[印刷电路版(PCB)的设计].ppt

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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2021/9/17121 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 2021/9/17231 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

2、单层、双层和多层印刷电路板 印刷电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2021/9/17342 元器件的封装形式元器件的封装形式 元元器器件件的的封封装装形形式式与与印印刷刷电电路路板板的的排排版版设设计计密密切切相相关关，它它关关系系到到设设计计时时如如何何设设置置焊焊盘盘、以以何何种种方方式式将将元元器器件件固固定定在在印印刷刷电电路路板板上上等等问问题题。元元器器件件的的基基本封装形式很多，下面仅举几个例子进行说明。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 分分离离封封装装是是一一般般分分离离元元件件的的封封装装形形式式。分分离

3、离元元件件种种类类繁繁多多，管管脚脚形形式式多多样样，同同一一种种元元件件的的管管脚脚排排列列也也不不尽尽相相同同。例例如如，同同是是小小功功率率三三极极管管，有有一一字字形形排排列列的的，也也有有三三角角形形排排列列的的。在在排排版版设设计计时时，必必须须查查出出或或测测出出管管脚脚的的间间距距，调调用用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2021/9/1745 双列直插式封装双列直插式封装(DIP)(DIP)双双列列直直插插式式封封装装，英英文文简简称称DIP(Dual DIP(Dual ln-line ln-lin

4、e Package)Package)，如如图图所所示示。它它们们大大多多为为中中小小规规模模集集成成器器件件，其其相相邻邻管管脚脚的的间间距距为为2 254mm54mm。常常用用的的封封装装有有：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2021/9/1756 针阵式封装针阵式封装(PGP)针针阵阵式式封封装装(PGPPin Grid Package)是是超超大大规规模模集集成成电电路路的的一一种种封封装装形形式式，它它有有几几十十条条管管

5、脚脚，管管脚脚与与管管壳壳垂垂直直按按矩矩阵阵形形式式排排列列，如如图图所所示示。由由于于管脚数量多，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2021/9/1767 表面贴装器件表面贴装器件(SMD)(SMD)在在采采用用表表面面贴贴工工艺艺的的印印刷刷电电路路板板上上，分分离离元元件件和和集集成成元元件件都都采采用用表表面面贴贴装器件装器件(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

6、识印刷电路版的基本知识2021/9/1778 PGA&PLCC PGA&PLCC PGA(Pin-Grid Array)针栅阵列封装针栅阵列封装 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2021/9/1789 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

7、Grid Array)陶瓷引脚格栅阵列封装陶瓷引脚格栅阵列封装3 3CQFP(Ceramic 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 Pac

8、k)MQFP(Metal Quad F1at Pack)金属四边有引线扁平封装金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

9、Carrier)PLCC(P1astic Leaded Chip Carrier)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

10、细型四边有引线扁平封装1414VQFP(Very Thin(1.0mm)Quad 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2021/9/17910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2021/9/171011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SMD2021/9/1

11、711123 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 除除了了前前面面介介绍绍的的有有关关印印刷刷电电路路板板的的术术语语外外，下下面面再再介介绍绍一一些些设设计计中中的的常常用用术语：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(ComponentSide)(ComponentSide)。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(SolderSide)(SolderSide)。与元件面相对的那一面。与元件面相对的那一面。(3)(3)丝丝印印层层(Overlay(Overlay，Top Top O

12、verlay)Overlay)。丝丝印印层层是是印印制制在在元元件件面面上上的的一一种种不不导导电电的的图图形形(有有时时焊焊接接面面上上也也可可印印丝丝印印层层，即即Bottom Bottom Overlay)Overlay)，这这些些图图形形是是一一些些器器件件的的符符号号和和标标号号，用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)阻阻焊焊图图。它它是是为为了了防防止止不不需需要要焊焊接接的的印印刷刷导导线线被被焊焊接接而而绘绘制制的的一一种种图图形形。在在制制板板过过程程

13、中中，可可根根据据阻阻焊焊图图的的要要求求将将不不需需要要焊焊接接的的地地方方涂涂一一层层阻阻焊焊剂剂，只只露露出出需需要要焊焊接接的的部部位。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)金金属属化化孔孔(PlatedThroughHole)(PlatedThroughHole)。金金属属化化孔孔也也称称为为通通孔孔，孔孔壁壁沉沉积积有有金

