1、第第8章章 PCB印制電路板基礎印制電路板基礎 8.1 印制電路板基礎印制電路板基礎8.2 進入進入PCB設計編輯器設計編輯器8.3 設置電路板工作層設置電路板工作層8.4 設置設置PCB電路設計參數電路設計參數8.5 PCB電路設計步驟電路設計步驟 在實際電路設計中，完成原理圖繪制后，最終需要將電路中的實際元件安裝在印制電在實際電路設計中，完成原理圖繪制后，最終需要將電路中的實際元件安裝在印制電路板（路板（Printed Circuit BoardPrinted Circuit Board，簡稱，簡稱PCBPCB）上。原理圖的繪制解決了電路的邏輯連接，而）上。原理圖的繪制解決了電路的邏輯連接

2、，而電路元件的物理連接是靠電路元件的物理連接是靠PCBPCB上的銅箔實現。上的銅箔實現。 1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeA4Date:11-Apr-2008Sheet of File:H:何 勝 軍 honyasheng.ddbDrawn By:+5V+5V+5V1A2KD1LED1A2KD3LED1A2KD2LEDTRIG2Q3R4CVolt5THR6DIS7VCC8GND1U2NE5551122R15.1k1122R25.1KVCC1122C20.01uF1122C10.1uFB1C2E3Q1NPN1122LS1SPEAKER1122R6RE

3、S21122R7470K1122R94701122R8470K1122S1SW-PB1122S2SW-PB1122S3SW-PB1122S4SW-PB1122R3470K1122R4470K1122R5470K1122R102K1122J1POWERVCCPRE4CLK3D2CLR1Q5Q6U6ADM74LS74APRE10CLK11D12CLR13Q9Q8U6BDM74LS74APRE4CLK3D2CLR1Q5Q6U7ADM74LS74A12456U3ADM74LS2091012138U3BDM74LS2012456U4ADM74LS2091012138U4BDM74LS20123U1ADM

4、74LS00智智能能搶搶答答器器123456ABCD654321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:11-Apr-2008Sheet of File:F:高 頻 電 路 高 頻 .ddbDrawn By:1234D1BRIDGE1Vin1GND2+12V3U1uA7812Vin2GND1-12V3U2uA7912Vin2GND1-5V3U4MC79L05Vin3GND2+5V1U3uA78L05CDLEDR110K+C1470+C2470+C4470+C6470+C70.1+C1010+C32K+C910+C810+C50.1GNDGND+5-5+5-515V*2

5、123456J2CON6+12+12-12-12GND123J3CON3GND8.1 印刷電路板基礎印刷電路板基礎8.1.1 印刷電路板的結構印刷電路板的結構單面板：單面板：僅一面敷銅，只能在敷銅的一面布線，布線困難，需要跳線連接不能僅一面敷銅，只能在敷銅的一面布線，布線困難，需要跳線連接不能連通的銅膜線。連通的銅膜線。雙面板：雙面敷銅，雙面都可以布線。雙面板：雙面敷銅，雙面都可以布線。1.多面板：三層以上的電路板，即包括內層的電路板。多面板：三層以上的電路板，即包括內層的電路板。8.1.2 元件封裝元件封裝定義定義 元件封裝是指實際元件焊接到電路板上時所指示的外觀和焊盤位置。封裝僅僅元件封裝

6、是指實際元件焊接到電路板上時所指示的外觀和焊盤位置。封裝僅僅是空間的概念，不同的元件可以使用同一個元件封裝，同種元件也可以有不同是空間的概念，不同的元件可以使用同一個元件封裝，同種元件也可以有不同的封裝形式。的封裝形式。2. 元件封裝和原理圖元件的關系元件封裝和原理圖元件的關系 原理圖中的元件是元件符號，表示單元電路功能模塊，和實際的物理元件沒有關系；原理圖中的元件是元件符號，表示單元電路功能模塊，和實際的物理元件沒有關系； PCB設計中的元件封裝是實際元件的物理尺寸。設計中的元件封裝是實際元件的物理尺寸。屬性對應關系屬性對應關系 原理圖元件原理圖元件 元件封裝元件封裝封裝封裝Footprin

