[印刷电路版(PCB)的设计]

1、1第十一章第十一章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计（补充内容）（补充内容） 主要内容主要内容11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识11.2 原理图设计原理图设计11.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计11.4 印制电路技术印制电路技术121 印刷电路板的种类印刷电路板的种类 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 刚性与挠性印刷电路板刚性与挠性印刷电路板 单层、双层和多层印刷电路板单层、双层和多层印刷电路板 231 印刷电路板的种类印刷电路板的种类 刚性与挠性印刷电路板刚性与挠性印刷电路板 单层、双层和多层印刷电路板单层、双层和多层印刷电路板 印刷电

2、路板的材料印刷电路板的材料 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识342 元器件的封装形式元器件的封装形式 元器件的封装形式与印刷电路板的排版设计密切相关，它关系到设计时元器件的封装形式与印刷电路板的排版设计密切相关，它关系到设计时如何设置焊盘、以何种方式将元器件固定在印刷电路板上等问题。元器件的如何设置焊盘、以何种方式将元器件固定在印刷电路板上等问题。元器件的基本封装形式很多，下面仅举几个例子进行说明。基本封装形式很多，下面仅举几个例子进行说明。 分离封装分离封装 分离封装是一般分离元件的封装形式。分离元件种类繁多，管脚形式多分离封装是一般分离元件的封装形式。分离元件种类繁多，管

3、脚形式多样，同一种元件的管脚排列也不尽相同。例如，同是小功率三极管，有一字样，同一种元件的管脚排列也不尽相同。例如，同是小功率三极管，有一字形排列的，也有三角形排列的。在排版设计时，必须查出或测出管脚的间距，形排列的，也有三角形排列的。在排版设计时，必须查出或测出管脚的间距，调用调用CADCAD软件库中相应的焊盘类型。软件库中相应的焊盘类型。11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识45 双列直插式封装双列直插式封装(DIP)(DIP) 双列直插式封装，英文简称双列直插式封装，英文简称DIP(Dual DIP(Dual lnln-line Package)-line Package)，

4、如图所示。如图所示。它们大多为中小规模集成器件，其相邻管脚的间距为它们大多为中小规模集成器件，其相邻管脚的间距为2 254mm54mm。常用的封装常用的封装有：有：8 8、1414、1616、1818、2020、2828、3232、4040脚，多于脚，多于4040脚一般采用其他封装形式。脚一般采用其他封装形式。 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识56 针阵式封装针阵式封装(PGP) 针阵式封装针阵式封装(PGPPin Grid Package)是超大规模集成电路的一种封装是超大规模集成电路的一种封装形式，它有几十条管脚，管脚与管壳垂直按矩阵形式排列，如图所示。由于形式，它有几十

5、条管脚，管脚与管壳垂直按矩阵形式排列，如图所示。由于管脚数量多，排列密集，所以，一般要用多层印刷电路板，至少是双面板。管脚数量多，排列密集，所以，一般要用多层印刷电路板，至少是双面板。 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识67 表面贴装器件表面贴装器件(SMD)(SMD) 在采用表面贴工艺的印刷电路板上，分离元件和集成元件都采用表面贴在采用表面贴工艺的印刷电路板上，分离元件和集成元件都采用表面贴装器件装器件(SMDSurfaceMountDevice)，封装形式多样，如图所示。封装形式多样，如图所示。11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识78 PGA & PLCCPG

6、A & PLCC PGA(Pin-Grid Array)针栅针栅阵列封装阵列封装 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)塑料引线片式载体封装塑料引线片式载体封装11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识89 HDPLDHDPLD典型器件封装型式说明典型器件封装型式说明1 1BGA(Ball Grid Array)BGA(Ball Grid Array) 球状格栅阵列封装球状格栅阵列封装2 2CPGA(Ceramic Pin Grid Array)CPGA(Ceramic Pin Grid Array)陶瓷引脚格栅阵列封装陶瓷引脚格栅阵列封装3 3CQFP(C

7、eramic Quad F1at Pack)CQFP(Ceramic Quad F1at Pack)陶瓷四边有引线扁平封装陶瓷四边有引线扁平封装4 4DIP(Dual In-Line Package)DIP(Dual In-Line Package)双列直插式封装双列直插式封装5 5JLCC(Ceramic J-Lead Chip Carrier)JLCC(Ceramic J-Lead Chip Carrier)陶瓷陶瓷J J型引线片式载体封装型引线片式载体封装6 6MQFP(Metal Quad F1at Pack)MQFP(Metal Quad F1at Pack)金属四边有引线扁平封装金

