印刷电路板的层课件

认识PCB板宋晓虹认识PCB板宋晓虹1印刷电路板的层课件2原始材料敷铜板原始材料敷铜板3通过打孔、制作线路层后的裸板通过打孔、制作线路层后的裸板4添加了保护的阻焊及字符的成品添加了保护的阻焊及字符的成品5印刷电路板的板层结构 印刷电路板常见的板层结构包括单层板（Single Layer PCB）、双层板（Double Layer PCB）和多层板（Multi Layer PCB）三种。单面板一面有敷铜，一面没有敷铜，设计时，只能在一面单面板一面有敷铜，一面没有敷铜，设计时，只能在一面进行布线并放置元件。不需要打过孔。单面板由于成本低而进行布线并放置元件。不需要打过孔。单面板由于成本低而被广泛采用。被广泛采用。但是由于只能在一面上进行走线，所以设计要但是由于只能在一面上进行走线，所以设计要比双面板或多层板困难得多。比双面板或多层板困难得多。印刷电路板的板层结构 印刷电路板常6印刷电路板的板层结构双面板：双面板包括顶层（双面板：双面板包括顶层（Top Layer）和底层）和底层（Bottom Layer）两层，顶层一般为元件面，底）两层，顶层一般为元件面，底层一般为焊锡层面。双面板的双面都可以敷铜，层一般为焊锡层面。双面板的双面都可以敷铜，都可以布线。双面板的电路一般比单面板的电路都可以布线。双面板的电路一般比单面板的电路复杂，但布线容易操作，是制作电路板比较理想复杂，但布线容易操作，是制作电路板比较理想的选择的选择印刷电路板的板层结构双面板：双面板包括顶层（Top Laye7多层板：多层板包含了多个工作层的电路板。除了顶层、多层板：多层板包含了多个工作层的电路板。除了顶层、底层以外，还包括中间层、内部电源或接地层等。底层以外，还包括中间层、内部电源或接地层等。印刷电路板的板层结构 随着电子技术的高速发展，电子产品越来越精密，电随着电子技术的高速发展，电子产品越来越精密，电路板也就越来越复杂，多层电路板的应用也越来越广泛。路板也就越来越复杂，多层电路板的应用也越来越广泛。多层电路板一般指三层以上的电路板。多层电路板一般指三层以上的电路板。多层板：多层板包含了多个工作层的电路板。除了顶层、底层以外，8 印刷电路板的印刷电路板的“层层”不是虚拟的，而是印刷板材料本不是虚拟的，而是印刷板材料本身实实在在的铜箔层。身实实在在的铜箔层。Protel的的PCB板包括许多类型的工板包括许多类型的工作层，如信号层（作层，如信号层（Signal Layers）、内部电源层）、内部电源层（Internal Planes）、机械层（）、机械层（Mechanical Layers）等。）等。上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用上下位置的表面层与中间各层需要连通的地方用“过过孔（孔（Via）”来沟通。来沟通。信号层：主要用于布线，也可以放置一些与电气信号信号层：主要用于布线，也可以放置一些与电气信号有关的电气实体。有关的电气实体。ProtelDXP 2004提供了提供了32个信号层，包个信号层，包括顶层、底层和括顶层、底层和30个中间层（个中间层（Mid）。其中顶层一般用于放）。其中顶层一般用于放置元件，底层放置焊锡元件，中间层主要用于放置信号走置元件，底层放置焊锡元件，中间层主要用于放置信号走线线/PCB中的层 信号层：主要用于布线，也可以放置一些与电气信号9PCB中的层内部电源层（内部电源层（Internal Planes）主要用于连接电源网络）主要用于连接电源网络和接地网络，也可连接其他网络。和接地网络，也可连接其他网络。ProtelDXP 2004提供提供了了16个内部电源层，以满足使用。个内部电源层，以满足使用。对于多板层设计，需要使用大面积的电源和地，从而导致对于多板层设计，需要使用大面积的电源和地，从而导致电源和接地网络很复杂，因此需要用整片铜膜建立一个内电源和接地网络很复杂，因此需要用整片铜膜建立一个内部电源层，再通过过孔与电路板的表层电源层网络连接，部电源层，再通过过孔与电路板的表层电源层网络连接，从而简化电源布线。从而简化电源布线。PCB中的层内部电源层（Internal Planes）主10PCB中的层（3）机械层（）机械层（Mechanical Layers）机械层主要用于放置标注和说明等，例如尺机械层主要用于放置标注和说明等，例如尺寸标记、过孔信息、数据资料、装配说明等。寸标记、过孔信息、数据资料、装配说明等。Protel DXP 2004提供了提供了16个机械层，它们是个机械层，它们是Mechanical1Mechanical16。可以在打印或绘。可以在打印或绘制其他层时加上机械层，这样机械层上的基准信制其他层时加上机械层，这样机械层上的基准信息也可以被打印或绘制出来。