7、t 封裝封裝Footprint 流水號流水號Designator 流水號流水號Designator 元件類型元件類型Part Type 注釋注釋Comment3. 元件封裝的分類元件封裝的分類插針式封裝（插針式封裝（THTTHT）：）：安裝焊接時，元件引腳將通過焊盤中心孔穿過安裝焊接時，元件引腳將通過焊盤中心孔穿過PCB板，板，焊盤層屬性是焊盤層屬性是MultiLayerMultiLayer表貼式封裝（表貼式封裝（SMTSMT）：）：安裝焊接時，引腳是貼附在安裝焊接時，引腳是貼附在PCB板表面上的，板表面上的，焊盤層屬性必須為單一表焊盤層屬性必須為單一表面（面（ToplayerToplayer

8、或或Bottomlayer)Bottomlayer) 元元 件件 的的 封封 裝裝4. 元件封裝的名稱元件封裝的名稱 元件類型焊盤距離（焊盤數）元件外形尺寸元件類型焊盤距離（焊盤數）元件外形尺寸 如電阻的封裝如電阻的封裝AXIAL0.3中的中的0.3表示管腳間距為表示管腳間距為0.3英寸或英寸或300mil（1英寸英寸=1000mil）；雙列直）；雙列直插式插式IC的封裝的封裝DIP8中的中的8表示集成塊的管腳數為表示集成塊的管腳數為8。18封裝類型封裝類型封裝名稱封裝名稱說明（單位英寸）說明（單位英寸）電阻類無源元件電阻類無源元件AXIAL0.3AXIAL1.0數字表示焊盤間距數字表示焊盤間

9、距無源電容元件無源電容元件RAD0.1RAD0.4數字表示焊盤間距數字表示焊盤間距有源電容元件有源電容元件RB.2/.4RB.5/1.0斜杠前的數字表示焊盤間距，斜杠斜杠前的數字表示焊盤間距，斜杠后的數字表示電容外直徑后的數字表示電容外直徑二極管二極管DIODE0.4、DIODE0.7數字表示焊盤間距數字表示焊盤間距晶體管晶體管TO-xxx或或TOxxxxxx表示晶體管的類型表示晶體管的類型可變電阻可變電阻VR1VR5 雙列直插式元件雙列直插式元件DIP-xx或或DIPxxxx表示引腳個數表示引腳個數單列直插式元件單列直插式元件SIP-xx或或SIPxxxx表示引腳個數表示引腳個數石英晶體石英

10、晶體XTAL1常見元件封裝常見元件封裝8.1.3 PCB中的其它設計對象中的其它設計對象銅膜導線（銅膜導線（Track）銅膜導線：銅膜導線： 連接焊盤的銅線，具有電氣連接意義；連接焊盤的銅線，具有電氣連接意義；飛線（預拉線）：飛線（預拉線）：在電路進行自動布線時，供觀察用的類似橡皮筋的網絡連線，網絡飛線不是實際連線，沒有電氣連接意義。2. 焊盤（焊盤（Pad） 焊盤用于放置焊錫、連接導線和元件引腳。焊盤用于放置焊錫、連接導線和元件引腳。 焊盤的分類焊盤的分類插針式：插針式焊盤必須鉆孔插針式：插針式焊盤必須鉆孔表貼式：表面貼片式焊盤無須鉆孔表貼式：表面貼片式焊盤無須鉆孔鉆孔 插針式焊盤 表面貼片

11、式焊盤圖4-3 焊盤示意圖3.過孔（過孔（Via） 用于連通不同板層上的銅膜導線。用于連通不同板層上的銅膜導線。過孔的分類過孔的分類穿透式（穿透式（ThroughThrough）過孔：是穿通所有敷銅層的過孔。）過孔：是穿通所有敷銅層的過孔。盲孔（盲孔（BlindBlind）/ /半隱藏式過孔：從頂層到內層或從內層到底層的過孔。半隱藏式過孔：從頂層到內層或從內層到底層的過孔。埋孔（埋孔（BuriedBuried）/ /隱藏式過孔：在內層之間的過孔。隱藏式過孔：在內層之間的過孔。4. 填充（填充（Fill） 用于制作用于制作PCB插件的接觸面或大面積電源或地。插件的接觸面或大面積電源或地。5.多邊