8、属四边有引线扁平封装7 7PBGA(Plastic Ball Grid Array)PBGA(Plastic Ball Grid Array)塑料球状格栅阵列封装塑料球状格栅阵列封装8 8PDIP(Plastic Dual In-Line Package)PDIP(Plastic Dual In-Line Package)塑料双列直插封装塑料双列直插封装9 9PGA(Pin-Grid Array)PGA(Pin-Grid Array)针栅阵列封装针栅阵列封装1010PLCC(P1astic Leaded Chip Carrier)PLCC(P1astic Leaded Chip Carrier

9、)塑料引线片式载体封装塑料引线片式载体封装1111PQFP(P1astic Quad F1at Pack)PQFP(P1astic Quad F1at Pack)塑料四边有引线扁平封装塑料四边有引线扁平封装1212RQFP(Power Quad F1at Pack)RQFP(Power Quad F1at Pack)功率型四边有引线扁平封装功率型四边有引线扁平封装1313TQFP(Thin(1.4mm)Quad Flat Pack)TQFP(Thin(1.4mm)Quad Flat Pack)细型四边有引线扁平封装细型四边有引线扁平封装1414VQFP(Very Thin(1.0mm)Quad

10、 Fact)VQFP(Very Thin(1.0mm)Quad Fact)超细型四边有引线扁平封装超细型四边有引线扁平封装11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识910器件封装实例器件封装实例 第十一章第十一章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计PLCCDIPSMDSMDSIP分离器件分离器件1011器件封装实例器件封装实例 第十一章第十一章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计BGA球状栅格阵列封装球状栅格阵列封装SMD金手指金手指SMD11123 印刷电路板设计时的常用术语印刷电路板设计时的常用术语 除了前面介绍的有关印刷电路板的术语外，下面再介绍一些设计中的常用除

11、了前面介绍的有关印刷电路板的术语外，下面再介绍一些设计中的常用术语：术语： 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 (1)(1)元件面元件面( (ComponentSideComponentSide) )。大多数元件都安装在其上的那一面。大多数元件都安装在其上的那一面。 (2)(2)焊接面焊接面( (SolderSideSolderSide) )。与元件面相对的那一面。与元件面相对的那一面。 (3)(3)丝印层丝印层(Overlay(Overlay，Top Overlay)Top Overlay)。丝印层是印制在元件面上的一种不导电的图形丝印层是印制在元件面上的一种不导电的图形(

12、(有有时焊接面上也可印丝印层，即时焊接面上也可印丝印层，即Bottom Overlay)Bottom Overlay)，这些图形是一些器件的符号和标号，用这些图形是一些器件的符号和标号，用于标注元件的安装位置，一般通过丝印的方法，将绝缘的白色涂料印制在元件面上。于标注元件的安装位置，一般通过丝印的方法，将绝缘的白色涂料印制在元件面上。 (4)(4)阻焊图。阻焊图。它是为了防止不需要焊接的印刷导线被焊接而绘制的一种图形。在制板过它是为了防止不需要焊接的印刷导线被焊接而绘制的一种图形。在制板过程中，可根据阻焊图的要求将不需要焊接的地方涂一程中，可根据阻焊图的要求将不需要焊接的地方涂一层阻焊剂，只露

13、出需要焊接的部层阻焊剂，只露出需要焊接的部位。使用位。使用CADCAD软件设计软件设计PCBPCB时，当焊接面和元件面设计完成后，软件可自动生成阻焊图。时，当焊接面和元件面设计完成后，软件可自动生成阻焊图。 (5)(5)焊盘焊盘(Land(Land或或Pad)Pad)。用于连接和焊接元件的一种导电图形。用于连接和焊接元件的一种导电图形。 (6)(6)金属化孔金属化孔( (PlatedThroughHolePlatedThroughHole) )。金属化孔也称为通孔，孔壁沉积有金属的孔，主要金属化孔也称为通孔，孔壁沉积有金属的孔，主要用于层间导电图形的电气连接。用于层间导电图形的电气连接。 (7

