第9章PCB設(shè)計基礎(chǔ)ppt課件

1、第9章 PCB設(shè)計基礎(chǔ) 本章將介紹PCB的結(jié)構(gòu)、與PCB設(shè)計相關(guān)的知識、PCB設(shè)計的原則、PCB編輯器的啟動方法及界面。第9章 PCB設(shè)計基礎(chǔ)9.1 PCB的基本常識9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.3 PCB編輯器的啟動9.1 PCB的基本常識9.1.1 印制電路板的結(jié)構(gòu)可以分為：單面板Signal Layer PCB）雙面板Double Layer PCB）和多層板Multi Layer PCB）9.1.2 PCB元件封裝 不同的元件有相同的封裝，同一個元件也可以有不同的封裝。所以在取用焊接元件時，不僅要知道元件的名稱，還要知道元件的封裝。1元件封裝的分類（1針腳式元件封裝（2表貼式SMT封

2、裝9.1.2 PCB元件封裝 不同的元件有相同的封裝，同一個元件也可以有不同的封裝。所以在取用焊接元件時，不僅要知道元件的名稱，還要知道元件的封裝。2元件封裝的名稱元件封裝的名稱原則為：元件類型+焊盤距離焊盤數(shù)）+元件外形尺寸9.1.3 常用元件的封裝1電容類封裝有極性電容類RB5-10.5RB7.6-15）非極性電容類RAD-0.1RAD-0.4）9.1.3 常用元件的封裝2電阻類封裝電阻類AXIAL-0.3AXIAL-1.0）可變電阻類VR1VR5）9.1.3 常用元件的封裝3晶體管類封裝晶體三極管BCY-W3）9.1.3 常用元件的封裝4二極管類封裝二極管類DIODE-0.5DIODE-

3、0.7）9.1.3 常用元件的封裝5集成電路封裝集成電路DIP-xxx封裝、SIL-xxx封裝9.1.3 常用元件的封裝6電位器封裝可變電阻類VR1VR5）9.1.4 PCB的其他術(shù)語1銅膜導(dǎo)線與飛線銅膜導(dǎo)線是敷銅板經(jīng)過加工后在PCB上的銅膜走線，又簡稱為導(dǎo)線，用于連接各個焊點飛線只是形式上表示出網(wǎng)絡(luò)之間的連接，沒有實際的電氣連接意義9.1.4 PCB的其他術(shù)語2焊盤和導(dǎo)孔焊盤是用焊錫連接元件引腳和導(dǎo)線的PCB圖件可分為3種：圓形Round）方形Rectangle）八角形Octagonal）9.1.4 PCB的其他術(shù)語2焊盤和導(dǎo)孔導(dǎo)孔，也稱為過孔。是連接不同板層間的導(dǎo)線的PCB圖件可分為3種：

4、從頂層到底層的穿透式導(dǎo)孔從頂層通到內(nèi)層或從內(nèi)層通到底層的盲導(dǎo)孔和內(nèi)層間的屏蔽導(dǎo)孔9.1.4 PCB的其他術(shù)語3網(wǎng)絡(luò)、中間層和內(nèi)層 網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)線是有所不同的，網(wǎng)絡(luò)上還包含焊點，因此在提到網(wǎng)絡(luò)時不僅指導(dǎo)線而且還包括和導(dǎo)線連接的焊盤、導(dǎo)孔中間層和內(nèi)層是兩個容易混淆的概念中間層是指用于布線的中間板層，該層中布的是導(dǎo)線內(nèi)層是指電源層或地線層，該層一般不布線，它是由整片銅膜構(gòu)成的電源線或地線9.1.4 PCB的其他術(shù)語4安全距離為了避免導(dǎo)線、導(dǎo)孔、焊盤之間相互干擾，必須在它們之間留出一定的間隙，即安全距離5物理邊界與電氣邊界電路板的形狀邊界稱為物理邊界，在制板時用機械層來規(guī)范用來限定布線和放置元件的范圍稱為

