第7章PCB設(shè)計基礎(chǔ)7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識7.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程7.3ProtelDXPPCB編輯器的使用7.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖7.5設(shè)置參數(shù)7.6規(guī)劃電路板7.7裝入元件封裝7.8裝入網(wǎng)絡(luò)表7.9元件布局7.10布線7.11覆銅和補(bǔ)淚滴7.12其他放置工具7.13DRC檢查7.14打印和輸出7.15創(chuàng)建項(xiàng)目元件庫...第7章PCB設(shè)計基礎(chǔ)7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識7.1117.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識PCB（PrintedCircuitBoard）：也稱印制電路板，通過印制板上的印制導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實(shí)現(xiàn)元器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說明性文字（如元件輪廓、序號、型號）等均通過印制方法實(shí)現(xiàn)，因此稱為印制電路板。PCB基板是由絕緣隔熱、不易彎曲的材質(zhì)所制成。在整個板子的表面上覆蓋著銅箔。在制造過程中部分銅箔被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成導(dǎo)線，用來提供PCB上零件的電路連接。7.1.1PCB基礎(chǔ)知識...7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識PCB（PrintedCirc2印制電路板的主要制作材料：絕緣材料：一般用二氧化硅（SiO2）金屬銅：主要用于印制電路板上的電氣導(dǎo)線，一般還會在導(dǎo)線表面再附上一層薄的絕緣層。焊錫：附著在過孔和焊盤的表面。覆銅板：通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜，就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必需的材料——覆銅板。按電路要求，在覆銅板上蝕刻出導(dǎo)電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實(shí)現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個電路板所需的螺絲孔，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板。...印制電路板的主要制作材料：覆銅板：通過一定的工藝，在絕緣性能3印制板種類根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同可分為：＊單面板＊雙面板＊多層板根據(jù)覆銅板基底材料的不同可分為：＊紙質(zhì)覆銅箔層壓板＊玻璃布覆銅箔層壓板這兩種壓板都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一起，然后經(jīng)過加熱、加壓工藝處理而成。...印制板種類這兩種壓板都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一4目前常用的粘結(jié)樹脂（三種）酚醛樹脂：覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板—使用酚醛樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板。其特點(diǎn)是成本低，主要用作收音機(jī)、電視機(jī)以及其他電子設(shè)備的印制電路板。環(huán)氧樹脂：＊覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板：使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板。其電氣性能和機(jī)械性能均比覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板好，也主要用在收音機(jī)、電視機(jī)以及其他低頻電子設(shè)備中。＊覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板：使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板。是目前使用最廣泛的印制電路板材料之一，具有良好的電氣和機(jī)械性能，耐熱，尺寸穩(wěn)定性好，可在較高溫度下使用。廣泛用作各種電子設(shè)備、儀器的印制電路板。聚四氟乙烯樹脂：覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板—使用聚四氟乙烯樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板。由于其介電性能好（介質(zhì)損耗小、介電常數(shù)低），耐高溫（工作溫度范圍寬），耐潮濕（可以在潮濕環(huán)境下使用），耐酸、堿（即化學(xué)穩(wěn)定性高），是制作高頻、微波電子設(shè)備印制電路板的理想材料，但價格較高。...目前常用的粘結(jié)樹脂（三種）...51、單面板（SingleLayerPCB）定義：一面敷銅，另一面沒有敷銅的電路板，只能在敷銅的一面布線而在另一面放置元件。優(yōu)點(diǎn)：制作簡單，不用打過孔、成本低。