14、)(7)通孔通孔(Via Hole)(Via Hole)。通孔也称为中继孔，是用于导线转接的一种金属化孔。通孔一般通孔也称为中继孔，是用于导线转接的一种金属化孔。通孔一般只用于电气连接，不用于焊接元件。只用于电气连接，不用于焊接元件。 (8)(8)坐标网格坐标网格(Grid)(Grid)。两组等距离平行正交而成的网格两组等距离平行正交而成的网格 或称为格点或称为格点) )。它用于元器件在。它用于元器件在印刷电路板上的定位，一般要求元件的管脚必须位于网格的交点上，导线不一定按网格印刷电路板上的定位，一般要求元件的管脚必须位于网格的交点上，导线不一定按网格定位。定位。12134 印刷电路板设计常用

15、标准印刷电路板设计常用标准 印刷电路板的设计必须符合有关标准，下面列出几个最基本的标印刷电路板的设计必须符合有关标准，下面列出几个最基本的标准。准。 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 (1)(1)网格尺寸网格尺寸 一般分公制和英制两种标准。最基本的坐标网格间距为一般分公制和英制两种标准。最基本的坐标网格间距为2.5mm2.5mm，当当需要更小的网格时，可采用需要更小的网格时，可采用1.25mm1.25mm和和0.625mm0.625mm。国外生产的集成电路一国外生产的集成电路一般采用英制规范，例如，双列直插式般采用英制规范，例如，双列直插式(DIP)(DIP)的管脚间距为的管

16、脚间距为2.54mm(2.54mm(十分十分之一英寸之一英寸) )，所以，在放置元件时一般可采用英制坐标网格。，所以，在放置元件时一般可采用英制坐标网格。 (2)(2)孔径和焊盘尺寸孔径和焊盘尺寸 标称孔径和最小焊盘直径如表所示。实际制作中，最小孔径受生产标称孔径和最小焊盘直径如表所示。实际制作中，最小孔径受生产印刷电路板的厂家具有的工艺水平的限制，就目前而言，一般选印刷电路板的厂家具有的工艺水平的限制，就目前而言，一般选0.8mm0.8mm以上，焊盘尺寸一般也要比表中所列数据稍大些。以上，焊盘尺寸一般也要比表中所列数据稍大些。 标称孔径与最小焊盘直径标称孔径与最小焊盘直径 单位：单位：mm标

17、称孔径标称孔径0.40.50.60.80.91.01.31.62.0最小焊盘直径最小焊盘直径1.01.01.21.41.51.61.82.53.0131411.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 (3)(3)导线宽度导线宽度 导线宽度没有统一的要求，其最小值应能承受通过这条导线的最导线宽度没有统一的要求，其最小值应能承受通过这条导线的最大电流值。一般应大于大电流值。一般应大于1010密耳密耳(mil(mil，千分之一英寸千分之一英寸) )。考虑到美观整齐，。考虑到美观整齐，导线宽度应尽量一致。但是，地线和电源线的宽度要尽量宽一些，一导线宽度应尽量一致。但是，地线和电源线的宽度要尽量宽

18、一些，一般可取般可取20502050密耳。密耳。 (4)(4)导线间距导线间距 导线之间的距离没有统一的要求，但两条导线之间的最小距离应导线之间的距离没有统一的要求，但两条导线之间的最小距离应满足电气安全要求。考虑到工艺方便，导线间距应大于满足电气安全要求。考虑到工艺方便，导线间距应大于1010密耳，在允密耳，在允许的条件下，导线间距应尽量宽一些，在集成块两管脚之间许的条件下，导线间距应尽量宽一些，在集成块两管脚之间(100mil)(100mil)一般只设计一根导线。当多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀一般只设计一根导线。当多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀一致。一致。 (5)(5)焊

19、盘形状焊盘形状 常用的焊盘形状有常用的焊盘形状有4 4种：方形、圆形、长圆形和椭圆形。最常用的种：方形、圆形、长圆形和椭圆形。最常用的是圆形焊盘。是圆形焊盘。 141511.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识5 5 印刷电路板布局设计印刷电路板布局设计 印刷电路板布局是指安排元器件在板上的位置。印刷电路板布局印刷电路板布局是指安排元器件在板上的位置。印刷电路板布局是整个是整个PCBPCB设计中最重要的一环，对于模拟电路和高频电路尤为关键。设计中最重要的一环，对于模拟电路和高频电路尤为关键。印刷电路板布局的基本原则是：印刷电路板布局的基本原则是： (1)(1)保证电路的电气性能；保证电