5、電氣邊界，它是通過在禁止布線層繪制邊界來實現(xiàn)的9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則首先，要考慮PCB尺寸大小再確定特殊組件的位置最后對電路的全部零件進行布局原則（1按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持一致的方向。（2以每個功能電路的核心組件為中心，圍繞它來進行布局。9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則原則（3在高頻信號下工作的電路，要考慮零件之間的分布參數(shù)。（4位于電路板邊緣的零件，離電路板邊緣一般不小于2mm。（5時鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時鐘輸入端應(yīng)盡量相互靠近且遠離其他低頻器件（6電流值變化大的電

6、路盡量遠離邏輯電路。（7印制板在機箱中的位置和方向，應(yīng)保證散熱量大的器件處在正上方。9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則2. 特殊組件（1盡可能縮短高頻器件之間的連線，減少它們的電磁噪聲。（2應(yīng)加大電位差較高的某些器件之間或?qū)Ь€之間的距離，以免意外短路。（3質(zhì)量超過15g的器件，應(yīng)當用支架加以固定，然后焊接。（4對于電位器、可調(diào)電感線圈、可變電容器、微動開關(guān)等可調(diào)組件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求。（5應(yīng)留出印制電路板定位孔及固定支架所占用的位置。9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則3布線（1輸入/輸出端用的導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行（2印制電路板導(dǎo)線間

7、的最小寬度主要是由導(dǎo)線與絕緣基板間的黏附強度和流過它們的電流值決定的。（3功率線、交流線盡量布置在和信號線不同的板上，否則應(yīng)和信號線分開走線。9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則4焊點焊點中心孔要比器件引線直徑稍大一些，焊點太大易形成虛焊5電源線盡量加粗電源線寬度9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則6地線（1正確選擇單點接地與多點接地。（2將數(shù)字電路電源與模擬電路電源分開。（3盡量加粗接地線。（4將接地線構(gòu)成死循環(huán)路。9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則7去耦電容配置（1電源輸入端跨接一個10100F的電解電容器（2每個集

8、成芯片的VCC和GND之間跨接一個0.010.1F的陶瓷電容（3對抗噪聲能力弱、關(guān)斷電流變化大的器件及ROM、RAM，應(yīng)在VCC和GND間接去耦電容（4在單片機復(fù)位端“RESET上配以0.01F的去耦電容。（5去耦電容的引線不能太長（6開關(guān)、繼電器、按鈕等產(chǎn)生火花放電，必須采用RC電路來吸收放電電流9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則8電路板的尺寸印制電路板大小要適中，過大時印制線條長，阻抗增加，不僅抗噪聲能力下降，成本也高；過小，則散熱不好，同時易受臨近線路干擾。9熱設(shè)計從有利于散熱的角度出發(fā)，印制電路板最好是直立安裝，板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2cm，而且組件在印

9、制板上的排列方式應(yīng)遵循一定的規(guī)則9.2 PCB設(shè)計的基本原則9.2.1 PCB設(shè)計的一般原則9熱設(shè)計對于采用自由對流空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路或其他組件按縱長方式排列對于采用強制空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路或其他組件按橫長方式排列9.2.2 PCB的抗干擾設(shè)計原則1抑制干擾源常用措施如下：（1繼電器線圈增加續(xù)流二極管。（2在繼電器接點兩端并接火花抑制電路。（3給電機加濾波電路。（4布線時避免90折線。（5晶閘管兩端并接RC抑制電路。9.2.2 PCB的抗干擾設(shè)計原則2切斷干擾傳播路徑常用措施如下：（1充分考慮電源對單片機的影響。（2如果單片機的I/O口用來控制電機等噪聲器件，在I/O