缺點(diǎn)：由于只能單面布線，而且導(dǎo)線不能交錯，所以當(dāng)電路較為復(fù)雜時，布線有一定困難。通常用于較簡單的電路。...1、單面板（SingleLayerPCB）...6焊錫面：單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實(shí)現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該面稱為焊錫面。元件面：沒有銅膜的一面用于安放元件，該面稱為元件面。單面板...焊錫面：單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件單面板..72、雙面板（DoubleLayerPCB）定義：兩面敷銅，中間為絕緣層，兩面均可布線。通常是在頂層放置元件，在頂層和底層兩面進(jìn)行走線。一般需要由過孔或焊盤連通。優(yōu)點(diǎn)：兩面可以布線，而且導(dǎo)線可以交錯，所以布線容易得多，可以應(yīng)付較為復(fù)雜的電路，提高了電路板的集成度。缺點(diǎn)：在雙面板中，需要制作金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單面板多，制作較復(fù)雜，成本高。...2、雙面板（DoubleLayerPCB）...8雙面板基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個面上，該面同樣稱為“元件面”，另一面稱為“焊錫面”。...雙面板基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面93、多層板（MultiLayerPCB）定義：包括多個工作層面，一般指3層以上的電路板。它在雙面板的基礎(chǔ)上加了內(nèi)部電源層、內(nèi)部接地層及多個中間信號層。通常層數(shù)為偶數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：

＊大大提高了電路板的集成度：隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越復(fù)雜。＊能適用較高工作頻率：如今器件工作頻率越來越高，只有多層板能滿足布線和電磁屏蔽要求，單面板和雙面板都無法滿足。缺點(diǎn)：層數(shù)增加，制作工藝更加復(fù)雜，成本更高。...3、多層板（MultiLayerPCB）...10多層板（四層）上、下層是信號層（元件面和焊錫面），在上、下兩層之間還有電源層和地線層。穿透式過孔盲過孔隱蔽式過孔...多層板（四層）上、下層是信號層（元件面和焊錫面）11在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化過孔實(shí)現(xiàn)。引腳焊盤貫穿整個電路板。用于實(shí)現(xiàn)不同層電氣互連的金屬化過孔最好也貫穿整個電路板，以方便鉆孔加工，在經(jīng)過特定工藝處理后，不會造成短路。...在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化127.1.2元件的封裝技術(shù)元件封裝：指實(shí)際元件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點(diǎn)位置。僅僅是空間的概念。＊不同元件可共用同一個元件封裝形式。如8031、8255都是直插雙列40引腳器件，封裝形式都是DIP40；＊同種元件也可以有不同的封裝形式。如RES3代表電阻，它的封裝形式有CR3225-1210、CR5025-2010、CR6322-2512等。元件的封裝技術(shù)：指將元件焊接到PCB上時采用的方式...7.1.2元件的封裝技術(shù)元件封裝：指實(shí)際元件焊接到電路板13元件封裝技術(shù)的種類：插入式封裝技術(shù)（ThroughHoleTechnology,THT）：將元件放置在板子的一面，并將元件的管腳穿過板子焊在另一面上。＊優(yōu)點(diǎn)：THT的元件與PCB連接的構(gòu)造比較好，例如排線的插座和類似的接插件都需要能耐壓力，通常是THT封裝。＊缺點(diǎn)：占用的空間較多，單位面積可放置的元件較少。表面黏貼式封裝技術(shù)（SurfaceMountedTechnology,SMT）：零件的管腳與元件焊接在板子同一側(cè)，不需鉆孔。＊優(yōu)點(diǎn)：SMT的元件所占空間較小，且可以在板子的兩面都放置，SMT的PCB板上零件更加密集，多用于工業(yè)產(chǎn)品中。＊缺點(diǎn)：管腳和焊點(diǎn)小，人工焊接困難，多用于工業(yè)生產(chǎn)中。...元件封裝技術(shù)的種類：...14管殼的外觀，引腳形狀，封裝SOPQFPPGAZIPSIPDIPSOJQFJDualIn-LinePackage雙列直插式封裝QuadFlatPackage方型扁平式封裝SmallOutlinePackage小外形封裝SmalloutlineJ-leadPackage

J型引腳小外形封裝PinGridArrayPACkage插針網(wǎng)格陣列封裝...管殼的外觀，引腳形狀，封裝SOPQFPPGAZIPSIPDI15一、元件封裝1、常見分立元件的封裝（有5種）1）針腳式電阻：封裝系列名為AXIAL-xx，其中AXIAL表示軸狀的封裝方式，xx為數(shù)字，表示該元件兩個焊盤間的距離，單位為Kmil。

