第3章 多谐振荡器PCB图的设计课件.ppt
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1、 电子线路CAD 第第3 3章章 多谐振荡器多谐振荡器PCBPCB图的设计图的设计教学目的及要求:教学目的及要求: 1.熟悉印刷电路板的基础知识熟悉印刷电路板的基础知识 2.熟悉掌握用熟悉掌握用PCB向导来创建向导来创建PCB板板 3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装装 4.熟练掌握用熟练掌握用Update PCB命令原理图信息导命令原理图信息导入到目标入到目标PCB文件文件复习并导入新课复习并导入新课第第2章章 绘制多谐振荡器电路原理图绘制多谐振荡器电路原理图 2.1 项目及工作空间介绍项目及工作空间介绍 2.2 创建一个新项目创建一个新项目 2.3
2、 创建一个新的原理图图纸创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤创建一个新的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置进行一般的原理图参数设置 2.4 绘制原理图绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件在原理图中放置元件 2.4.2 连接电路连接电路 2.4.3 网络与网络标记网络与网络标记 2.5 编译项目编译项目3.1 3.1 印制电路板的基础知识印制电路板的基础知识 印制电路板英文简称为印制电路板英文简称为PCB(Printed Circle Boar
3、d)如图)如图3-2所示。所示。印制电路板的结构原理印制电路板的结构原理为:在塑料板上印制导为:在塑料板上印制导电铜箔,用铜箔取代导电铜箔,用铜箔取代导线,只要将各种元件安线,只要将各种元件安装在印制电路板上,铜装在印制电路板上,铜箔就可以将它们连接起箔就可以将它们连接起来组成一个电路。来组成一个电路。 图图3-2 PCB板板1 1印制电路板的种类印制电路板的种类 根据层数分类,印制电路板可分为单面板、根据层数分类,印制电路板可分为单面板、双面板和多层板。双面板和多层板。 (l)单面板)单面板 单面印制电路板只有一面有导电铜箔,另一单面印制电路板只有一面有导电铜箔,另一面没有。在使用单面板时,
4、通常在没有导电面没有。在使用单面板时,通常在没有导电铜箔的一面安装元件,将元件引脚通过插孔铜箔的一面安装元件,将元件引脚通过插孔穿到有导山铜箔的一面,导电铜箔将元件引穿到有导山铜箔的一面,导电铜箔将元件引脚连接起来就可以构成电路或电子设备。单脚连接起来就可以构成电路或电子设备。单面板成本低,但因为只有一面有导电铜箔,面板成本低,但因为只有一面有导电铜箔,不适用于复杂的电子设备。不适用于复杂的电子设备。(2 2)双面板)双面板 双面板包括两层:顶层(双面板包括两层:顶层(Top Layer)和底层()和底层(Bottom Layer)。与单面板不同,双面板的两层都有导电铜)。与单面板不同,双面板
5、的两层都有导电铜箔,其结构示意图如图箔,其结构示意图如图3-3所示。双面板的每层都可所示。双面板的每层都可以直接焊接元件,两层之间可以通过穿过的元件引以直接焊接元件,两层之间可以通过穿过的元件引脚连接,也可以通过过孔实现连接。过孔是一种穿脚连接,也可以通过过孔实现连接。过孔是一种穿透印制电路板并将两层的铜箔连接起来的金属化导透印制电路板并将两层的铜箔连接起来的金属化导电圆孔。电圆孔。图图3-3 双面板双面板(3 3)多层板)多层板多层板是具有多个导电层的电路板。多层板的结构示意图如图多层板是具有多个导电层的电路板。多层板的结构示意图如图3-4所示。所示。它除了具有双面板一样的顶层和底层外,在内
6、部还有导电层,内部层一它除了具有双面板一样的顶层和底层外,在内部还有导电层,内部层一般为电源或接地层,顶层和底层通过过孔与内部的导电层相连接。多层般为电源或接地层,顶层和底层通过过孔与内部的导电层相连接。多层板一般是将多个双面板采用压合工艺制作而成的,适用于复杂的电路系板一般是将多个双面板采用压合工艺制作而成的,适用于复杂的电路系统。统。图图3-4 多层板多层板2 2元件的封装元件的封装印制电路板是用来安装元件的,而同类型的元件,印制电路板是用来安装元件的,而同类型的元件,如电阻,即使阻值一样,也有大小之分。因而在设如电阻,即使阻值一样,也有大小之分。因而在设计印制电路板时,就要求印制电路板上