20、路的电气性能； (2)(2)便于产品的生产、维护和使用；便于产品的生产、维护和使用； (3)(3)导线尽可能短。导线尽可能短。151611.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识下面先简要介绍一些在布局时要考虑的相关问题：下面先简要介绍一些在布局时要考虑的相关问题： (1)(1)合理选择印刷电路板的层数；合理选择印刷电路板的层数； (2)(2)选择单元电路的位置；选择单元电路的位置； (3)(3)元件的排列元件的排列 安排元件的位置是布局时最关键的一步，需要综合考虑很多因素，安排元件的位置是布局时最关键的一步，需要综合考虑很多因素，一般应考虑多种方案，反复权衡，取长补短。安排元件位置时要

21、考虑一般应考虑多种方案，反复权衡，取长补短。安排元件位置时要考虑的主要问题如下的主要问题如下： 尽量把元件设置在元件面上。尽量把元件设置在元件面上。这样有利于生产和维护。这样有利于生产和维护。 调节方便。调节方便。一些需要调节的元件应安排在规定的位置或便于调节一些需要调节的元件应安排在规定的位置或便于调节的地方。的地方。 散热。散热。对于大功率管、电源变压器等需要散热的器件，应考虑散对于大功率管、电源变压器等需要散热的器件，应考虑散热问题。热问题。161711.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 管脚要顺。管脚要顺。对于对于3 3个管脚以上的元件，必须按管脚顷序放置，个管脚以上的元件

22、，必须按管脚顷序放置，避免管脚扭曲。对于集成块，要注意方向。避免管脚扭曲。对于集成块，要注意方向。 排列整齐均匀，间距合理。排列整齐均匀，间距合理。元件之间的间距要合理，不要堆挤在元件之间的间距要合理，不要堆挤在一起，要考虑到器件外形的实际大小，留有余量。同类元件的间距要一起，要考虑到器件外形的实际大小，留有余量。同类元件的间距要一致，布局应做到整齐、均匀、美观。在印刷电路板边缘要留有一定一致，布局应做到整齐、均匀、美观。在印刷电路板边缘要留有一定距离，一般不小于距离，一般不小于5mm5mm。 在印刷电路板的边缘板面空白处尽量布上地线。在印刷电路板的边缘板面空白处尽量布上地线。 结构稳定。结构

23、稳定。对于较重的元件，要考虑结构的稳定问题。例如，在对于较重的元件，要考虑结构的稳定问题。例如，在垂直放置的印刷电路板上，重的器件要安置在底部：在水平放置的印垂直放置的印刷电路板上，重的器件要安置在底部：在水平放置的印刷电路板上，重的元件应安排在靠近紧固点，还应考虑好该印刷电路刷电路板上，重的元件应安排在靠近紧固点，还应考虑好该印刷电路板本身与其他部件的固定问题。板本身与其他部件的固定问题。 171811.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识6 6 印刷电路板的布线设计印刷电路板的布线设计 布线设计是在布局基布线设计是在布局基本完成后进行的，在布线设本完成后进行的，在布线设计时如果发现

24、布局不合理计时如果发现布局不合理( (如布线困难如布线困难) )，还要调整布，还要调整布局。布线设计的基本考虑是局。布线设计的基本考虑是如何使导线最短，同时要使如何使导线最短，同时要使导线的形状合理。布线设计导线的形状合理。布线设计时的考虑要点如下：时的考虑要点如下： (1)(1)先设计公共通路的导先设计公共通路的导线。线。 (2)(2)按信号流向布线。按信号流向布线。 (3)(3)保持良好的导线形状。保持良好的导线形状。181911.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 (4)(4)双面板布线要求。双面板布线要求。双面板的导线设计与单面板有较大的不同，一般要求双面板的导线设计与单面板

25、有较大的不同，一般要求是：同一层面上的导线方向尽量一致，或者都是水平方向布线或者都是垂直是：同一层面上的导线方向尽量一致，或者都是水平方向布线或者都是垂直方向布线；元件面的导线与焊接面的导线相互垂直；两个层面上的导线连接方向布线；元件面的导线与焊接面的导线相互垂直；两个层面上的导线连接必须通过通孔必须通过通孔。 (5)(5)地线的处理。地线的处理。在印刷电路板的排版设计中，地线的设计是十分重要的，在印刷电路板的排版设计中，地线的设计是十分重要的，有时可能关系到没计的成败。导线必然存在电阻，地线的电阻称为共阻。地有时可能关系到没计的成败。导线必然存在电阻，地线的电阻称为共阻。地线是所有信号电流的