0.3英寸=300mil(毫英寸)=7.62mm1英寸=25.4mm2）扁平狀電容：常用RAD-xx作為無極性電容元件封裝?！?.1.3印制電路板的基本概念A(yù)XIAL-0.3RAD-0.3...一、元件封裝§7.1.3印制電路板的基本概念A(yù)XIAL-163）二極管類元件：常用封裝系列名稱為DIODExx，其中xx表示兩焊盤間距離。4）筒狀電容：常用RBxx-xx作為有極性（電解）電容元件封裝。RB后的兩個數(shù)字分別表示焊盤之間的距離和圓筒的直徑，單位是英寸。如RB7.6/15表示此元件封裝焊盤間距為7.6英寸，圓筒的直徑為15英寸。DIODE-0.7RB7.6-15...3）二極管類元件：常用封裝系列名稱為DIODExx，175）三極管類元件NPNPNPNMOS-2或PMOS-2MOSFET-N...5）三極管類元件NPNPNPNMOS-2或PMOS-182、常見集成電路的封裝DIP40BCERQUAD52QFP80A...2、常見集成電路的封裝DIP40BCERQUAD52QFP819二、導(dǎo)線即銅膜導(dǎo)線，是板子上的敷銅經(jīng)過蝕刻處理形成的一定寬度和形狀的導(dǎo)線，用以實(shí)現(xiàn)電氣連接。三、飛線飛線：一種預(yù)拉線，電路板設(shè)計在引入網(wǎng)絡(luò)表后，元件之間的連接都是采用飛線指示連接關(guān)系。 兩者區(qū)別：飛線只是一種形式上的連接，沒有電氣意義；而導(dǎo)線有電氣意義。 兩者關(guān)系：飛線指示導(dǎo)線的實(shí)際布置，導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)飛線的意圖。...二、導(dǎo)線...20四、助焊膜和阻焊膜按膜所處的位置及作用分助焊膜（ToporBottomSolderMask）：是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是綠色板子上比焊盤略大一點(diǎn)的淺色圓斑。阻焊膜（ToporBottomPasteMask）：作用正好相反，為了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘焊。因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層膜，用于阻止這些部分上錫。五、層（Layer）Protel的層是印制板材料本身實(shí)實(shí)在在的銅箔層。 注意：布線時一旦選定了所用印制板的層數(shù)，務(wù)必關(guān)閉那些未被使用的層，以免布線出現(xiàn)差錯。...四、助焊膜和阻焊膜...21六、焊盤焊盤（Pad）：作用是放置焊錫、連接導(dǎo)線和元件引腳。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、震動、受熱情況和受力方向等因素。...六、焊盤...22七、過孔過孔（Via）：作用是連接不同板層的導(dǎo)線。共3種＊穿透式過孔：從頂層貫通到底層＊盲過孔：從頂層貫通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層＊隱蔽過孔：內(nèi)層間的隱蔽過孔。八、絲印層（Overlay）為方便電路的安裝和維修，需要在印制板的上、下兩表面印制上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號。如元件標(biāo)號和標(biāo)稱值、元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期。...七、過孔...237.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程準(zhǔn)備原理圖或網(wǎng)絡(luò)表設(shè)置參數(shù)規(guī)劃電路板裝入元件封裝裝入網(wǎng)絡(luò)表元件布局布線覆銅和補(bǔ)淚滴保存和輸出DRC檢查...7.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程準(zhǔn)備原理圖或網(wǎng)247.3ProtelDXPPCB編輯器的使用1、顯示區(qū)域的縮放2、顯示整個文件3、顯示整張圖紙4、顯示整個電路板5、顯示選定區(qū)域6、顯示選定的對象7、以上一次的比例顯示8、以鼠標(biāo)為中心顯示9、刷新顯示區(qū)域10、拖動顯示區(qū)域7.3.1PCB編輯顯示區(qū)域的管理PCB面板...7.3ProtelDXPPCB編輯器的使用1、顯示區(qū)257.3.2使用PCB面板瀏覽PCB1、打開PCB文件（*.pcbdoc）， 進(jìn)入PCB編輯器2、打開PCB面板3、選擇PCB面板的顯示內(nèi)容4、瀏覽網(wǎng)絡(luò)5、瀏覽元件6、瀏覽設(shè)計規(guī)則7、飛線編輯器8、內(nèi)部板層編輯器9、放大顯示...7.3.2使用PCB面板瀏覽PCB1、打開PCB文件（*267.3.3PCB編輯器的編輯功能1、Undo操作2、剪切、復(fù)制和粘貼3、選中4、取消選中5、刪除6、移動7、跳轉(zhuǎn)...7.3.3PCB編輯器的編輯功能1、Undo操作...277.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖P180...7.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖P180...287.5設(shè)置參數(shù)一、圖紙參數(shù)設(shè)置（DesignBoardOptions）...7.5設(shè)置參數(shù)一、圖紙參數(shù)設(shè)置（DesignBoard29二、PCB編輯器參數(shù)設(shè)置（ToolsPreferences）1、General選項(xiàng)設(shè)置...