现代电子技术工程设计与实践 教学课件 作者 李继凯 主编 李新超 副主编 5.3 PCB的设计.ppt

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1、5.3PCB的设计5.3.1PCB的相关概念5.3.2PCB设计的流程和原则5.3.3PCB编辑环境5.3.4PCB文件的创建5.3.5PCB设计环境的设置5.3.6原理图信息的导入5.3.7元件的放置及封装的修改5.3.8布线5.3.9PCB设计的检查5.3.10PCB图的打印及文件输出现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念1.Protel设计中PCB的层PCB是PrintedCircuitBoard的缩写，即印制电路板的意思，传统的电路板都采用印刷蚀刻阻剂（涂油漆、贴线路保护膜、热转印）的方法，做出电路的线路及图面，所以被称为印刷电路板。印制电路板是由绝缘基板、

2、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成的，具有导线和绝缘底板的双重作用，用来连接实际的电子元件。通常都使用相关的软件进行PCB的设计和制作。本小节介绍ProtelDXP进行PCB设计的过程。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念2.封装元件封装：是指实际的电子元器件或集成电路的外型尺寸、管脚的直径及管脚的距离等，它是使元件引脚和印刷电路板上的焊盘一致的保证。元件的封装可以分成针脚式封装和表面粘着式（SMT）封装两大类。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念3.铜膜导线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。与导线有关

3、的另外一种线常称为飞线，即预拉线。飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的，是用来指引布线的一种连线。飞线与导线有本质的区别，飞线只是一种形式上的连线，它只是在形式上表示出各个焊盘的连接关系，没有电气的连接意义。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念4.焊盘(Pad)焊盘的作用是放置焊锡，连接导线和元件引脚。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。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念Protel在封装库中给出了一系列大小和形状不同的焊盘，如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，但有时还不够用，需要自己编辑

4、。例如：对发热且受力较大，电流较大的焊盘，可自行设计成“泪滴状”。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念5.过孔(Via)为连通各层之间的线路，在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔，这就是过孔。过孔有三种，即从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔以及内层间的隐藏过孔。过孔从上面看上去有两个尺寸，即通孔直径(HoleSize)和过孔直径(Diameter)，如图5-25所示。通孔和过孔之间的孔壁由与导线相同的材料构成，用于连接不同层的导线。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念图5-25过孔尺寸现代电子技术工程设计与实

5、践5.3.1PCB的相关概念一般而言，设计线路时对过孔的处理有以下原则：尽量少用过孔，一旦选用了过孔，务必处理好它与周边各实体的间隙，特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙；需要的载流量越大，所需的过孔尺寸就越大，如电源层、地线与其他层连接所用的过孔就要大一些。现代电子技术工程设计与实践5.3.1PCB的相关概念6.敷铜对于抗干扰要求比较高的电路板，需要在PCB上敷铜。敷铜可以有效地实现电路板的信号屏蔽作用，提高电路板信号的抗电磁干扰能力。现代电子技术工程设计与实践5.3.2PCB设计的流程和原则1.PCB板的设计流程PCB板是所有设计过程的最终产品。PCB图设计

6、的好坏直接决定了设计结果是否能满足要求，PCB图设计过程中主要有以下几个步骤：（1）创建PCB文件在正式绘制之前，要规划好PCB板的尺寸。这包括PCB板的边沿尺寸和内部预留的用于固定的螺丝孔，也包括其他一些需要挖掉的空间和预留的空间。现代电子技术工程设计与实践5.3.2PCB设计的流程和原则（2）设置PCB的设计环境（3）将原理图信息传输到PCB中规划好PCB板之后，就可以将原理图信息传输到PCB中了。（4）元件布局元件布局要完成的工作是把元件在PCB板上摆放好。布局可以是自动布局，也可以是手动布局。现代电子技术工程设计与实践5.3.2PCB设计的流程和原则（5）布线根据网络表，

7、在ProtelDXP提示下完成布线工作，这是最需要技巧的工作部分，也是最复杂的一部分工作。（6）检查错误布线完成后，最终检查PCB板有没有错误，并为这块PCB板撰写相应的文档。（7）打印PCB图纸现代电子技术工程设计与实践5.3.2PCB设计的流程和原则2.PCB设计的基本原则印制电路板设计首先需要完全了解所选用元件及各种插座的规格、尺寸、面积等。当合理地、仔细地考虑各部件的位置安排时，主要是从电磁兼容性、抗干扰性的角度，以及走线要短、交叉要少、电源和地线的路径及去耦等方面考虑。