26、公共通路，各种信号电流都将在共阻上产生压降，这些线是所有信号电流的公共通路，各种信号电流都将在共阻上产生压降，这些压降又反作用于电路，形成共阻干扰。共阻干扰严重时将使电路指标无法满压降又反作用于电路，形成共阻干扰。共阻干扰严重时将使电路指标无法满足要求。地线的设计要考虑众多因素，现将足要求。地线的设计要考虑众多因素，现将最基本的要求最基本的要求介绍如下：介绍如下： 数字与模拟电路的地线要分别设置。数字与模拟电路的地线要分别设置。在一块印刷电路板上同时有模拟在一块印刷电路板上同时有模拟电路和数字电路时，必须为它们分别设置地线，在地线的出口处再汇集在一电路和数字电路时，必须为它们分别设置地线，在地

27、线的出口处再汇集在一起。如图是一种模拟与数字电路地线处理的方式，常称为菊花形地线。起。如图是一种模拟与数字电路地线处理的方式，常称为菊花形地线。 地线应尽量宽。地线应尽量宽。为了减小地线共阻的干扰，地线和电源线应尽量宽一为了减小地线共阻的干扰，地线和电源线应尽量宽一些，这是设计地线的最基本要求。些，这是设计地线的最基本要求。192011.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 大面积地线应设计成网状。大面积地线应设计成网状。当地线的面积较大，超过直径为当地线的面积较大，超过直径为25mm25mm的圆的的圆的区域时，应开局部窗口，使地线成为网状。这是因为大面积的铜箔在焊接时，区域时，应开局

28、部窗口，使地线成为网状。这是因为大面积的铜箔在焊接时，受热后容易产生膨胀造成脱落，也容易影响焊接质量。窗口的形式和要求如受热后容易产生膨胀造成脱落，也容易影响焊接质量。窗口的形式和要求如图所示。图所示。2021第十一章第十一章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计 主要内容主要内容 11.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 11.2 原理图设计原理图设计 11.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计 11.4 印制电路技术印制电路技术2122 一般而言，设计电路一般而言，设计电路板最基本的过程可以分为板最基本的过程可以分为三大步骤：三大步骤： (1)(1)电路原理图的设计电

29、路原理图的设计与绘制。与绘制。 (2)(2)产生网络表。产生网络表。 (3)(3)印刷电路板的设计。印刷电路板的设计。 在完成上述基本操作在完成上述基本操作的过程中，用户可进行创的过程中，用户可进行创建项目元件库、编辑新元建项目元件库、编辑新元件、生成元件列表等操作。件、生成元件列表等操作。11.2 原理图设计原理图设计2223 原理图设计的主要任务原理图设计的主要任务 原理图绘制原理图绘制 元件库的编辑、修改与建立元件库的编辑、修改与建立 确定元件的封装确定元件的封装 产生网络表产生网络表 报表文件的生成报表文件的生成( (零件报表、网络比较表、零件报表、网络比较表、零件引脚表等零件引脚表等

30、) ) 电气规则检查电气规则检查(ERC)(ERC) 网表文件的比较网表文件的比较 原理图输出原理图输出11.2 原理图设计原理图设计2324第十章第十章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计 主要内容主要内容 10.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 10.2 原理图设计原理图设计 10.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计 10.4 印制电路技术印制电路技术2425 1 1 电路板工作层面电路板工作层面 电路板可分为单面板、双面板和多层板，除此之外还有可操作的层面。工作层电路板可分为单面板、双面板和多层板，除此之外还有可操作的层面。工作层面就是指在进行面就是指在进行P

31、CBPCB设计时，进行操作的那个电路板层面。设计时，进行操作的那个电路板层面。 (1)(1)信号层信号层(Signal Layer)(Signal Layer)。Protel98Protel98提供了提供了1616种信号层，它们种信号层，它们是是Top LayerTop Layer、Bottom LayerBottom Layer、Mid Layer1Mid Layer1、Mid Layer2Mid Layer14Mid Layer2Mid Layer14。信号层主要用于放置与信号层主要用于放置与信号有关的电气元素，例如，信号有关的电气元素，例如，Top LayerTop Layer为顶层，用