二、PCB編輯器參數(shù)設(shè)置（ToolsPreferences302、Display選項(xiàng)設(shè)置...2、Display選項(xiàng)設(shè)置...313、Show/Hide選項(xiàng)設(shè)置...3、Show/Hide選項(xiàng)設(shè)置...324、Defaults選項(xiàng)設(shè)置...4、Defaults選項(xiàng)設(shè)置...33......347.6規(guī)劃電路板7.6.1Protel2004工作層面簡介共74個工作層面信號層(SignalLayers)：用來放置元件和布置與信號有關(guān)的導(dǎo)線，共32個內(nèi)部電源/接地層(InternalPlanes)：主要用于布置電源線和接地線，共16個機(jī)械層(MechanicalLayers)：用于定義PCB的物理參數(shù)，共16個防護(hù)層(MaskLayers)：用于防護(hù)電路板上不希望鍍上焊錫的地方，共4個絲印層(Silkscreen)：用于繪制元件封裝的輪廓和元件注釋，共2個其他工作層面：共4個，DrillGuide;Keep-OutLayer;DrillDrawing;Multi-Layer...7.6規(guī)劃電路板7.6.1Protel2004工作層面357.6.2層面管理器執(zhí)行菜單元DesignLayerStackManager1、添加一個信號層2、添加一個內(nèi)部電源/接地層3、刪除一個層面4、改變層面的層疊次序5、編輯層面的屬性...7.6.2層面管理器執(zhí)行菜單元DesignLayerS367.6.2層面管理器...7.6.2層面管理器...377.6.2層面管理器6、選擇絕緣層的層疊類型7、設(shè)置頂層/底層絕緣層8、使用電路板模板...7.6.2層面管理器6、選擇絕緣層的層疊類型...387.6.3設(shè)置工作層面DesignDoardLayers&Colors設(shè)置各個工作層面的顯示與隱藏以及外觀顏色等。雙面板PCB設(shè)計時，常用的工作層面有TopLayer、BottomLayer、Mechanical1、KeepoutLayer、Multi-Layer、TopOverlay，系統(tǒng)已默認(rèn)顯示。此外飛線層ConnectionsandFromTos在設(shè)計時也十分必要設(shè)置為顯示，其他參數(shù)按系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。...7.6.3設(shè)置工作層面DesignDoardLayer397.6.4繪制電路板外形1、在機(jī)械層繪制電路板物理邊界（Mechanical1）命令：PlaceLine或2、設(shè)置電路板外形命令：DesignBoardShape制板時用物理邊界制作電路板外形輪廓。ProtelDXP用電路板外形確定內(nèi)電層的外形尺寸以及為其他工具提供電路板邊界信息。...7.6.4繪制電路板外形1、在機(jī)械層繪制電路板物理邊界（M407.6.5設(shè)定電路邊界在Keep-OutLayer繪制電路板電氣邊界命令：PlaceLine或...7.6.5設(shè)定電路邊界在Keep-OutLayer繪制電417.7裝入元件封裝...7.7裝入元件封裝...427.8裝入網(wǎng)絡(luò)表從原理圖更新PCB1、在同一個工程中添加一個PCB文件并保存，在原理圖編輯器中執(zhí)行DesignUpdatePCB

Document，彈出EngineeringChangeOrder對話框7.8.1在原理圖編輯器中更新PCB2、在彈出對話框中進(jìn)行更新設(shè)置，包括檢查更新的可行性（ValidateChanges）；執(zhí)行更新（ExecuteChanges）；預(yù)覽更新報告（ReportChanges）等7.8.2在PCB編輯器中更新PCB1、在同一個工程中添加一個PCB文件并保存，在PCB編輯器中執(zhí)行DesignImportChangesFrom，彈出同樣對話框，進(jìn)行同樣的更新設(shè)置...7.8裝入網(wǎng)絡(luò)表從原理圖更新PCB1、在同一個工程中添加一437.9元件布局7.9.1自動布局命令：ToolsComponentPlacementAutoPlacer自動布局只能作為一種輔助手段<100忽略優(yōu)化過程...7.9元件布局7.9.1自動布局命令：ToolsCom447.9元件布局7.9.1自動布局中止自動布局ToolsComponentPlacementStopAutoPlacer設(shè)置推擠元件的深度ToolsComponentPlacementSetShoveDepth推擠元件ToolsComponentPlacementShove...7.9元件布局7.9.1自動布局中止自動布局Tools457.9.2手動布局1、布局原則接插件的安裝位置要符合設(shè)計要求；元件在PCB板上布置的位置平衡、疏密有致，不能出現(xiàn)頭重腳輕的情況；散熱要求。發(fā)熱元件的放置位置要合理、散熱要通暢，不能干擾到電路其他部分工作；電解電容、晶振、鍺管等熱敏元件要與發(fā)熱元件保持一定距離；盡量做到按模塊布局；盡量使連線的距離最短、交叉最少。順序：先布置與機(jī)械尺寸有關(guān)的器件并鎖定這些器件，然后是大的、核心的元件，最后是外圍的小元件。...7.9.2手動布局1、布局原則接插件的安裝位置要符合設(shè)計要467.9.2手動布局2、調(diào)整元件位置首先將較大的元件放置在合適位置；然后按模塊放置其他元件；最后放置其他外圍元件。...7.9.2手動布局2、調(diào)整元件位置首先將較大的元件放置在合473、排列和對齊命令：EditAlignAlignUtilities工具條...3、排列和對齊命令：EditAlignAlignUtil484、調(diào)整標(biāo)注命令：EditAlignPositionComponentText...4、調(diào)整標(biāo)注命令：EditAlignPositionC495、放置固定螺絲孔6、3D效果預(yù)覽7、更改元件封裝放置固定用焊盤ViewBoardin3D...5、放置固定螺絲孔6、3D效果預(yù)覽7、更改元507.10布線設(shè)定布線規(guī)則部分線路手動預(yù)布線自動布線手動調(diào)整...7.10布線設(shè)定布線規(guī)則部分線路手動預(yù)布線自動布線手動調(diào)整517.10.1設(shè)定設(shè)計規(guī)則