第1章電路設(shè)計基礎(chǔ)知識

內(nèi)容導(dǎo)航目標(biāo)設(shè)置建立電路、電路板的基本概念內(nèi)容設(shè)置電路與電路圖的基本概念；印制電路板設(shè)計、工藝設(shè)計及生產(chǎn)流程能力培養(yǎng)具備電路基本知識及專業(yè)素養(yǎng)能力本章特色通過豐富的圖片介紹電路的基本概念及印制電路板的生產(chǎn)流程1.1電路的基本概念1、什么是電路

電路又稱導(dǎo)電回路或電子回路，是電流流過的回路，是用金屬導(dǎo)線將電氣、電子部件（如電阻、電容、電感、二極管、三極管、電源和開關(guān)等）按一定方式連接起來構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。2、電路的分類根據(jù)電路中流過的電流性質(zhì)，一般把電路分為直流電路和交流電路兩種，直流電通過的電路稱為“直流電路”，交流電通過的電路稱為“交流電路”。根據(jù)電路所處理信號的不同，電路可以分為模擬電路和數(shù)字電路。1.2電路圖

電路圖是指反映電路中元器件之間電氣連接關(guān)系的圖，在日常的工作中，電路圖通常是指電路原理圖。電路圖是所有電子產(chǎn)品的“檔案”，掌握電路圖是從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)、裝配、調(diào)試及維修的重要基礎(chǔ)。

根據(jù)電路應(yīng)用的行業(yè)領(lǐng)域的不同，電路中常涉及電路框圖、電路原理圖、印制電路板圖、電路元器件分布圖、電路板裝配圖、電路點位圖和電路實物圖等概念，而且容易混淆，下面分別加以說明。1．電路框圖

電路框圖又稱電路方框圖，是一種用方框、線段和箭頭表示電路各組成部分之間的相互關(guān)系的功能圖，其中每個方框都表示一個單元電路，線段和箭頭則表示單元電路之間的關(guān)系和電路中信號的走向。

圖1-2

調(diào)光臺燈的電路框圖

電路原理圖是由代表不同電子元器件的元器件符號、各元器件符號之間的連線及連線之間的節(jié)點所構(gòu)成的一種圖紙，是電子產(chǎn)品中最常見的一種電路圖（日常所說的“電路圖”主要是指電路原理圖）。

2．電路原理圖圖1-3

調(diào)光臺燈的電路原理圖

印制電路板圖是一種布線圖，是用于制作印制電路板的圖紙，印制電路板圖又稱印制線路板圖，簡稱印制圖或PCB（PrintedCircuitBoard）圖。印制電路板圖一般包含印制線路（銅箔線條）和接點，調(diào)光臺燈的印制電路板圖如圖1-4所示。3．印制電路板圖圖1-4

調(diào)光臺燈的印制電路板圖電路元器件分布圖是一種能直觀表示實物電路中元器件實際分布情況的圖。4．電路元器件分布圖

圖1-5

調(diào)光臺燈的電路元器件分布圖電路板裝配圖是電子產(chǎn)品整機裝配圖的一部分，電路板裝配圖上的符號往往是電子元器件的實物外形圖。5．電路板裝配圖6．電路點位圖

電路點位圖是一種電子文檔格式，該文檔主要包含印制電路板圖和電路板圖上元器件的名稱、電壓、電流及該元器件與其他元器件之間的連接關(guān)系等信息。7．電路實物圖

電路實物圖就是電子電路的實際物體圖片，也就是在印制電路板上安裝元器件后的實物圖，

印制電路板又稱印制線路板，簡稱印制板或PCB，由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元器件的焊盤組成，如圖1-7所示。1．印制電路板簡介1.3印制電路板

圖1-7

印制電路板2．印制電路板的組成

目前的印制電路板主要由以下幾部分組成。

（1）印制線（Pattern）（2）介電層（Dielectric）（3）孔（ThroughHole/Via）（4）焊盤（SolderingPad）（5）元器件面（ComponentSide）（6）焊接面（SolderSide）（7）阻焊層（SolderResistant/SolderMask）1）根據(jù)印制電路板的層數(shù)來分

印制電路板可分為單面板、雙面板和多層板。常見的多層板一般為4層板或6層板，復(fù)雜的多層板可達(dá)幾十層。3．印制電路板的分類（1）單面板。（a）單面板頂層（b）單面板底層圖1-8單面板（2）雙面板（a）雙面板頂層（b）雙面板底層圖1-9雙面板

在絕緣基板上制成三層或三層以上電路的電路板稱為多層板（Multi-LayerBoards），它是由幾層較薄的單面板或雙面板黏合而成的，其厚度一般為1.2～2.5mm，如圖1-16所示。（3）多層板

圖1-16多層電路板拼接示意圖多層板結(jié)構(gòu)示意圖2）Cadenceallegro3）PADS4）Proteus1）Protel/AltiumDesigner4．印制電路板設(shè)計軟件1）繪制電路原理圖2）生成網(wǎng)絡(luò)表3）設(shè)計PCB圖4）PCB圖保存與提交1．印制電路板（PCB）圖的設(shè)計步驟1.4印制電路板圖設(shè)計基礎(chǔ)1）印制電路板圖的整體布局2）印制電路板圖的元器件布局3）印制電路板圖的導(dǎo)線布局4）印制電路板圖的焊盤布局5）印制電路板圖的導(dǎo)線寬度設(shè)計6）印制電路板圖的導(dǎo)線間距設(shè)計7）印制電路板圖的導(dǎo)線圖形設(shè)計2．印制電路板圖的布局1.4印制電路板圖設(shè)計基礎(chǔ)1.5印制電路板的生產(chǎn)工藝和制作過程1.5.1印制電路板的生產(chǎn)工藝現(xiàn)代印制電路板的制造工藝主要分為減成法、加成法和積層法。1．減成法

利用化學(xué)品或機械將空白的電路板（即鋪有一塊完整金屬箔的電路板）上不需要的地方除去，余下的地方便是需要的電路，稱為減成法。2．加成法

在絕緣基材表面有選擇地沉積導(dǎo)電金屬而形成導(dǎo)電圖形（電路圖）的方法，稱為加成法。3．積層法

積層法是制作多層板的方法之一，是在制作內(nèi)層后才包上外層，再對外層用減成法或加成法處理的一種方法。不斷重復(fù)積層法的動作，可以得到更多層的多層板，此為順序積層法。1．用電路設(shè)計軟件設(shè)計印制電路板圖1.5.2簡單印制電路板的制作過程2．打印印制電路板圖（PCB圖）3．裁剪覆銅板4．預(yù)處理覆銅板5．轉(zhuǎn)印電路板6．腐蝕電路板7．電路板鉆孔8．電路板預(yù)處理1.6印制電路板組裝過程1.5.3印制電路板的工業(yè)生產(chǎn)過程

本章對電路設(shè)計所涉及的電路基本概念及印制電路板設(shè)計、生產(chǎn)流程進行了介紹，為后續(xù)的電路設(shè)計積累設(shè)計經(jīng)驗。根據(jù)工程教育認(rèn)證的要求，通過學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，學(xué)生可具備電路、PCB及PCB生產(chǎn)流