32、于放置元件面，为顶层，用于放置元件面，BottomLayerBottomLayer为为底层，用作焊锡面，底层，用作焊锡面，Mid Layer1Mid Layer14Mid Layer1Mid Layer14为中间信号层为中间信号层。 (2)(2)内层电源内层电源/ /接地层接地层(Internal Plane)(Internal Plane)。ProtelProtel 98 98提供了提供了4 4种内层电源接地层，种内层电源接地层，分别称为分别称为Plane1Plane1、Plane2Plane2、Plane 3Plane 3和和Plane4Plane4。这些层往往用作大面积的电源线或地这些层

33、往往用作大面积的电源线或地线。线。 (3)(3)设置钻孔位置层设置钻孔位置层(Drill Layer)(Drill Layer)。该层主要用于绘制钻孔图及表明孔的位置。该层主要用于绘制钻孔图及表明孔的位置。共包括共包括Drill GridDrill Grid和和Drill DrawingDrill Drawing两项。两项。 (4)(4)阻焊层和防锡膏层阻焊层和防锡膏层(Solder Mask & Paste Mask)(Solder Mask & Paste Mask)。它们分别有它们分别有TopTop和和BottomBottom两两种层面。例如，种层面。例如，Top Solder Mask

34、Top Solder Mask为设置顶层阻焊层，为设置顶层阻焊层，Bottom Solder MaskBottom Solder Mask为没置底为没置底层阻焊层，层阻焊层，Top Paste MaskTop Paste Mask为顶层防锡膏层。为顶层防锡膏层。 (5)(5)丝印层丝印层(Silk screen)(Silk screen)。丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓，包括顶层丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓，包括顶层(Top)(Top)丝印层和底层丝印层和底层(Bottom)(Bottom)丝印层两种。丝印层两种。 (6)(6)其他工作层面其他工作层面(Others)(Others)。包

35、括包括Keep Out Layer(Keep Out Layer(禁止布线层禁止布线层) )、Multi-LayerMulti-Layer多多层层) )等等8 8种种OthersOthers层。层。 此外，还有此外，还有4 4种机械层种机械层(Mechanical Layers)(Mechanical Layers)，也可用于文字标注等功能。也可用于文字标注等功能。注意：最常用的是顶层、底层、丝印层、禁止布线层注意：最常用的是顶层、底层、丝印层、禁止布线层11.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计2526 2 PCB2 PCB设计流程设计流程 (1)(1)准备原理图及网络表准备原理图及网

36、络表 (2)(2)规划电路板规划电路板 (3)(3)启动启动PCBPCB程序并设置参数程序并设置参数 (4)(4)装入网络表及元件封装装入网络表及元件封装 (5)(5)布局布局 (6)(6)自动布线与手工调整自动布线与手工调整 (7)PCB(7)PCB文件的存储及打印输出文件的存储及打印输出11.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计2627第十一章第十一章 印刷电路版印刷电路版(PCB)的设计的设计 主要内容主要内容 10.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 10.2 原理图设计原理图设计 10.3 印刷电路版印刷电路版(PCB)设计设计 10.4 印制电路技术印制电路技术27

37、28 1 1 印刷电路的制造工艺印刷电路的制造工艺 从印刷电路制造工艺的发展来看，基本上遵循以下几个原则：从印刷电路制造工艺的发展来看，基本上遵循以下几个原则： (1)(1)有利于精简生产工序，使生产过程便于实现机械化、自动化。有利于精简生产工序，使生产过程便于实现机械化、自动化。 (2)(2)有利于提高印制板的布线密度、导线精度及其可靠性。有利于提高印制板的布线密度、导线精度及其可靠性。 (3)(3)有利于降低成本、减少浪费及环境污染。有利于降低成本、减少浪费及环境污染。 单面印制板单面印制板 单面印制板一般用于民用产品，如收音机、电视机、电子仪器等。单面印制板一般用于民用产品，如收音机、电

