印制电路板的设计

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1、第5章印制电路板设计初步5.1印制板设计基础5.2Protel99PCB的启动及窗口认识5.3手工设计单面印制板——Protel99PCB基本操作5.1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、焊盘及金属化过孔实现元器件引脚之间的电气连接。印制板上的导电图形（如元件引脚焊盘、印制连线、过孔等）以及说明性文字（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路板所必需的材料——覆

2、铜板。按电路要求，在覆铜板上刻蚀出导电图形，并钻出元件引脚的安装孔、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。5.1.1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两大类。图5-1单面、双面及多面印制电路板剖面(a)单面单面板所用的覆铜板只有一面敷铜箔，另一面空白，因而也只能在敷铜箔面上制作导电图形。单面

3、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Protel99PCB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Protel99PCB编辑器中被称为“Top”（顶）层。图5-1单面、双面及多面印制电路板剖面(b)双面双面板的基板的上下两面均覆盖铜箔。因此，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。在双面板中，元件也只安装在其中的一个面上，该面同样

4、称为“元件面”，另一面称为“焊锡面”。在双面板中，需要制作连接上、下面印制导线的金属化过孔，生产工艺流程比单面板多，成本高。随着集成电路技术的不断发展，元器件集成度越来越高，引脚数目迅速增加，电路图中元器件连接关系越来越复杂。此外，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蔽要求，于是就出现了多层板。在多层板中导电层的数目一般为4、6、8、10等。图5-1单面、双面及多面印制电路板剖面(c)多面在多层板中，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，

5、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，层与层之间的电气连接通过元件引脚焊盘和金属化过孔实现，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。例如，用于元件面上印制导线与电源层相连的金属化过孔中，为了避免与地线层相连，在该过孔经过的地线层上少了一个比过孔大的铜环（很容易通过刻蚀工艺实现）。5.1.2印制板材料根据覆铜板基底材料的不同

6、，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。使用酚醛树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜箔酚醛纸质层压板，其成本低，主要用作收音机、电视机以及其他电子设备的印制电路板。使用环氧树脂粘结的纸质覆铜箔层压板称为覆铜箔环氧纸质层压板。其电气性能和机械性能均比前者好，目前使用最广泛，也主要用在收音机、电视机以及其他低频电子设备中。使用聚四氟乙烯树脂粘结的玻璃布覆铜箔层

7、压板称为覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板。其各方面性能均比较好，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。5.2Protel99PCB的启动及窗口认识在Protel99状态下，单击“File”菜单下的“New”命令，然后直接双击“PCBDocument”（PCB文档）文件图标，即可创建新的PCB文件并打开印制板编辑器。如果设计文件包(.ddb)内已经含有PCB文件，在“设计文件管理器”窗口内直接单击相应文件夹下的PCB文件图标来打开PCB编辑器，并进入对应PCB文件的编辑状态。Protel99印

8、制板编辑窗口如图5-3所示，菜单栏内包含了“File”（文件）、“Edit”（编辑）、“View”（浏览）、“Place”（放置）、“Design”（设计）、“Tools”（工具）、“AutoRoute”（自动布线）等菜单命令。图5-3Protel99PCB编辑器窗口与电原理图编辑器相似，在印制板编辑、设计过程中，除了可以使用菜单命令操作外，PCB编辑器也将一系列常用的菜单命令以工具按