1、設(shè)計規(guī)則介紹電氣類布線類防護(hù)層類內(nèi)電層類命令：DesignRules布線前首先制定詳細(xì)的布線規(guī)則，如線寬、間距、過孔類型等；有特殊要求的手動預(yù)布線，例如電源線、高速線路等；其他線路用自動布線功能；最后對自動布線結(jié)果手動調(diào)整。...7.10.1設(shè)定設(shè)計規(guī)則1、設(shè)計規(guī)則介紹電氣類命令：Des527.10.2自動布線1、布線策略命令：AutoRouteSetup自動布線前，不僅要設(shè)定PCB設(shè)計規(guī)則，還要選擇適當(dāng)?shù)牟季€策略。...7.10.2自動布線1、布線策略命令：AutoRoute532、自動布線...2、自動布線...547.10.3手動布線1、編輯飛線2、繪制導(dǎo)線3、推擠布線4、自動刪除回路5、放置過孔6、放置焊盤7、拆線PCB面板，下拉列表中選From-ToEditorPlace

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Un-Route...7.10.3手動布線1、編輯飛線PCB面板，下拉列表中選557.11覆銅和補(bǔ)淚滴7.11.1覆銅命令：PlacePolygonPour或是指在電路板上放置一層銅膜，一般將其接地，可增強(qiáng)電路抗干擾能力，并提高電路板強(qiáng)度。...7.11覆銅和補(bǔ)淚滴7.11.1覆銅命令：Place567.11.2補(bǔ)淚滴命令：ToolsTeardrops淚滴是指在導(dǎo)線與焊盤連接處的淚滴狀的過渡區(qū)域。補(bǔ)淚滴可增強(qiáng)連接處的強(qiáng)度。...7.11.2補(bǔ)淚滴命令：ToolsTeardrops577.12其他放置工具7.12.1放置填充命令：PlaceFill...7.12其他放置工具7.12.1放置填充命令：Pla587.12.1放置圖形1、Line2、Arc(Center)Arc(Edge)Arc(AnyAngel)FullCircle7.12.2放置字符串7.12.3放置坐標(biāo)7.12.4放置元件...7.12.1放置圖形1、Line2、Arc(Center597.13DRC檢查命令：ToolsDesignRuleCheck...7.13DRC檢查命令：ToolsDesignRul60......61......62第7章PCB設(shè)計基礎(chǔ)7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識7.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程7.3ProtelDXPPCB編輯器的使用7.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖7.5設(shè)置參數(shù)7.6規(guī)劃電路板7.7裝入元件封裝7.8裝入網(wǎng)絡(luò)表7.9元件布局7.10布線7.11覆銅和補(bǔ)淚滴7.12其他放置工具7.13DRC檢查7.14打印和輸出7.15創(chuàng)建項(xiàng)目元件庫...第7章PCB設(shè)計基礎(chǔ)7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識7.11637.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識PCB（PrintedCircuitBoard）：也稱印制電路板，通過印制板上的印制導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實(shí)現(xiàn)元器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說明性文字（如元件輪廓、序號、型號）等均通過印制方法實(shí)現(xiàn)，因此稱為印制電路板。PCB基板是由絕緣隔熱、不易彎曲的材質(zhì)所制成。在整個板子的表面上覆蓋著銅箔。在制造過程中部分銅箔被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成導(dǎo)線，用來提供PCB上零件的電路連接。7.1.1PCB基礎(chǔ)知識...7.1PCB設(shè)計基礎(chǔ)知識PCB（PrintedCirc64印制電路板的主要制作材料：絕緣材料：一般用二氧化硅（SiO2）金屬銅：主要用于印制電路板上的電氣導(dǎo)線，一般還會在導(dǎo)線表面再附上一層薄的絕緣層。焊錫：附著在過孔和焊盤的表面。覆銅板：通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜，就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必需的材料——覆銅板。按電路要求，在覆銅板上蝕刻出導(dǎo)電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實(shí)現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個電路板所需的螺絲孔，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板。...印制電路板的主要制作材料：覆銅板：通過一定的工藝，在絕緣性能65印制板種類根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同可分為：＊單面板＊雙面板＊多層板根據(jù)覆銅板基底材料的不同可分為：＊紙質(zhì)覆銅箔層壓板＊玻璃布覆銅箔層壓板這兩種壓板都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一起，然后經(jīng)過加熱、加壓工藝處理而成。...