38、视机、电子仪器等。 单面板图形比较简单，一般采用丝网漏印正像图形然后蚀刻出印制板，单面板图形比较简单，一般采用丝网漏印正像图形然后蚀刻出印制板，也可采用光化学生产，其工艺流程如下：也可采用光化学生产，其工艺流程如下： 黑白墨图黑白墨图照相制版照相制版敷铜箔板下料敷铜箔板下料图像转移图像转移( (丝网漏印光化学丝网漏印光化学) ) 蚀刻蚀刻去除抗腐蚀印料去除抗腐蚀印料孔加工孔加工外形加工外形加工检验检验印制阻焊涂料印制阻焊涂料 印制标记符号印制标记符号涂敷助焊剂涂敷助焊剂成品成品注意：黑白墨图、照相制版和孔加工这注意：黑白墨图、照相制版和孔加工这3 3项工序一般由项工序一般由CADCAD控制来完

39、成。控制来完成。11.4 印制电路技术印制电路技术2829 双面印制板双面印制板 双面印制板主要用于性能较高的通信电子设备、高级仪器仪表等场合。双面印制板主要用于性能较高的通信电子设备、高级仪器仪表等场合。 双面板的制造工艺一般分为工艺导线法、堵塞孔法、掩蔽法和图形电双面板的制造工艺一般分为工艺导线法、堵塞孔法、掩蔽法和图形电镀镀- -蚀刻法。使用最多的是图形电镀蚀刻法。使用最多的是图形电镀- -蚀刻法，其工艺流程如下：蚀刻法，其工艺流程如下： 敷铜箔板下料敷铜箔板下料数控钻孔数控钻孔孔金属化孔金属化全板预镀铜全板预镀铜( (黑白墨图黑白墨图) ) 照相制版照相制版光能干膜图像转移光能干膜图像

40、转移图形电镀铜图形电镀铜图形电镀铅锡合金图形电镀铅锡合金 去膜去膜蚀刻蚀刻板边插头镀金板边插头镀金( (银银) ) 外形加工外形加工热熔热熔检验检验 印制阻焊层印制阻焊层印制标记符号印制标记符号成品成品注意：黑白墨图、照相制版和孔加工这注意：黑白墨图、照相制版和孔加工这3 3项工序一般由项工序一般由CADCAD控制来完成。控制来完成。11.4 印制电路技术印制电路技术2930 多层印制板多层印制板 制作多层印制板，对设计电路者而言，利用任何制作多层印制板，对设计电路者而言，利用任何PCBPCB软件都可以比较方软件都可以比较方便地实现；但对制造厂家来说，当布线密度较大时，对工艺要求十分苛刻，便地

41、实现；但对制造厂家来说，当布线密度较大时，对工艺要求十分苛刻，如导线和金属化孔的定位，热压、粘合等工序要求的精度都很高，而电气如导线和金属化孔的定位，热压、粘合等工序要求的精度都很高，而电气性能的检测需用专门的性能的检测需用专门的CADCAD软件，因而整个过程周期较长，成本也很高。制软件，因而整个过程周期较长，成本也很高。制造多层印制板的工艺流程如下：造多层印制板的工艺流程如下： 内层用敷铜箔板内层用敷铜箔板冲定位孔冲定位孔图像转移图像转移蚀刻蚀刻去除抗蚀剂去除抗蚀剂 氧化氧化层压层压数控钻孔数控钻孔清洁清洁孔金属化孔金属化图像转移图像转移图形电镀铜图形电镀铜 图形电镀铅锡合金图形电镀铅锡合金

42、去膜去膜蚀刻蚀刻板边插头镀金板边插头镀金( (银银)外形加工外形加工 热熔热熔检验检验印制阻焊层印制阻焊层印制标记符号印制标记符号成品成品注意：注意： 表面层用敷铜箔板和预浸环氧玻璃布经冲定位孔后加入上述工艺进行表面层用敷铜箔板和预浸环氧玻璃布经冲定位孔后加入上述工艺进行层压。层压。 由由CADCAD控制照相制版、数控钻孔和图像转移等工序。控制照相制版、数控钻孔和图像转移等工序。11.4 印制电路技术印制电路技术30312 2 照相底版照相底版 照相底版的用途照相底版的用途 丝网漏印工艺中丝网模板的制作，例如线路图形、阻焊印料图形、标记丝网漏印工艺中丝网模板的制作，例如线路图形、阻焊印料图形、