12、形鋪銅（多邊形鋪銅（Polygon Plane） 用于大面積電源或接地，增強系統抗干擾性。用于大面積電源或接地，增強系統抗干擾性。8.2 進入進入PCB設計編輯器設計編輯器方法方法File/New 菜單菜單選擇選擇PCB Document圖標圖標 雙擊進入設計界面雙擊進入設計界面File/ New 菜單菜單 Wizard頁面頁面雙擊雙擊Printed Circuit Board Wizard圖標圖標參數設置參數設置進入進入PCB管理器封裝庫瀏覽器元件封裝名稱瀏覽器元件封裝瀏覽器當前工作層工 作 區2.編輯器界面縮放（編輯器界面縮放（P143）3.工具欄（工具欄（P144）8.3 設置電路板工作

13、層設置電路板工作層 板層分為敷銅層和非敷銅層，平常所說的幾層板是指敷銅層的層數。一般敷銅板層分為敷銅層和非敷銅層，平常所說的幾層板是指敷銅層的層數。一般敷銅層上放置焊盤、導線等完成電氣連接；在非敷銅層上放置元件描述字符或注釋字符層上放置焊盤、導線等完成電氣連接；在非敷銅層上放置元件描述字符或注釋字符等；還有一些層面用來放置一些特殊的圖形來完成一些特殊的作用或指導生產。等；還有一些層面用來放置一些特殊的圖形來完成一些特殊的作用或指導生產。 敷銅層包括頂層（又稱元件面）、底層（又稱焊接面）、中間層、電源層、地敷銅層包括頂層（又稱元件面）、底層（又稱焊接面）、中間層、電源層、地線層等；非敷銅層包括印

14、記層（又稱絲網層）、禁止布線層、阻焊層、助焊層、鉆線層等；非敷銅層包括印記層（又稱絲網層）、禁止布線層、阻焊層、助焊層、鉆孔層等?？讓拥取?Protel 99SE提供提供32個信號層、個信號層、16個內層、個內層、16個機械層及其它多個非布線層。個機械層及其它多個非布線層。8.3.1 層管理器層管理器 執行執行Design Layer Stack Manager菜單命令，屏幕彈出菜單命令，屏幕彈出Layer Stack Manager（工作層面管理）對話框。（工作層面管理）對話框。圖4-19 工作層面管理對話框（1） 按鈕功能按鈕功能【Add Layer】按鈕可在頂層之下添加中間層按鈕可在頂層

15、之下添加中間層Mid Layer，共可添加，共可添加30層；層；【Add Plane】按鈕可添加內部電源按鈕可添加內部電源/接地層，共可添加接地層，共可添加16層。層。如果要刪除某層，可以先選中該層，然后單擊如果要刪除某層，可以先選中該層，然后單擊【Delete】按鈕；按鈕；單擊單擊【Move Up】按鈕或按鈕或【Move Down】按鈕可以調節工作層面的上下關系。按鈕可以調節工作層面的上下關系。選中某個工作層，單擊選中某個工作層，單擊【Properties】按鈕，可以改變該工作層面的名稱（按鈕，可以改變該工作層面的名稱（Name）和）和敷銅的厚度（敷銅的厚度（Copper thickness

16、）。）。（2）Menu菜單菜單 見見P146圖圖8-17圖4-20 定義工作層8.3.2 層的分類層的分類信號層信號層(Signal layers)。信號層主要用于放置與信號有關的電氣元素，共有。信號層主要用于放置與信號有關的電氣元素，共有32個信號層。其個信號層。其中頂層（中頂層（Top layer）和底層（）和底層（Bottom layer）可以放置元件和銅膜導線，其余）可以放置元件和銅膜導線，其余30個為中間個為中間信號層（信號層（Mid layer130），只能布設銅膜導線，置于信號層上的元件焊盤和銅膜導線代），只能布設銅膜導線，置于信號層上的元件焊盤和銅膜導線代表了電路板上的敷銅區。

17、表了電路板上的敷銅區。 內部電源內部電源/接地層接地層(Internal plane layers)。共有。共有16個電源個電源/接地層（接地層（Plane116），主要用于），主要用于布設電源線及地線，可以給內部電源布設電源線及地線，可以給內部電源/接地層命名一個網絡名，在設計過程中接地層命名一個網絡名，在設計過程中PCB編輯器編輯器能自動將同一網絡上的焊盤連接到該層上?；脽羝茏詣訉⑼痪W絡上的焊盤連接到該層上?；脽羝?12 機械層機械層(Mechanical layers)。共有。共有16個機械層（個機械層（Mech116），一般用于設置印制板的機械外形），一般用于設置印制板的機械外形尺