印制板種類這兩種壓板都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一66目前常用的粘結(jié)樹脂（三種）酚醛樹脂：覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板—使用酚醛樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板。其特點(diǎn)是成本低，主要用作收音機(jī)、電視機(jī)以及其他電子設(shè)備的印制電路板。環(huán)氧樹脂：＊覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板：使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板。其電氣性能和機(jī)械性能均比覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板好，也主要用在收音機(jī)、電視機(jī)以及其他低頻電子設(shè)備中。＊覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板：使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板。是目前使用最廣泛的印制電路板材料之一，具有良好的電氣和機(jī)械性能，耐熱，尺寸穩(wěn)定性好，可在較高溫度下使用。廣泛用作各種電子設(shè)備、儀器的印制電路板。聚四氟乙烯樹脂：覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板—使用聚四氟乙烯樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板。由于其介電性能好（介質(zhì)損耗小、介電常數(shù)低），耐高溫（工作溫度范圍寬），耐潮濕（可以在潮濕環(huán)境下使用），耐酸、堿（即化學(xué)穩(wěn)定性高），是制作高頻、微波電子設(shè)備印制電路板的理想材料，但價格較高。...目前常用的粘結(jié)樹脂（三種）...671、單面板（SingleLayerPCB）定義：一面敷銅，另一面沒有敷銅的電路板，只能在敷銅的一面布線而在另一面放置元件。優(yōu)點(diǎn)：制作簡單，不用打過孔、成本低。缺點(diǎn)：由于只能單面布線，而且導(dǎo)線不能交錯，所以當(dāng)電路較為復(fù)雜時，布線有一定困難。通常用于較簡單的電路。...1、單面板（SingleLayerPCB）...68焊錫面：單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實(shí)現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該面稱為焊錫面。元件面：沒有銅膜的一面用于安放元件，該面稱為元件面。單面板...焊錫面：單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件單面板..692、雙面板（DoubleLayerPCB）定義：兩面敷銅，中間為絕緣層，兩面均可布線。通常是在頂層放置元件，在頂層和底層兩面進(jìn)行走線。一般需要由過孔或焊盤連通。優(yōu)點(diǎn)：兩面可以布線，而且導(dǎo)線可以交錯，所以布線容易得多，可以應(yīng)付較為復(fù)雜的電路，提高了電路板的集成度。缺點(diǎn)：在雙面板中，需要制作金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單面板多，制作較復(fù)雜，成本高。...2、雙面板（DoubleLayerPCB）...70雙面板基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個面上，該面同樣稱為“元件面”，另一面稱為“焊錫面”。...雙面板基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面713、多層板（MultiLayerPCB）定義：包括多個工作層面，一般指3層以上的電路板。它在雙面板的基礎(chǔ)上加了內(nèi)部電源層、內(nèi)部接地層及多個中間信號層。通常層數(shù)為偶數(shù)。優(yōu)點(diǎn)：

＊大大提高了電路板的集成度：隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越復(fù)雜。＊能適用較高工作頻率：如今器件工作頻率越來越高，只有多層板能滿足布線和電磁屏蔽要求，單面板和雙面板都無法滿足。缺點(diǎn)：層數(shù)增加，制作工藝更加復(fù)雜，成本更高。...3、多層板（MultiLayerPCB）...72多層板（四層）上、下層是信號層（元件面和焊錫面），在上、下兩層之間還有電源層和地線層。穿透式過孔盲過孔隱蔽式過孔...多層板（四層）上、下層是信號層（元件面和焊錫面）73在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化過孔實(shí)現(xiàn)。引腳焊盤貫穿整個電路板。用于實(shí)現(xiàn)不同層電氣互連的金屬化過孔最好也貫穿整個電路板，以方便鉆孔加工，在經(jīng)過特定工藝處理后，不會造成短路。...在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化747.1.2元件的封裝技術(shù)元件封裝：指實(shí)際元件焊接到電路板時所指示的外觀和焊點(diǎn)位置。僅僅是空間的概念。＊不同元件可共用同一個元件封裝形式。如8031、8255都是直插雙列40引腳器件，封裝形式都是DIP40；＊同種元件也可以有不同的封裝形式。如RES3代表電阻，它的封裝形式有CR3225-1210、CR5025-2010、CR6322-2512等。