第10讲+PCB设计基础及实训.ppt

第10讲 PCB设计基础及实训
主要内容
一、印制电路板概述
二、印制电路板的种类
三、PCB设计中的基本组件
四、Protel 2004 PCB编辑器使用
五、印制电路板的工作层面
六、PCB编辑器使用(实训)
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印制电路板(Printed Circuit Board,简称PCB,也称印制线路板、印制板)是指以绝缘基板为基础材料加工成一定尺寸的板,在其上面至少有一个导电图形(印制导线)及所有设计好的孔(如元件孔、机械安装孔及金属化孔等),以实现元器件之间的电气互连。
在电子设备中,印制电路板通常起三个作用。
⑴为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。
⑵提供电路的电气连接。
⑶用标记符号将板上所安装的各个元器件标注出来,便于插装、检查及调试。
目前的印制电路板一般以铜箔覆在绝缘板(基板)上,故亦称覆铜板。
一、印制电路板概述
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⑴单面印制板
单面板是用于仅有一面覆有铜箔的绝缘基板制作而成的,因此它只有一面具有导电图形(印制导线),另一面则用于安放元件。单面板的生产成本较低,但只能在一面布线,因此主要用于线路简单、工作效率较低的电子产品,如收音机、电视机等。

二、印制电路板的种类
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⑵双面印制板
双面板是用两面都有铜箔的绝缘基板制作而成的,因此它的两面都可以制作导电图形,而且两个面上的导电图形可以通过“过孔”实现连接。双面板通常将元件安放在顶面,底面一般用于焊接元件引脚,但对于一些比较特殊的元件(表面贴装元件),则常将其安放在导电图形一侧。双面板成本略高,但布线比较自由,应用广泛,例如对电气性能要求较高的通信设备等。
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⑶多层印制板
多层板是通过在多块单面板或双面板之间渗入绝缘介质并将它们压合在一起而得到的,它的顶面、底面和中间层面均可布线,层与层之间相互绝缘,不同层之间可以通过“过孔”进行连接。处于中间层面上的导电图形也需要通过“过孔”引出,以便与元器件的引脚连接。
多层板具有可布线层数多,走线方便、连线短、布通率高等特点,比较适用于布线密度较高的复杂电路。
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图示为四层板剖面图。通常在电路板上,元件放在顶层(元件面),而底层(焊接面)一般是焊接用的。对于SMD元件,顶层和底层都可以放元件。
元件也分为两大类,传统的元件是通孔式元件,通常这种元件体积较大,且电路板上必须钻孔才能插装;较新的设计一般采用体积小的表面贴片式元件(SMD),这种元件不必钻孔,利用钢模将半熔状锡膏倒入电路板上,再把SMD元件放上去,即可焊接在电路板上。
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⑴刚性印制板。刚性印制板是指以刚性基材制成的PCB,常见的PCB一般是刚性PCB,如计算机中的板卡、家电中的印制板等。
⑵挠性印制板(也称柔性印制板、软印制板)。挠性印制板是以软性绝缘材料为基材的PCB。由于它能进行折叠、弯曲和卷绕,因此可以节约60%~90%的空间,为电子产品小型化、薄型化创造了条件,它在计算机、打印机、自动化仪表及通信设备中得到广泛应用。
⑶刚-挠性印制板。刚-挠性印制板指利用软性基材,并在不同区域与刚性基材结合制成的PCB,主要用于印制电路的接口部分。
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三、PCB设计中的基本组件
(Layer)
板层分为敷铜层和非敷铜层,平常所说的几层板是指敷铜层的层面数。一般在敷铜层上放置焊盘、线条等完成电气连接;在非敷铜层上放置元件描述字符或注释字符等;还有一些层面(如禁止布线层)用来放置一些特殊的图形来完成一些特殊的作用或指导生产。
敷铜层一般包括顶层(又称元件面)、底层(又称焊接面)、中间层、电源层、地线层等;非敷铜层包括印记层(又称丝网层、丝印层)、板面层、禁止布线层、阻焊层、助焊层、钻孔层等。
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对于一个批量生产的电路板而言,通常在印制板上铺设一层阻焊剂,阻焊剂一般是绿色或棕色,除了要焊接的地方外,其它地方根据电路设计软件所产生的阻焊图来覆盖一层阻焊剂,这样可以快速焊接,并防止焊锡溢出引起短路;而对于要焊接的地方,通常是焊盘,则要涂上助焊剂。
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(Pad)
焊盘:用于固定元器件引脚或引出连线、测试线等,它有圆形和方形等多种形状。在焊盘处放置引脚和融化的焊锡,等焊锡冷却凝固后,即可将元件牢牢固定住。
焊盘分为插针式及表面贴片式两大类,其中插针式焊盘必须钻孔,表面贴片式焊盘无须钻孔。
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