10、口與噪聲源之間應(yīng)加隔離。（3注意晶振布線。（4電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數(shù)字、模擬信號，盡可能把干擾源與敏感器件遠離。9.2.3 PCB可測性設(shè)計PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容：1結(jié)構(gòu)的標準化設(shè)計結(jié)構(gòu)的標準化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù)。（1進行模塊劃分。可按以下方法進行劃分：根據(jù)功能劃分功能劃分）；根據(jù)電路劃分物理劃分）；根據(jù)邏輯系列劃分；按電源電壓的分隔劃分。（2測試點和控制點的選取。（3盡可能減少外部電路和反饋電路。9.2.3 PCB可測性設(shè)計PCB可測性設(shè)計包括兩個方面的內(nèi)容：2應(yīng)用新的測試技術(shù)結(jié)構(gòu)的標準化設(shè)計和應(yīng)用新的測試技術(shù)。常用的可測性設(shè)計技術(shù)有掃描通道、電平敏感掃描設(shè)計、邊界

11、掃描等。9.3 PCB編輯器的啟動9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器Pick a task欄內(nèi)選擇【Printed Circuit Board Design】命令在設(shè)計界面中，單擊PCB Documents欄最下部的【PCB Board Wizard】命令9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器新電路板生成向?qū)?.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器度量單位設(shè)置9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器PCB模板的選擇9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器PCB模板的選擇9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器PCB外形尺寸設(shè)定對話框9.3

12、.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器PCB的結(jié)構(gòu)層數(shù)設(shè)置對話框9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器導(dǎo)孔樣式設(shè)置對話框9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器表貼式元件設(shè)置對話框9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器導(dǎo)線和過孔屬性設(shè)置對話框9.3.1 利用新電路板生成向?qū)覲CB編輯器PCB生成向?qū)гO(shè)置完成對話框9.3.2 其他方法啟動PCB編輯器執(zhí)行【File】/【New】/【PCB】命令，或單擊Files面板下部的New欄中的選項“PCB File”，都可以創(chuàng)建PCB文件并啟動PCB編輯器。這樣創(chuàng)建的PCB文件，其各項參數(shù)均采用了系統(tǒng)默認值。習(xí) 題1簡述

13、元件封裝的分類，并回答元件封裝的含義。2簡述PCB設(shè)計的基本原則。3創(chuàng)建一個PCB文件并更名為“MyPCB.PcbDoc”。板層定義介紹頂層信號層(Top Layer)：也稱元件層,主要用來放置元器件,對于比層板和多層板可以用來布線；中間信號層(Mid Layer)：最多可有30層,在多層板中用于布信號線.底層信號層(Bootom Layer)：也稱焊接層,主要用于布線及焊接,有時也可放置元器件.頂部絲印層(Top Overlayer)：用于標注元器件的投影輪廓、元器件的標號、標稱值或型號及各種注釋字符。底部絲印層(Bottom Overlayer)：與頂部絲印層作用相同，如果各種標注在頂部絲

14、印層都含有，那么在底部絲印層就不需要了。內(nèi)部電源層(Internal Plane)：通常稱為內(nèi)電層，包括供電電源層、參考電源層和地平面信號層。內(nèi)部電源層為負片形式輸出。機械數(shù)據(jù)層(Mechanical Layer)：定義設(shè)計中電路板機械數(shù)據(jù)的圖層。電路板的機械板形定義通過某個機械層設(shè)計實現(xiàn)。阻焊層(Solder Mask-焊接面)：有頂部阻焊層(Top solder Mask)和底部阻焊層(Bootom Solder mask)兩層，是Protel PCB對應(yīng)于電路板文件中的焊盤和過孔數(shù)據(jù)自動生成的板層，主要用于鋪設(shè)阻焊漆本板層采用負片輸出，所以板層上顯示的焊盤和過孔部分代表電路板上不鋪阻焊漆的區(qū)域，也就是可以進行焊接的部分錫膏層(Past Mask-面焊面)：有頂部錫膏層(Top Past Mask)和底部錫膏層(Bottom Past mask)兩層，它是過焊爐時用來對應(yīng)元件焊點的，也是負片形式輸出板層上顯示的焊盤和過孔部分代表電路板上不鋪錫