元件的封裝技術(shù)：指將元件焊接到PCB上時采用的方式...7.1.2元件的封裝技術(shù)元件封裝：指實(shí)際元件焊接到電路板75元件封裝技術(shù)的種類：插入式封裝技術(shù)（ThroughHoleTechnology,THT）：將元件放置在板子的一面，并將元件的管腳穿過板子焊在另一面上。＊優(yōu)點(diǎn)：THT的元件與PCB連接的構(gòu)造比較好，例如排線的插座和類似的接插件都需要能耐壓力，通常是THT封裝。＊缺點(diǎn)：占用的空間較多，單位面積可放置的元件較少。表面黏貼式封裝技術(shù)（SurfaceMountedTechnology,SMT）：零件的管腳與元件焊接在板子同一側(cè)，不需鉆孔。＊優(yōu)點(diǎn)：SMT的元件所占空間較小，且可以在板子的兩面都放置，SMT的PCB板上零件更加密集，多用于工業(yè)產(chǎn)品中。＊缺點(diǎn)：管腳和焊點(diǎn)小，人工焊接困難，多用于工業(yè)生產(chǎn)中。...元件封裝技術(shù)的種類：...76管殼的外觀，引腳形狀，封裝SOPQFPPGAZIPSIPDIPSOJQFJDualIn-LinePackage雙列直插式封裝QuadFlatPackage方型扁平式封裝SmallOutlinePackage小外形封裝SmalloutlineJ-leadPackage

J型引腳小外形封裝PinGridArrayPACkage插針網(wǎng)格陣列封裝...管殼的外觀，引腳形狀，封裝SOPQFPPGAZIPSIPDI77一、元件封裝1、常見分立元件的封裝（有5種）1）針腳式電阻：封裝系列名為AXIAL-xx，其中AXIAL表示軸狀的封裝方式，xx為數(shù)字，表示該元件兩個焊盤間的距離，單位為Kmil。

0.3英寸=300mil(毫英寸)=7.62mm1英寸=25.4mm2）扁平狀電容：常用RAD-xx作為無極性電容元件封裝?！?.1.3印制電路板的基本概念A(yù)XIAL-0.3RAD-0.3...一、元件封裝§7.1.3印制電路板的基本概念A(yù)XIAL-783）二極管類元件：常用封裝系列名稱為DIODExx，其中xx表示兩焊盤間距離。4）筒狀電容：常用RBxx-xx作為有極性（電解）電容元件封裝。RB后的兩個數(shù)字分別表示焊盤之間的距離和圓筒的直徑，單位是英寸。如RB7.6/15表示此元件封裝焊盤間距為7.6英寸，圓筒的直徑為15英寸。DIODE-0.7RB7.6-15...3）二極管類元件：常用封裝系列名稱為DIODExx，795）三極管類元件NPNPNPNMOS-2或PMOS-2MOSFET-N...5）三極管類元件NPNPNPNMOS-2或PMOS-802、常見集成電路的封裝DIP40BCERQUAD52QFP80A...2、常見集成電路的封裝DIP40BCERQUAD52QFP881二、導(dǎo)線即銅膜導(dǎo)線，是板子上的敷銅經(jīng)過蝕刻處理形成的一定寬度和形狀的導(dǎo)線，用以實(shí)現(xiàn)電氣連接。三、飛線飛線：一種預(yù)拉線，電路板設(shè)計在引入網(wǎng)絡(luò)表后，元件之間的連接都是采用飛線指示連接關(guān)系。 兩者區(qū)別：飛線只是一種形式上的連接，沒有電氣意義；而導(dǎo)線有電氣意義。 兩者關(guān)系：飛線指示導(dǎo)線的實(shí)際布置，導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)飛線的意圖。...二、導(dǎo)線...82四、助焊膜和阻焊膜按膜所處的位置及作用分助焊膜（ToporBottomSolderMask）：是涂于焊盤上，提高可焊性能的一層膜，也就是綠色板子上比焊盤略大一點(diǎn)的淺色圓斑。阻焊膜（ToporBottomPasteMask）：作用正好相反，為了使制成的板子適應(yīng)波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盤處的銅箔不能粘焊。因此在焊盤以外的各部位都要涂覆一層膜，用于阻止這些部分上錫。五、層（Layer）Protel的層是印制板材料本身實(shí)實(shí)在在的銅箔層。 注意：布線時一旦選定了所用印制板的層數(shù)，務(wù)必關(guān)閉那些未被使用的層，以免布線出現(xiàn)差錯。...四、助焊膜和阻焊膜...83六、焊盤焊盤（Pad）：作用是放置焊錫、連接導(dǎo)線和元件引腳。選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、震動、受熱情況和受力方向等因素。...六、焊盤...84七、過孔過孔（Via）：作用是連接不同板層的導(dǎo)線。共3種＊穿透式過孔：從頂層貫通到底層＊盲過孔：從頂層貫通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層＊隱蔽過孔：內(nèi)層間的隱蔽過孔。八、絲印層（Overlay）為方便電路的安裝和維修，需要在印制板的上、下兩表面印制上所需要的標(biāo)志圖案和文字代號。如元件標(biāo)號和標(biāo)稱值、元件外廓形狀和廠家標(biāo)志、生產(chǎn)日期。...七、過孔...857.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程準(zhǔn)備原理圖或網(wǎng)絡(luò)表設(shè)置參數(shù)規(guī)劃電路板裝入元件封裝裝入網(wǎng)絡(luò)表元件布局布線覆銅和補(bǔ)淚滴保存和輸出DRC檢查...7.2ProtelDXPPCB設(shè)計流程準(zhǔn)備原理圖或網(wǎng)867.3ProtelDXPPCB編輯器的使用1、顯示區(qū)域的縮放2、顯示整個文件3、顯示整張圖紙4、顯示整個電路板5、顯示選定區(qū)域6、顯示選定的對象7、以上一次的比例顯示8、以鼠標(biāo)為中心顯示9、刷新顯示區(qū)域10、拖動顯示區(qū)域7.3.1PCB編輯顯示區(qū)域的管理PCB面板...7.3ProtelDXPPCB編輯器的使用1、顯示區(qū)877.3.2使用PCB面板瀏覽PCB1、打開PCB文件（*.pcbdoc）， 進(jìn)入PCB編輯器2、打開PCB面板3、選擇PCB面板的顯示內(nèi)容4、瀏覽網(wǎng)絡(luò)5、瀏覽元件6、瀏覽設(shè)計規(guī)則7、飛線編輯器8、內(nèi)部板層編輯器9、放大顯示...7.3.2使用PCB面板瀏覽PCB1、打開PCB文件（*887.3.3PCB編輯器的編輯功能1、Undo操作2、剪切、復(fù)制和粘貼3、選中4、取消選中5、刪除6、移動7、跳轉(zhuǎn)...7.3.3PCB編輯器的編輯功能1、Undo操作...897.