14、金属属的的孔孔，主主要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)(7)通通孔孔(Via(Via Hole)Hole)。通通孔孔也也称称为为中中继继孔孔，是是用用于于导导线线转转接接的的一一种种金金属属化化孔孔。通通孔孔一一般般只用于电气连接，不用于焊接元件。只用于电气连接，不用于焊接元件。(8)(8)坐坐标标网网格格(Grid)(Grid)。两两组组等等距距离离平平行行正正交交而而成成的的网网格格 或或称称为为格格点点)。它它用用于于元元器器件件在在印印刷刷电电路路板板上上的的定定位位，一一般般要要求求元元件件的的管管脚脚必必须须位位于于网网格格的的交交点点上上，导导线线

15、不不一一定定按按网网格格定位。定位。2021/9/1712134 印刷电路板设计常用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 一一般般分分公公制制和和英英制制两两种种标标准准。最最基基本本的的坐坐标标网网格格间间距距为为2.5mm2.5mm，当当需需要要更更小小的的网网格格时时，可可采采用用1.25mm1.25mm和和0.625mm0.625mm。国国外外生生产产的的集集成成电电路路一一般般采采用用英英制制规规

16、范范，例例如如，双双列列直直插插式式(DIP)(DIP)的的管管脚脚间间距距为为2.54mm(2.54mm(十十分分之之一一英寸英寸)，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 标标称称孔孔径径和和最最小小焊焊盘盘直直径径如如表表所所示示。实实际际制制作作中中，最最小小孔孔径径受受生生产产印印刷刷电电路路板板的的厂厂家家具具有有的的工工艺艺水水平平的的限限制制，就就目目前前而而言言，一一般般选选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

17、与最小焊盘直径标称孔径与最小焊盘直径 单位：单位：mm标称孔径标称孔径0.40.50.60.80.91.01.31.62.0最小焊盘直径最小焊盘直径1.01.01.21.41.51.61.82.53.02021/9/17131411.1 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 导导线线宽宽度度没没有有统统一一的的要要求求，其其最最小小值值应应能能承承受受通通过过这这条条导导线线的的最最大大电电流流值值。一一般般应应大大于于1010密密耳耳(mil(mil，千千分分之之一一英英寸寸)。考考虑虑到到美美观观整整齐齐，导导线线宽宽度度应应尽尽量量一一致致。但但是是，地地

18、线线和和电电源源线线的的宽宽度度要要尽尽量量宽宽一一些些，一一般般可取可取20502050密耳。密耳。(4)(4)导线间距导线间距 导导线线之之间间的的距距离离没没有有统统一一的的要要求求，但但两两条条导导线线之之间间的的最最小小距距离离应应满满足足电电气气安安全全要要求求。考考虑虑到到工工艺艺方方便便，导导线线间间距距应应大大于于1010密密耳耳，在在允允许许的的条条件件下下，导导线线间间距距应应尽尽量量宽宽一一些些，在在集集成成块块两两管管脚脚之之间间(100mil)(100mil)一一般般只只设计一根导线。当多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀一致。设计一根导线。当多条导线平行时，各导

19、线之间的距离应均匀一致。(5)(5)焊盘形状焊盘形状 常常用用的的焊焊盘盘形形状状有有4 4种种：方方形形、圆圆形形、长长圆圆形形和和椭椭圆圆形形。最最常常用用的的是圆形焊盘。是圆形焊盘。2021/9/17141511.1 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 印印刷刷电电路路板板布布局局是是指指安安排排元元器器件件在在板板上上的的位位置置。印印刷刷电电路路板板布布局局是是整整个个PCBPCB设设计计中中最最重重要要的的一一环环，对对于于模模拟拟电电路路和和高高频频电电路路尤尤为为关关键键。印印刷电路板布局的基本原则是：刷电路板布局的基本原则是：

20、(1)(1)保证电路的电气性能；保证电路的电气性能；(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。2021/9/17151611.1 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 安安排排元元件件的的位位置置是是布布局局时时最最关关键键的的一一步步，需需要要综综合合考考虑虑很很多多因因素素，一一般般应应考

21、考虑虑多多种种方方案案，反反复复权权衡衡，取取长长补补短短。安安排排元元件件位位置置时时要要考考虑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。调调节节方方便便。一一些些需需要要调调节节的的元元件件应应安安排排在在规规定定的的位位置置或或便便于于调调节节的地方。的地方。散散热热。对对于于大大功功率率管管、电电源源变变压压器器等等需需要要散散热热的的器器件件，应应考考虑虑散散热问题。热问题。2021/9/17161711.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 管管脚脚要要顺顺。对对于于3 3个个管管脚脚以以