43、标记符号图形符号图形 感光照相饰刻工艺中感光掩膜图形，包括线路图形、阻焊干膜需要的照感光照相饰刻工艺中感光掩膜图形，包括线路图形、阻焊干膜需要的照相底版。相底版。 加成法工艺中选择化学镀铜用感光掩膜图形。加成法工艺中选择化学镀铜用感光掩膜图形。 胶印工艺中作印刷母版用照相底版。胶印工艺中作印刷母版用照相底版。 照相底版的制作照相底版的制作 制造照相底版的方法有很多，目前大致分为制造照相底版的方法有很多，目前大致分为3 3类：类： 人工描绘或贴制黑白工艺图，然后照相翻拍成照相底版。人工描绘或贴制黑白工艺图，然后照相翻拍成照相底版。 计算机系统的绘图仪绘制黑白工艺图，再照相成照相底版计算机系统的绘

44、图仪绘制黑白工艺图，再照相成照相底版 计算机系统的光绘图机计算机系统的光绘图机(GERBER)(GERBER)直接制成照相底版。直接制成照相底版。11.4 印制电路技术印制电路技术31323 3 图像转移图像转移 制好照相底版后，下一道工序一般是将底版上的电路图形转移到敷铜制好照相底版后，下一道工序一般是将底版上的电路图形转移到敷铜箔层压板上，也叫图像转移。图像转移大致可分为两种方法箔层压板上，也叫图像转移。图像转移大致可分为两种方法 “ “印制印制- -蚀刻蚀刻”：即用保护性的抗饰材料在敷铜箔层压板上形成比较即用保护性的抗饰材料在敷铜箔层压板上形成比较精确的图形精确的图形( (正相的正相的)

45、 )。那些未被抗蚀材料保护下的不需要铜箔，在随后的。那些未被抗蚀材料保护下的不需要铜箔，在随后的化学蚀刻工序中被去掉。蚀刻后去掉抗蚀层，就得到由铜箔构成的所需电化学蚀刻工序中被去掉。蚀刻后去掉抗蚀层，就得到由铜箔构成的所需电路图像。路图像。 “电镀电镀- -蚀刻蚀刻”：即用电镀层进行负像图像转移，露出的铜表面是要求即用电镀层进行负像图像转移，露出的铜表面是要求的图像，其他部分形成抗镀层，对这些露出的图像清洗处理后，电镀一层的图像，其他部分形成抗镀层，对这些露出的图像清洗处理后，电镀一层金属保护层，形成图形电镀金属保护层，形成图形电镀( (镀铜或铅锡镀铜或铅锡) )。蚀刻工序完成后再将抗镀层去。

46、蚀刻工序完成后再将抗镀层去掉，这里，电镀的金属掉，这里，电镀的金属( (铅锡、金或锡铅锡、金或锡镍镍) )在蚀刻工序中起了抗蚀层的作在蚀刻工序中起了抗蚀层的作用。用。注意：注意： 上述两种方法都要用到有机保护抗蚀剂。一般来说，常用的抗蚀剂及上述两种方法都要用到有机保护抗蚀剂。一般来说，常用的抗蚀剂及图像转移法有图像转移法有3 3类：液体光致抗蚀剂、干膜光致抗蚀剂和丝网漏印。前两类类：液体光致抗蚀剂、干膜光致抗蚀剂和丝网漏印。前两类可用于工艺要求较高的场合。可用于工艺要求较高的场合。11.4 印制电路技术印制电路技术32334 4 电镀和蚀刻电镀和蚀刻 平常意义上的电镀包括化学镀和电镀，其目的是

47、为金属或非金属制品平常意义上的电镀包括化学镀和电镀，其目的是为金属或非金属制品穿上一层穿上一层“外衣外衣”镀层。其应用主要有如下几个方面：镀层。其应用主要有如下几个方面： 金属化孔金属化孔( (孔金属化孔金属化) ) 抗蚀镀层电镀电接点抗蚀镀层电镀电接点( (边缘插头边缘插头) )镀层电镀镀层电镀 蚀刻是制造印刷电路板不可缺少的重要工艺，其目的是将不需要的金蚀刻是制造印刷电路板不可缺少的重要工艺，其目的是将不需要的金属腐蚀掉。无论采用哪种方法进行图像转移，最后都有要进行蚀刻，以便属腐蚀掉。无论采用哪种方法进行图像转移，最后都有要进行蚀刻，以便得到电路图像。得到电路图像。5 5 机械加工机械加工 机械加工主要分孔加工和外形加工。一般圆形孔加工有冲和钻两种方机械加工主要分孔加工和外形加工。一般圆形孔加工有冲和钻两种方法，异形孔有锉、冲、锐等方法