息也可以被打印或绘制出来。PCB中的层（3）机械层（Mechanical Layers11PCB中的层（4）阻焊层和锡膏防护层（）阻焊层和锡膏防护层（Mask）阻焊层用于放置阻焊剂，防止在焊接时由于阻焊层用于放置阻焊剂，防止在焊接时由于焊锡扩张引起短路，焊锡扩张引起短路，Protel DXP 2004提供了提供了Top Solder（顶层）和（顶层）和Bottom Solder（底层）（底层）两个阻焊层，设计时如果使用阻焊层，将匹配焊两个阻焊层，设计时如果使用阻焊层，将匹配焊盘和过孔盘和过孔 锡膏防护层主要用于安装表面粘贴元件锡膏防护层主要用于安装表面粘贴元件（SMD），），Protel DXP 2004提供了提供了Top Paste（顶层）和（顶层）和Bottom Paste（底层）两个锡（底层）两个锡膏防护层。这是表帖元器件的安装工艺所需要的，膏防护层。这是表帖元器件的安装工艺所需要的，无表帖元器件时不需要使用该层无表帖元器件时不需要使用该层PCB中的层（4）阻焊层和锡膏防护层（Mask）12PCB中的层（5）丝印层（）丝印层（Silkscreen）丝印层主要用于绘制元件封装的轮廓线和元件丝印层主要用于绘制元件封装的轮廓线和元件封装文字，以便于用户读板，封装文字，以便于用户读板，如元器件的外形轮如元器件的外形轮廓、标号和参数等廓、标号和参数等。Protel DXP 2004提供了提供了Top Overlayer（顶层）和（顶层）和Bottom Overlayer（底层）两个丝印层，在丝印层（底层）两个丝印层，在丝印层（Silkscreen）做的所有标志都是用绝缘材料印制到电路板上，做的所有标志都是用绝缘材料印制到电路板上，不具有导电特性，不会影响到电路的连接。不具有导电特性，不会影响到电路的连接。PCB中的层（5）丝印层（Silkscreen）13PCB中的层（6）其他层（）其他层（Other）其他层主要包括钻孔层、禁止布线层等，主要有：其他层主要包括钻孔层、禁止布线层等，主要有：Drill layer（钻孔层）：用于绘制钻孔图及标注钻（钻孔层）：用于绘制钻孔图及标注钻孔的位置，包括孔的位置，包括Drill Guide（钻孔引导）和（钻孔引导）和Drill Drawing（钻孔图层）两种。前者基本不用，后者（钻孔图层）两种。前者基本不用，后者通常用来生成制作通常用来生成制作PCB时的钻孔图片，在时的钻孔图片，在PCB设计设计页面的页面的Drill Drawing 层是看不到钻孔符号的，在层是看不到钻孔符号的，在输出的时候会自动生成。输出的时候会自动生成。KeepOut（禁止布线层）：用于在电路板布局时设（禁止布线层）：用于在电路板布局时设定放置元件和导线的区域边界。定放置元件和导线的区域边界。Multi Layer（多层）：用于设置多层面，此层上（多层）：用于设置多层面，此层上放置的对象将贯穿所有信号板层，内层板层和阻焊放置的对象将贯穿所有信号板层，内层板层和阻焊层等，常用于放置跨板层对象，如焊盘、导孔等层等，常用于放置跨板层对象，如焊盘、导孔等Connect（飞线层）：用于显示飞线（导入网络表（飞线层）：用于显示飞线（导入网络表时产生的预拉线）时产生的预拉线）PCB中的层（6）其他层（Other）14PCB中的层 对于手工绘制双面印制电路板来说，使用最多的是Top Layers(顶层铜箔布线)、Bottom Layers（底层铜箔布线）和Top Silkscreen(顶层丝印层)。一般顶层用红色、底层用蓝色、文字及符号用绿色或白色、焊盘和过孔用黄色。PCB中的层 对于手工绘制双面印制电路板来说，使15学习PCB板设计，我们需要做什么？板的大小，单面、双面，还是多层板？元件的位置摆放（布局）？如何连接导线？考虑电路板设置的电磁兼容问题。测试学习PCB板设计，我们需要做什么？板的大小，单面、双面，还是16PCB设计中的图件1.元件封装（也称元件）元件封装（也称元件）元件封装指实际元件焊接到电路板时指示的元件封装指实际元件焊接到电路板时指示的外观和焊点位置，它是实际元件引脚和印制电路外观和焊点位置，它是实际元件引脚和印制电路板上的焊点一致的保证。由于元件封装只是元件板上的焊点一致的保证。由于元件封装只是元件的外观和焊点位置，即仅仅是空间的概念，因此的外观和焊点位置，即仅仅是空间的概念，因此不同的元件可共用一个封装；另一个方面，同一不同的元件可共用一个封装；另一个方面，同一种元件也可有不同的封装。如电阻的封装形式有种元件也可有不同的封装。如电阻的封装形式有AXIAL-0.3 AXIAL-0.4 AXIAL-0.5 电阻的封装形式如图电阻的封装形式如图所示，后面的数字表示所示，后面的数字表示形状大小，数字越大，形状大小，数字越大，形状越大形状越大PCB设计中的图件1.