7、大体积元件计印制电路板时,就要求印制电路板上大体积元件焊接孔的孔径要大、距离要远。为了使印制电路板焊接孔的孔径要大、距离要远。为了使印制电路板生产厂家生产出来的印制电路板可以安装大小和形生产厂家生产出来的印制电路板可以安装大小和形状符合要求的各种元件,要求在设计印制电路板时,状符合要求的各种元件,要求在设计印制电路板时,用铜箔表示导线,而用与实际元件形状和大小相关用铜箔表示导线,而用与实际元件形状和大小相关的符号表示元件。这里的形状与大小是指实际的符号表示元件。这里的形状与大小是指实际元件元件在印制电路板上的投影。这种与实际元件形状和大在印制电路板上的投影。这种与实际元件形状和大小相同的投影符
8、号称为元件封装。例如,电解电容小相同的投影符号称为元件封装。例如,电解电容的投影是一个圆形,那么其元件封装就是一个圆形的投影是一个圆形,那么其元件封装就是一个圆形符号。符号。(l l)元件封装的分类)元件封装的分类按照元件安装方式,元件封装可以分为直插式和表面粘贴式按照元件安装方式,元件封装可以分为直插式和表面粘贴式两大类。两大类。典型直插式元件封装外型及其典型直插式元件封装外型及其PCB板上的焊接点如图板上的焊接点如图3-5所示。所示。直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中,然后再直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中,然后再焊锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板,所以其焊盘中心必须焊
9、锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板,所以其焊盘中心必须有通孔,焊盘至少占用两层电路板。有通孔,焊盘至少占用两层电路板。 图图3-5 穿孔安装式元件外型及其穿孔安装式元件外型及其PCB焊盘焊盘典型的表面粘贴式封装的典型的表面粘贴式封装的PCB图如图图如图3-6所示。此类封装的焊所示。此类封装的焊盘只限于表面板层,即顶层或底层,采用这种封装的元件的盘只限于表面板层,即顶层或底层,采用这种封装的元件的引脚占用板上的空间小,不影响其他层的布线,一般引脚比引脚占用板上的空间小,不影响其他层的布线,一般引脚比较多的元件常采用这种封装形式,但是这种封装的元件手工较多的元件常采用这种封装形式,但是这种封装的元件手
10、工焊接难度相对较大,多用于大批量机器生产。焊接难度相对较大,多用于大批量机器生产。图图3-6 表面粘贴式封装的器件外型及其表面粘贴式封装的器件外型及其PCB焊盘焊盘(2 2)元件封装的编号)元件封装的编号 常见元件封装的编号原则为:元件封装类型常见元件封装的编号原则为:元件封装类型+焊盘焊盘距离(焊盘数)距离(焊盘数)+元件外型尺寸。可以根据元件的元件外型尺寸。可以根据元件的编号来判断元件封装的规格。例如有极性的电解电编号来判断元件封装的规格。例如有极性的电解电容,其封装为,其中容,其封装为,其中“.2”为焊盘间距,为焊盘间距,“.4”为电容为电容圆筒的外径,圆筒的外径,“RB7.6-15”表
11、示极性电容类元件封装,表示极性电容类元件封装,引脚间距为引脚间距为7.6mm,元件直径为,元件直径为15mm。3 3铜箔导线铜箔导线印制电路板以铜箔作为导线将安装在电路板上的元件连接印制电路板以铜箔作为导线将安装在电路板上的元件连接起来,所以铜箔导线简称为导线(起来,所以铜箔导线简称为导线(Track)。印制电路板的)。印制电路板的设计主要是布置铜箔导线。设计主要是布置铜箔导线。与铜箔导线类似的还有一种线,称为飞线,又称预拉线。与铜箔导线类似的还有一种线,称为飞线,又称预拉线。飞线主要用于表示各个焊盘的连接关系,指引铜箔导线的飞线主要用于表示各个焊盘的连接关系,指引铜箔导线的布置,它不是实际的