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖P180...7.4準(zhǔn)備網(wǎng)絡(luò)表或原理圖P180...907.5設(shè)置參數(shù)一、圖紙參數(shù)設(shè)置（DesignBoardOptions）...7.5設(shè)置參數(shù)一、圖紙參數(shù)設(shè)置（DesignBoard91二、PCB編輯器參數(shù)設(shè)置（ToolsPreferences）1、General選項(xiàng)設(shè)置...二、PCB編輯器參數(shù)設(shè)置（ToolsPreferences922、Display選項(xiàng)設(shè)置...2、Display選項(xiàng)設(shè)置...933、Show/Hide選項(xiàng)設(shè)置...3、Show/Hide選項(xiàng)設(shè)置...944、Defaults選項(xiàng)設(shè)置...4、Defaults選項(xiàng)設(shè)置...95......967.6規(guī)劃電路板7.6.1Protel2004工作層面簡介共74個工作層面信號層(SignalLayers)：用來放置元件和布置與信號有關(guān)的導(dǎo)線，共32個內(nèi)部電源/接地層(InternalPlanes)：主要用于布置電源線和接地線，共16個機(jī)械層(MechanicalLayers)：用于定義PCB的物理參數(shù)，共16個防護(hù)層(MaskLayers)：用于防護(hù)電路板上不希望鍍上焊錫的地方，共4個絲印層(Silkscreen)：用于繪制元件封裝的輪廓和元件注釋，共2個其他工作層面：共4個，DrillGuide;Keep-OutLayer;DrillDrawing;Multi-Layer...7.6規(guī)劃電路板7.6.1Protel2004工作層面977.6.2層面管理器執(zhí)行菜單元DesignLayerStackManager1、添加一個信號層2、添加一個內(nèi)部電源/接地層3、刪除一個層面4、改變層面的層疊次序5、編輯層面的屬性...7.6.2層面管理器執(zhí)行菜單元DesignLayerS987.6.2層面管理器...7.6.2層面管理器...997.6.2層面管理器6、選擇絕緣層的層疊類型7、設(shè)置頂層/底層絕緣層8、使用電路板模板...7.6.2層面管理器6、選擇絕緣層的層疊類型...1007.6.3設(shè)置工作層面DesignDoardLayers&Colors設(shè)置各個工作層面的顯示與隱藏以及外觀顏色等。雙面板PCB設(shè)計時，常用的工作層面有TopLayer、BottomLayer、Mechanical1、KeepoutLayer、Multi-Layer、TopOverlay，系統(tǒng)已默認(rèn)顯示。此外飛線層ConnectionsandFromTos在設(shè)計時也十分必要設(shè)置為顯示，其他參數(shù)按系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置。...7.6.3設(shè)置工作層面DesignDoardLayer1017.6.4繪制電路板外形1、在機(jī)械層繪制電路板物理邊界（Mechanical1）命令：PlaceLine或2、設(shè)置電路板外形命令：DesignBoardShape制板時用物理邊界制作電路板外形輪廓。ProtelDXP用電路板外形確定內(nèi)電層的外形尺寸以及為其他工具提供電路板邊界信息。...7.6.4繪制電路板外形1、在機(jī)械層繪制電路板物理邊界（M1027.6.5設(shè)定電路邊界在Keep-OutLayer繪制電路板電氣邊界命令：PlaceLine或...7.6.5設(shè)定電路邊界在Keep-OutLayer繪制電1037.7裝入元件封裝...7.7裝入元件封裝...1047.8裝入網(wǎng)絡(luò)表從原理圖更新PCB1、在同一個工程中添加一個PCB文件并保存，在原理圖編輯器中執(zhí)行DesignUpdatePCB

Document，彈出EngineeringChangeOrder對話框7.8.1在原理圖編輯器中更新PCB2、在彈出對話框中進(jìn)行更新設(shè)置，包括檢查更新的可行性（ValidateChanges）；執(zhí)行更新（ExecuteChanges）；預(yù)覽更新報告（ReportChanges）等7.8.2在PCB編輯器中更新PCB1、在同一個工程中添加一個PCB文件并保存，在PCB編輯器中執(zhí)行DesignImportChangesFrom，彈出同樣對話框，進(jìn)行同樣的更新設(shè)置...7.8裝入網(wǎng)絡(luò)表從原理圖更新PCB1、在同一個工程中添加一1057.9元件布局7.9.1自動布局命令：ToolsComponentPlacementAutoPlacer自動布局只能作為一種輔助手段<100忽略優(yōu)化過程...7.9元件布局7.9.1自動布局命令：ToolsCom1067.9元件布局7.9.1自動布局中止自動布局ToolsComponentPlacementStopAutoPlacer設(shè)置推擠元件的深度ToolsComponentPlacementSetSh