22、上上的的元元件件，必必须须按按管管脚脚顷顷序序放放置置，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。排排列列整整齐齐均均匀匀，间间距距合合理理。元元件件之之间间的的间间距距要要合合理理，不不要要堆堆挤挤在在一一起起，要要考考虑虑到到器器件件外外形形的的实实际际大大小小，留留有有余余量量。同同类类元元件件的的间间距距要要一一致致，布布局局应应做做到到整整齐齐、均均匀匀、美美观观。在在印印刷刷电电路路板板边边缘缘要要留留有有一一定定距离，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。结结构

23、构稳稳定定。对对于于较较重重的的元元件件，要要考考虑虑结结构构的的稳稳定定问问题题。例例如如，在在垂垂直直放放置置的的印印刷刷电电路路板板上上，重重的的器器件件要要安安置置在在底底部部：在在水水平平放放置置的的印印刷刷电电路路板板上上，重重的的元元件件应应安安排排在在靠靠近近紧紧固固点点，还还应应考考虑虑好好该该印印刷刷电电路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。2021/9/17171811.1 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 布布线线设设计计是是在在布布局局基基本本完完成成后后进进行行的的，在在布布线线设设计计时

24、时如如果果发发现现布布局局不不合合理理(如如布布线线困困难难)，还还要要调调整整布布局局。布布线线设设计计的的基基本本考考虑虑是是如如何何使使导导线线最最短短，同同时时要要使使导导线线的的形形状状合合理理。布布线线设设计计时时的的考考虑要点如下：虑要点如下：(1)(1)先设计公共通路的导线。先设计公共通路的导线。(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。2021/9/17181911.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 (4)(4)双双面面板板布布线线要要求求。双双面面板板的的导导线线设设计计与与单单面面板板有有较较大大的的不不同

25、同，一一般般要要求求是是：同同一一层层面面上上的的导导线线方方向向尽尽量量一一致致，或或者者都都是是水水平平方方向向布布线线或或者者都都是是垂垂直直方方向向布布线线；元元件件面面的的导导线线与与焊焊接接面面的的导导线线相相互互垂垂直直；两两个个层层面面上上的的导导线线连连接接必须通过通孔。必须通过通孔。(5)(5)地地线线的的处处理理。在在印印刷刷电电路路板板的的排排版版设设计计中中，地地线线的的设设计计是是十十分分重重要要的的，有有时时可可能能关关系系到到没没计计的的成成败败。导导线线必必然然存存在在电电阻阻，地地线线的的电电阻阻称称为为共共阻阻。地地线线是是所所有有信信号号电电流流的的公公

26、共共通通路路，各各种种信信号号电电流流都都将将在在共共阻阻上上产产生生压压降降，这这些些压压降降又又反反作作用用于于电电路路，形形成成共共阻阻干干扰扰。共共阻阻干干扰扰严严重重时时将将使使电电路路指指标标无无法法满满足要求。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：数数字字与与模模拟拟电电路路的的地地线线要要分分别别设设置置。在在一一块块印印刷刷电电路路板板上上同同时时有有模模拟拟电电路路和和数数字字电电路路时时，必必须须为为它它们们分分别别设设置置地地线线，在在地地线线的的出出口口处处再再汇汇集集在在一一起。如图是一种模拟

27、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。地地线线应应尽尽量量宽宽。为为了了减减小小地地线线共共阻阻的的干干扰扰，地地线线和和电电源源线线应应尽尽量量宽宽一一些，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。2021/9/17192011.1 印刷电路版的基本知识印刷电路版的基本知识 大大面面积积地地线线应应设设计计成成网网状状。当当地地线线的的面面积积较较大大，超超过过直直径径为为25mm25mm的的圆圆的的区区域域时时，应应开开局局部部窗窗口口，使使地地线线成成为为网网状状。这这是是因因为为大大面面积积的的铜铜箔箔在

28、在焊焊接接时时，受受热热后后容容易易产产生生膨膨胀胀造造成成脱脱落落，也也容容易易影影响响焊焊接接质质量量。窗窗口口的的形形式式和和要要求求如如图所示。图所示。2021/9/172021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2021/9/172122 一一般般而而言言，设设计计电电路路板板最最基基本本的的过过程程可可以以分分为为三大步骤：三大步骤：(1)(1)电电路路原原理理图图的的设设

29、计计与与绘制。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。在在完完成成上上述述基基本本操操作作的的过过程程中中，用用户户可可进进行行创创建建项项目目元元件件库库、编编辑辑新新元元件、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2021/9/172223 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 报报表表文文件件的的生生成成(零零件件报报表表、网网络络比比较较表表、零件引脚表等零件引脚表等)电气规则