18、寸、數據標記、裝配說明及其它機械信息。尺寸、數據標記、裝配說明及其它機械信息。絲印層絲印層(Silkscreen layers)。主要用于放置元件的外形輪廓、元件標號和元件注釋等信息，包括頂。主要用于放置元件的外形輪廓、元件標號和元件注釋等信息，包括頂層絲印層層絲印層(Top Overlay)和底層絲印層（和底層絲印層（Bottom Overlay）兩種。）兩種。 助焊膜層（助焊膜層（Solder Mask layers）。涂在焊盤上，提高可焊性能。分為頂層助焊層和底層助焊層。）。涂在焊盤上，提高可焊性能。分為頂層助焊層和底層助焊層。(6)阻焊膜層（阻焊膜層（Paste Mask Layers

19、）。涂在焊盤以外的地方，阻止這些部位上錫。分為頂層阻焊層）。涂在焊盤以外的地方，阻止這些部位上錫。分為頂層阻焊層和底層阻焊層。和底層阻焊層。(7)禁止布線層（禁止布線層（Keep Out Layer）。禁止布線層定義放置元件和布線區域范圍，一般禁止布線區）。禁止布線層定義放置元件和布線區域范圍，一般禁止布線區域必須是一個封閉區域。域必須是一個封閉區域。 (8)多層（多層（Multi Layer）。用于放置電路板上所有的穿透式焊盤和過孔。）。用于放置電路板上所有的穿透式焊盤和過孔。 (9)鉆孔層（鉆孔層（Drill Layers）。鉆孔層提供制造過程的鉆孔信息，包括鉆孔指示圖（）。鉆孔層提供制造

20、過程的鉆孔信息，包括鉆孔指示圖（Drill Guide）和）和鉆孔圖（鉆孔圖（Drill Drawing）。）。8.3.3 層的設置層的設置用用 Layer Stack Manager層管理器設置內層及多層板層管理器設置內層及多層板 執行執行Design Layer Stack Manager菜單命令。菜單命令。圖4-19 工作層面管理對話框2.用菜單命令用菜單命令Design Options打開或關閉層（打開或關閉層（P147圖圖8-18）3.用菜單命令用菜單命令Design Mechanical Layers設置機械層（設置機械層（P148圖圖8-19）4.當前工作層選擇當前工作層選擇 在

21、布線時，必須先選擇相應的工作層，然后再進行布線。在布線時，必須先選擇相應的工作層，然后再進行布線。 設置當前工作層可以用鼠標左鍵單擊工作區下方工作層標簽欄上的某一個工作設置當前工作層可以用鼠標左鍵單擊工作區下方工作層標簽欄上的某一個工作層實現，如圖所示。層實現，如圖所示。 圖4-24 設置當前工作層8.4 設置設置PCB電路設計參數電路設計參數8.4.1 用用Design Options菜單命令設置板層和柵格菜單命令設置板層和柵格1. Layers選項卡選項卡（1）打開或關閉板層）打開或關閉板層（2）System區域區域選中選中DRC Error將違反設計規則的圖件顯示為高亮度；將違反設計規則

22、的圖件顯示為高亮度；選中選中Connect顯示網絡飛線；顯示網絡飛線；選中選中Pad Holes顯示焊盤的鉆孔；顯示焊盤的鉆孔；選中選中Via Holes顯示過孔的鉆孔。顯示過孔的鉆孔。可視柵格設置可視柵格設置Visible 1：第一組可視柵格間距，這組可視柵格只有在工作區放大到一定程度時才：第一組可視柵格間距，這組可視柵格只有在工作區放大到一定程度時才會顯示，一般比第二組可視柵格間距??；會顯示，一般比第二組可視柵格間距?。籚isible 2：第二組可視柵格間距，進入：第二組可視柵格間距，進入PCB編輯器時看到的柵格是第二組可視柵格。編輯器時看到的柵格是第二組可視柵格。 2.Options選項卡選項卡Snap X(Y）：設置光標在）：設置光標在X(Y)方向上的位移量