印制电路板设计初步(I)

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1、第4章印制电路板设计初步4.1印制板设计基础4.2Protel99SEPCB的启动及窗口认识4.3手工设计单面印制板—Protel99SEPCB基本操作4.1印制板设计基础印制板也称为印制线路板或印制电路板，通过印制板上的印制导线(铜膜导线）、焊盘及金属化过孔实现元器件引脚之间的电气连接。由于印制板上的导电图形（如元件引脚焊盘（焊点Pad)、印制连线(Track)、过孔(Via)等）以及说明性文字(Text)（如元件轮廓、序号、型号）等均通过印制方法实现，因此称为印制电路板。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

2、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。4.1.1印制板种类及结构印制板种类很多，根据导电层数目的不同，可以将印制板分为单面电路板（简称单面板）、双面电路板（简称双面板）和多层电路板；根据覆铜板基底材料的不同，又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板（常用）两大类。此外，采用挠性塑料作基底的印制板称为挠性印制板（用于电影摄录机，录像机、计算机数码相机等。单面板的结构如图4-1(a)所示，所用的覆铜板只有一面敷铜箔，另一

3、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Protel99SEPCB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Protel99SEPCB编辑器中被称为“Top”（顶）层。(a)图4-1单面印制电路板剖面Bottom层Top层焊盘Pad双面板的结构如图4-1(b)所示，基板的上下两面均覆盖铜箔。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

4、中，元件也只安装在其中的一个面上，该面同样称为“元件面（Top层）”，另一面称为“焊锡面（Bottom层)”。在双面板中，需要制作连接上、下面印制导线的金属化过孔（Via），生产工艺流程比单面板多，成本高。(b)图4-1双面印制电路板剖面Via焊盘PadComponent元件(c)图4-1多面印制电路板剖面Bottom层Top层InternalPlanes层金属化过孔与电源层有间隙，其它不应连接地方也是这样，在设计时，通过参数保证中间可以有信号层midlay*随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越来越高，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

5、蔽要求，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，信号层：元件层（Top层）、底层（Botton层）、中间信号层（Mid层）；电源层（InternalPlanes层）。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4-1(c)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。在多层电路板中，层与层之间的

6、电气连接通过元件引脚焊盘（PadHole）和金属化过孔（Via）实现，除了元件引脚焊盘孔外，用于实现不同层电气互连的金属化过孔最好贯穿整个电路板，以方便钻孔加工，在经过特定工艺处理后，不会造成短路。4.1.2印制板材料根据覆铜板基底材料的不同，可以将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板两大类。它们都是使用粘结树脂将纸或玻璃布粘在一起，然后经过加热、加压工艺处理而成。目前常用的粘结树脂主要有酚醛树脂、环氧树脂和聚四氟乙烯树脂三种。覆铜箔酚醛纸质层压板，其特点是成本低，主要用作收音机、电视机以及其他电子设备的印制电路板。覆铜箔环氧纸质层压板。覆铜箔环氧纸

7、质层压板的电气性能和机械性能均比覆铜箔酚醛纸质层压板好，也主要用在收音机、电视机以及其他低频电子设备中。覆铜箔环氧玻璃布层压板。这是目前使用最广泛的印制电路板材料之一，它具有良好的电气和机械性能，耐热，尺寸稳定性好，可在较高温度下使用。因此，广泛用作各种电子设备、仪器的印制电路板。覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。由于其介电性能好（介质损耗小、介电常数低），耐高温（工作温度范围宽），耐潮湿（可以在潮湿环境下使用），耐酸、碱（即化学稳定性高），是制作高频、微波电子设备印制电路板的理想材料，只是价格较高。4.1.3设计PCB的制作流程开始——〉规划电路板——〉设置参数

8、布线〈——元件布局〈——装入网络表及元