30、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2021/9/172324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2021/9/172425 1 1 电路板工作层面电路板工作层面 电电路路板板可可分分为为单单面面板板、双双面面板板和和多多层层板板，除除此此之之外外还还有有可可操操作作的的层层面面。工工作作层层面就是指在进行面就

31、是指在进行PCBPCB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)信信号号层层(Signal(Signal Layer)Layer)。Protel98Protel98提提供供了了1616种种信信号号层层，它它们们是是Top Top LayerLayer、Bottom Bottom LayerLayer、Mid Mid Layer1Layer1、Mid Mid Layer2Mid Layer2Mid Layer14Layer14。信信号号层层主主要要用用于于放放置置与与信信号号有有关关的的电电气气元元素素，例例如如，Top Top LayerLayer为为顶顶

32、层层，用用于于放放置置元元件件面面，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)内内层层电电源源/接接地地层层(Internal(Internal Plane)Plane)。Protel Protel 9898提提供供了了4 4种种内内层层电电源源接接地地层层，分分别别称称为为Plane1Plane1、Plane2Plane2、Plane Plane 3 3和和Plane4Plane4。这这些些层层往往往往用用作作大大面面积积的的电

33、电源源线线或或地地线。线。(3)(3)设设置置钻钻孔孔位位置置层层(Drill(Drill Layer)Layer)。该该层层主主要要用用于于绘绘制制钻钻孔孔图图及及表表明明孔孔的的位位置置。共包括共包括Drill GridDrill Grid和和Drill DrawingDrill Drawing两项。两项。(4)(4)阻阻焊焊层层和和防防锡锡膏膏层层(Solder(Solder Mask Mask&Paste Paste Mask)Mask)。它它们们分分别别有有TopTop和和BottomBottom两两种种层层面面。例例如如，Top Top Solder Solder MaskMask

34、为为设设置置顶顶层层阻阻焊焊层层，Bottom Bottom Solder Solder MaskMask为为没没置置底底层阻焊层，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)丝丝印印层层(Silk(Silk screen)screen)。丝丝印印层层主主要要用用于于绘绘制制元元件件的的外外形形轮轮廓廓，包包括括顶顶层层(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)其其他他工工作作层层面面(Others)(Others)。包包括括Keep Keep Out Out

35、 Layer(Layer(禁禁止止布布线线层层)、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2021/9/172526 2 PCB 2 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络表 (2)(2)规划电路板

36、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2021/9/172627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2021/9

37、/172728 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、

38、电视机、电子仪器等。单单面面板板图图形形比比较较简简单单，一一般般采采用用丝丝网网漏漏印印正正像像图图形形然然后后蚀蚀刻刻出出印印制制板板，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控制来完成。控制来完成。

39、11.4 印制电路技术印制电路技术2021/9/172829 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。双双面面板板的的制制造造工工艺艺一一般般分分为为工工艺艺导导线线法法、堵堵塞塞孔孔法法、掩掩蔽蔽法法和和图图形形电电镀镀-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转移图形电镀铜图形电镀铜

40、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2021/9/172930 多层印制板多层印制板 制制作作多多层层印印制制板板，对对设设计计电电路路者者而而言言，利利用用任任何何PCBPCB软软件件都都可可以以比比较较方方便便地地实实现现；但但对对制制造造厂厂家家来来说说，当当布布线线密密度度较较大大时时，对对

41、工工艺艺要要求求十十分分苛苛刻刻，如如导导线线和和金金属属化化孔孔的的定定位位，热热压压、粘粘合合等等工工序序要要求求的的精精度度都都很很高高，而而电电气气性性能能的的检检测测需需用用专专门门的的CADCAD软软件件，因因而而整整个个过过程程周周期期较较长长，成成本本也也很很高高。制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去膜去膜蚀刻蚀刻板边插头镀金板边插头镀金(

42、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：表表面面层层用用敷敷铜铜箔箔板板和和预预浸浸环环氧氧玻玻璃璃布布经经冲冲定定位位孔孔后后加加入入上上述述工工艺艺进进行行层压。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2021/9/1730312 2 照相底版照相底版 照相底版的用途照相底版的用途 丝丝网网漏漏印印工工艺艺中中丝丝网网模模板板的的制制作作，例例如如线线路路图图形形、阻阻焊焊印印料料图图形形、标标记记符号图形符号图形 感感光光照照相相

43、饰饰刻刻工工艺艺中中感感光光掩掩膜膜图图形形，包包括括线线路路图图形形、阻阻焊焊干干膜膜需需要要的的照照相底版。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图仪绘制黑白工艺图，再照相成照相底版 计算机系统的光

