电子CAD4(9.21)

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1、第4章印制电路板设计基础4.1印刷电路板概述4.2印刷电路板布局和布线原则4.3Protel99SE印刷板编辑器4.4印刷电路板的工作层面本章小节在实际电路设计中，完成原理图绘制后，最终需要将电路中的实际元件安装在印制电路板（PrintedCircuitBoard，简称PCB）上。印制电路板(也称印制线路板，简称印制板)是指以绝缘基板为基础材料加工成一定尺寸的板，在其上面至少有一个导电图形及所有设计好的孔（如元件孔、机械安装孔及金属化孔等），以实现元器件之间的电气互连。4.1印制电路板概述4.1.1印制电路板种类目前的印制电路板一般以铜箔覆在绝缘板

2、（基板）上，故亦称覆铜板。单面印制板（SingleSidedPrintBoard）单面印制板指一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板，它通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路。它适用于一般要求的电子设备。双面印制板（DoubleSidedPrintBoard）双面印制板指在两面敷有铜箔的绝缘基板上，通过印制和腐蚀的方法在基板上形成印制电路，两面的电气互连通过金属化孔实现。它适用于要求较高的电子设备，由于双面印制板的布线密度较高，所以能减小设备的体积。多层印制板（MultilayerPrintBoard）多层印制板是由交替的导电图形层及绝缘材料层层压粘合

3、而成的一块印制板，导电图形的层数在两层以上，层间电气互连通过金属化孔实现。它常用于计算机的板卡中。图4-1所示为四层板剖面图。通常在电路板上，元件放在顶层，所以一般顶层也称元件面，而底层一般是焊接用的，所以又称焊接面。对于SMD元件，顶层和底层都可以放元件。4.1.2PCB设计中的基本组件1.板层（Layer）板层分为敷铜层和非敷铜层。一般敷铜层上放置焊盘、线条等完成电气连接；在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等；还有一些层面用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作用或指导生产。敷铜层包括顶层（又称元件面）、底层（又称焊接面）、中间层、电源层、

4、地线层等；非敷铜层包括印记层（又称丝网层）、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。2.焊盘（Pad）焊盘用于固定元器件管脚或用于引出连线、测试线等，它有圆形、方形等多种形状。焊盘分为插针式及表面贴片式两大类，其中插针式焊盘必须钻孔，表面贴片式焊盘无须钻孔。钻孔插针式焊盘表面贴片式焊盘图4-3焊盘示意图3.过孔（Via）过孔也称金属化孔，在双面板和多层板中，为连通各层之间的印制导线，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，即过孔。过孔不仅可以是通孔，还可以是掩埋式。所谓通孔式过孔是指穿通所有敷铜层的过孔；掩埋式过孔则仅穿通中间几个敷铜层面

5、。4.连线（Track、Line）连线指的是有宽度、有位置方向（起点和终点）、有形状（直线或弧线）的线条。在铜箔面上的线条一般用来完成电气连接，称为印制导线或铜膜导线；在非敷铜面上的连线一般用作元件描述或其它特殊用途。通常印制导线是两个焊盘（或过孔）间的连线，而大部分的焊盘就是元件的管脚，当无法顺利连接两个焊盘时，往往通过跳线或过孔实现连接。图中采用垂直布线法，一层水平走线，另一层垂直走线，两层间印制导线的连接由过孔实现。5.元件的封装（ComponentPackage）元件的封装是指实际元件焊接到电路板时所指示的外观和焊盘位置。电原理图中的元件指

6、的是单元电路功能模块，是电路图符号；PCB设计中的元件是指电路功能模块的物理尺寸，是元件的封装。不同的元件可以使用同一个元件封装，同种元件也可以有不同的封装形式元件封装形式可以分为两大类：插针式元件封装（THT）和表面安装式封装（SMT）。6.安全间距（Clearance）在进行印制板设计时，为了避免导线、过孔、焊盘及元件的相互干扰，必须在它们之间留出一定的间距，这个间距称为安全间距。元件封装的命名一般与管脚间距和管脚数有关，如电阻的封装AXIAL0.3中的0.3表示管脚间距为0.3英寸或300mil（1英寸=1000mil）；双列直插式IC的封装

7、DIP8中的8表示集成块的管脚数为8。7.网络（Net）和网络表（Netlist）从元件的某个管脚上到其它管脚或其它元件管脚上的电气连接关系称作网络。网络表描述电路中元器件特征和电气连接关系，一般可以从原理图中获取，它是原理图设计和PCB设计之间的纽带。8.飞线（Connection）飞线是在电路进行自动布线时供观察用的网络连线，网络飞线不是实际连线。通过网络表调入元件并进行布局后，就可以看到该布局下的网络飞线的交叉状况，飞线交叉越少，布通率越高。自动布线结束，未布通的网络上仍然保留网络飞线，此时可以用手工连接的方式连通这些网络。9.栅格（Grid

8、）栅格用于PCB设计时的位置参考和光标定位。4.2印制电路板布局和布线原则印制板的布局和布线必须的原则：可靠性在满足电子设