12、导线。布置,它不是实际的导线。4 4焊盘焊盘焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡,将元件引脚与铜箔导焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡,将元件引脚与铜箔导线连接起来。焊盘的形式有圆形、方形和八角形,常见的焊线连接起来。焊盘的形式有圆形、方形和八角形,常见的焊盘如图盘如图3-7所示。焊盘有针脚式和表面粘贴式两种,表面粘贴所示。焊盘有针脚式和表面粘贴式两种,表面粘贴式焊盘无须钻孔;而针脚式焊盘要求钻孔,它有过孔直径和式焊盘无须钻孔;而针脚式焊盘要求钻孔,它有过孔直径和焊盘直径两个参数。焊盘直径两个参数。在设计焊盘时,要考虑到元件形状、引脚大小、安装形式、在设计焊盘时,要考虑到元件形状、引脚大小、安装形式
13、、受力及振动大小等情况。例如,如果某个焊盘通过电流大、受力及振动大小等情况。例如,如果某个焊盘通过电流大、受力大并且易发热,可设计成泪滴状(后面章节会介绍)。受力大并且易发热,可设计成泪滴状(后面章节会介绍)。图图3-7 常见焊盘常见焊盘5 5助焊膜和阻焊膜助焊膜和阻焊膜 为了使印制电路板的焊盘更容易粘为了使印制电路板的焊盘更容易粘上焊锡,通常在焊盘上涂一层助焊上焊锡,通常在焊盘上涂一层助焊膜。另外,为了防止印制电路板不膜。另外,为了防止印制电路板不应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡,应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡,在这些铜箔上一般要涂一层绝缘层在这些铜箔上一般要涂一层绝缘层(通常是绿色透明的膜)
14、,这层膜(通常是绿色透明的膜),这层膜称为阻焊膜。称为阻焊膜。6 6过孔过孔双面板和多层板有两个以上的导电层,导电层之间相互绝缘,双面板和多层板有两个以上的导电层,导电层之间相互绝缘,如果需要将某一层和另一层进行电气连接,可以通过过孔实如果需要将某一层和另一层进行电气连接,可以通过过孔实现。过孔的制作方法为:在多层需要连接处钻一个孔,然后现。过孔的制作方法为:在多层需要连接处钻一个孔,然后在孔的孔壁上沉积导电金属(又称电镀),这样就可以将不在孔的孔壁上沉积导电金属(又称电镀),这样就可以将不同的导电层连接起来。过孔主要有穿透式和盲过式同的导电层连接起来。过孔主要有穿透式和盲过式3-8所示。所示
15、。穿透式过孔从顶层一直通到底层,而盲过孔可以从顶层通到穿透式过孔从顶层一直通到底层,而盲过孔可以从顶层通到内层,也可以从底层通到内层。内层,也可以从底层通到内层。过孔有内径和外径两个参数,过孔的内径和外径一般要比焊过孔有内径和外径两个参数,过孔的内径和外径一般要比焊盘的内径和外径小。盘的内径和外径小。图图3-8 过孔的两种形式过孔的两种形式7 7丝印层丝印层 除了导电层外,印制电路板还有丝印除了导电层外,印制电路板还有丝印层。丝印层主要采用丝印印刷的方法层。丝印层主要采用丝印印刷的方法在印制电路板的顶层和底层印制元件在印制电路板的顶层和底层印制元件的标号、外形和一些厂家的信息。的标号、外形和一
16、些厂家的信息。3.23.2创建一个新的创建一个新的PCBPCB文件文件 在将原理图设计转换为在将原理图设计转换为PCB设计之前,需要设计之前,需要创建一个有最基本的板子轮廓的空白创建一个有最基本的板子轮廓的空白PCB。在在Altium Designer中创建一个新的中创建一个新的PCB设计设计的最简单方法是使用的最简单方法是使用PCB向导,它可让设计向导,它可让设计者根据行业标准选择自己创建的者根据行业标准选择自己创建的PCB板的大板的大小。在向导的任何阶段,设计者都可以使小。在向导的任何阶段,设计者都可以使用用Back按钮来检查或修改以前页的内容。按钮来检查或修改以前页的内容。 要使用要使用
17、PCBPCB向导来创建向导来创建PCBPCB,完成,完成以下步骤:以下步骤: 1在在Files面板的底部的面板的底部的New from template单元单击单元单击PCB Board Wizard创建新的创建新的PCB。如果这个选项没有显示在屏幕。如果这个选项没有显示在屏幕上,单击向上的箭头图标关闭上面的一些单元。上,单击向上的箭头图标关闭上面的一些单元。 2PCB Board Wizard打开打开,设计者首先看见的是介绍页设计者首先看见的是介绍页,点点Next按钮继续。按钮继续。 3设置度量单位为英制(设置度量单位为英制(Imperial)。注意:)。注意:1000 mils = 1 i
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