元件封装（也称元件）AXIAL-0.317PCB设计中的图件二极管的封装二极管的封装三极管的封装三极管的封装双列直插式集成电路封装双列直插式集成电路封装Protel DXP连接件封装连接件封装PCB设计中的图件二极管的封装18PCB设计中的图件焊盘焊盘 焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元焊盘的作用是放置焊锡、连接导线和元件引脚；可以单独放在一层或多个板层上。件引脚；可以单独放在一层或多个板层上。焊盘的形状有圆形、矩形、圆角矩形或八焊盘的形状有圆形、矩形、圆角矩形或八边形等，根据元件本身来确定。其中焊盘边形等，根据元件本身来确定。其中焊盘直径和焊盘孔径可在直径和焊盘孔径可在01000mil之间变化。之间变化。焊焊盘盘直直径径焊焊盘盘孔孔径径PCB设计中的图件焊盘焊盘直径焊盘孔径19PCB设计中的图件导孔（也称过孔）导孔（也称过孔）过孔的作用是连接不同板层的导线，有过孔的作用是连接不同板层的导线，有3种，即从顶层种，即从顶层贯通到底层的穿透式导孔，从顶层到内层或从内层通到底贯通到底层的穿透式导孔，从顶层到内层或从内层通到底层的盲导孔和层间的隐藏导孔。层的盲导孔和层间的隐藏导孔。导孔有两个尺寸，即导孔直径和通孔直径。通孔的孔壁导孔有两个尺寸，即导孔直径和通孔直径。通孔的孔壁由与导线相同的材料构成，用于连接不同板层的导线。由与导线相同的材料构成，用于连接不同板层的导线。PCB设计中的图件导孔（也称过孔）20PCB设计中的图件 除了上面介绍的元件、导线、焊盘、过孔外，还有一些印制电路板上的其他图件，以后在详细介绍。PCB设计中的图件 除了上面介绍的元件、导21PCB设计方法PCB设计方法主要有三种：全自动设计、全手工设设计方法主要有三种：全自动设计、全手工设计和半自动设计计和半自动设计全自动设计全自动设计：利用protel提供的各种自动化工具进行印制电路板的设计工作。优缺点优缺点：周期短，但是由于但是人工智能还不完善，因此设计还有缺陷全手工设计全手工设计：利用protel提供的各种PCB绘制工具进行设计工作 优缺点优缺点：设计从实际出发，产品比较完美，但是设计费时费力，有时还有人为的错误半自动布局半自动布局：是目前用得比较多的方式，结合了自动化设计和手工设计的特点，省时省力，设计的灵活性也比较大。PCB设计方法PCB设计方法主要有三种：全自动设计、全手工设22PCB设计流程u准备网络报表准备网络报表：主要指电路原理图的设计及网络报表的生成。有时也可以不进行：主要指电路原理图的设计及网络报表的生成。有时也可以不进行原理图绘制，直接进入原理图绘制，直接进入PCB设计系统设计系统u规划印制电路板规划印制电路板：主要是对电路板的初步规划，如板的大小，采用几层电路、元：主要是对电路板的初步规划，如板的大小，采用几层电路、元件采用什么封装形式等。确定电路板设计的框架件采用什么封装形式等。确定电路板设计的框架u设置相关参数设置相关参数：设置元件的布置参数、板层参数和布线参数等：设置元件的布置参数、板层参数和布线参数等u导入网络表及元件封装导入网络表及元件封装：网络报表是电路板布线的灵魂，也是原理图设计系统与：网络报表是电路板布线的灵魂，也是原理图设计系统与印制电路板设计系统的接口。只有将网络报表装入后，才可能完成对电路板的自动印制电路板设计系统的接口。只有将网络报表装入后，才可能完成对电路板的自动布线。元件封装就是元件的外形，每个装入的元件都必须有相应的外形封装布线。元件封装就是元件的外形，每个装入的元件都必须有相应的外形封装u元件的布局元件的布局：可以由：可以由protel自动进行，并自动将元件布置在电路板边框内自动进行，并自动将元件布置在电路板边框内u自动布线自动布线：protel DXP2004引入了先进的技术，只要参数设置得当，元件布局面引入了先进的技术，只要参数设置得当，元件布局面合理，自动布线成功率很高（几乎是合理，自动布线成功率很高（几乎是100%）u手工调整手工调整：在自动布线结束后，对不满意的地方进行手工调整：在自动布线结束后，对不满意的地方进行手工调整u文件保存及输出文件保存及输出：完成布线后，可以将完成的：完成布线后，可以将完成的PCB文件保存，利用输出设备（打文件保存，利用输出设备（打印机或绘图仪）输出电路板的布线图。印机或绘图仪）输出电路板的布线图。PCB设计流程准备网络报表：主要指电路原理图的设计及网络报表23 请大家将前段时间所有课件上传到自己的空间中课程的相应栏目中 请大家将前段时间所有课件上传到自己的空间中课程24