孔；只实现中间层连接，而没有穿透顶层或底层的