44、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2021/9/1731323 3 图像转移图像转移 制制好好照照相相底底版版后后，下下一一道道工工序序一一般般是是将将底底版版上上的的电电路路图图形形转转移移到到敷敷铜铜箔层压板上，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 “印印制制-蚀蚀刻刻”：即即用用保保护护性性的的抗抗饰饰材材料料在在敷敷铜铜箔箔层层压压板板上上形形成成比比较较精精确确的的图图形形(正正相相的的)。那那些些未未被被抗抗蚀蚀材材料料保保护护下下的

45、的不不需需要要铜铜箔箔，在在随随后后的的化化学学蚀蚀刻刻工工序序中中被被去去掉掉。蚀蚀刻刻后后去去掉掉抗抗蚀蚀层层，就就得得到到由由铜铜箔箔构构成成的的所所需需电电路图像。路图像。“电电镀镀-蚀蚀刻刻”：即即用用电电镀镀层层进进行行负负像像图图像像转转移移，露露出出的的铜铜表表面面是是要要求求的的图图像像，其其他他部部分分形形成成抗抗镀镀层层，对对这这些些露露出出的的图图像像清清洗洗处处理理后后，电电镀镀一一层层金金属属保保护护层层，形形成成图图形形电电镀镀(镀镀铜铜或或铅铅锡锡)。蚀蚀刻刻工工序序完完成成后后再再将将抗抗镀镀层层去去掉掉，这这里里，电电镀镀的的金金属属(铅铅锡锡、金金或或锡锡

46、镍镍)在在蚀蚀刻刻工工序序中中起起了了抗抗蚀蚀层层的的作作用。用。注意：注意：上上述述两两种种方方法法都都要要用用到到有有机机保保护护抗抗蚀蚀剂剂。一一般般来来说说，常常用用的的抗抗蚀蚀剂剂及及图图像像转转移移法法有有3 3类类：液液体体光光致致抗抗蚀蚀剂剂、干干膜膜光光致致抗抗蚀蚀剂剂和和丝丝网网漏漏印印。前前两两类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2021/9/1732334 4 电镀和蚀刻电镀和蚀刻 平平常常意意义义上上的的电电镀镀包包括括化化学学镀镀和和电电镀镀，其其目目的的是是为为金金属属或或非非金金属属制制品品穿上一层穿上一层“

47、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 蚀蚀刻刻是是制制造造印印刷刷电电路路板板不不可可缺缺少少的的重重要要工工艺艺，其其目目的的是是将将不不需需要要的的金金属属腐腐蚀蚀掉掉。无无论论采采用用哪哪种种方方法法进进行行图图像像转转移移，最最后后都都有有要要进进行行蚀蚀刻刻，以以便便得到电路图像。得到电路图像。5 5 机械加工机械加工 机机械械加加工工主主要要分分孔孔加加工工和和外外形形加加工工。一一般般圆圆形形孔孔加加工工有有冲冲和和钻钻两两种种方方法法

48、，异异形形孔孔有有锉锉、冲冲、锐锐等等方方法法。根根据据工工具具分分类类又又有有手手工工加加工工和和数数控控加加工工两两种种。一一般般而而言言，双双面面板板及及多多层层板板必必须须由由CADCAD控控制制的的(数数控控)钻钻床床系系统统来来完完成成。外形加工一般由冲床来进行。外形加工一般由冲床来进行。11.4 印制电路技术印制电路技术2021/9/173334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

49、制电路技术2021/9/173435BGA(Ball Grid Array)BGA(Ball Grid Array)球状格栅阵列封装球状格栅阵列封装2021/9/173536PGA引脚格栅阵列封装引脚格栅阵列封装2021/9/173637QFP(Quad F1at Pack)QFP(Quad F1at Pack)四边有引线扁平封装四边有引线扁平封装侧引脚扁平封装。表面贴装型封装之一，引脚从四个侧面引出呈海鸥翼(L)型。基材有陶瓷、金属和塑料三种。从数量上看，塑料封装占绝大部分。当没有特别表示出材时，多数情况为塑料QFP。2021/9/173738DIP(Dual In-Line Package

50、)DIP(Dual In-Line Package)双列直插式封装双列直插式封装双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引双列直插式封装。插装型封装之一，引脚从封装两侧引出，封装材料有塑料和陶瓷两种。出，封装材料有塑料和陶瓷两种。SIP(single in-line package)单列直插式封装。引脚从封装一个侧面引出，排列成一条直线。当装配到印刷基板上时封装呈侧立状。2021/9/173839JLCC(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指带窗口指带