第8章PCB设计基础ppt课件.ppt

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1、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。在完全手工方式设计中，强调网络表的作用。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。8.1.1PCB的结构PCB根据电路板的结构分为单面板、双面板和多层板3种。单面板也称单层板，即只有一个导电层，在这个层中包含焊盘及印制导线，这一层也称焊接面，另

2、外一面则称为元件面。单面板的成本较低，所以很难满足复杂连接的布线要求。双面板也叫双层板，是一种包括TopLayer和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。两面布线极大地提高了布线的灵活性和布通率，双面板在目前应用最为广泛。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。多层板包括TopLayer、BottomLayer、MidLayer及电源接地层(Intern

3、alPlane)等，层与层之间是绝缘层，绝缘层用于隔离电源层和布线层。8.1.1PCB的结构通常在PCB上布上铜膜导线后，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。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)。

4、8.1.2PCB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。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、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，

5、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。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。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。过孔分为三种：从顶层贯穿至底层的穿透式过孔；只实现顶层或底层与中间层连接的盲孔

6、；只实现中间层连接，而没有穿透顶层或底层的埋孔。过孔只有圆形，主要有两个参数：即孔径大小(HoleSize)和过孔直径(Diameter)。8.1.2PCB的基本元素4.元件的图形符号元件的图形符号反映了元件外形轮廓的形状及尺寸，与元件的引脚布局一起构成元件的封装形式。印制元件图形符号的目的是显示元件在PCB上的布局信息，为装配、调试及检修提供方便。在Protel2004中，元件的图形符号被设置在丝印层。8.1.3PCB工作层与管理1.工作层在Protel2004的PCB编辑器中，采用层管理模式，无论是多层

7、板、双层板还是单层板都包含多个工作层，不同的工作层有不同的用途并采用不同的颜色加以区分。信号层(SignalLayers)用于布线，分为顶层、底层和中间层。单层板的信号层为底层，双面板为顶层和底层。顶层的默认颜色为红色，底层的默认颜色为蓝色，系统为每个中间层设置了彼此不同的颜色。电源接地层(InternalPlane)也称内电层，专门用于系统供电，信号层内需要与电源或地线相连接的网络通过焊盘或过孔实现连接，这样可以大幅度缩短供电线路的长度，降低电源阻抗。8.1.3PCB工作层与管理机械层(Mechanic

8、alLayers)用于放置电路板的物理边界、关键尺寸信息及安装孔等，它不具备导电性质。防护层(MaskLayers)分为助焊层(Paste)和阻焊层(Solder)。助焊层是为了安装贴片元件。阻焊层是防止焊锡的粘连，避免在焊接相邻但不同网络焊点时发生短路。丝印层用于显示元件的外形轮廓、编号或放置其他的文本信息。丝印层分为顶层丝印层(TopOverlay)和底层丝印层(BottomOverlay)，丝印层的默认颜色