第6章印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ppt課件

1、 第6講印刷電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 本章學(xué)習(xí)目標(biāo)本講主要講解印制電路板和元件封裝的基本概念，以達(dá)到以下學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解印制電路板的種類和結(jié)構(gòu)。理解Protel DXP編輯器中層面的概念；掌握PCB編輯器中顯示層面的設(shè)置方法。理解元件封裝的含義；掌握常用元件的封裝；能根據(jù)實(shí)際元件選用合適的封裝。了解印制電路板的整體制作過程。 6.1認(rèn)識(shí)印制電路板 PCB是英文Printed Circuit Board的縮寫，譯為印制電路板，簡(jiǎn)稱電路板或PCB板。印制電路板是用印制的方法制成導(dǎo)電線路和元件封裝，它的主要功能是實(shí)現(xiàn)電子元器件的固定安裝以及管腳之間的電氣連接，從而實(shí)現(xiàn)電器的各種特定功能。制作正確、可靠、美觀的印

2、制電路板是電路板設(shè)計(jì)的最終目的。 6.1.1 元件外型結(jié)構(gòu) 元器件是實(shí)現(xiàn)電器功能的基本單元，他們的結(jié)構(gòu)和外型各異，為了實(shí)現(xiàn)電器的功能它們必須通過管腳相互連接，并為了確保連接的正確性，各管腳都按一定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了管腳號(hào)，并且各元件制造商為了滿足各公司在體積、功率等方面的要求，即使同一類型的元件他們又有不同的元件外型和管腳排列，即元件外型結(jié)構(gòu)，如下圖，同為數(shù)碼管，但大小、外形、結(jié)構(gòu)卻差別很大。 6.1.2 印制電路板結(jié)構(gòu) 印制電路板是電子元件裝載的基板，它的生產(chǎn)涉及電子、機(jī)械、化工等眾多領(lǐng)域。它要提供元件安裝所需的封裝，要有實(shí)現(xiàn)元件管腳電氣連接的導(dǎo)線，要保證電路設(shè)計(jì)所要求的電氣特性，以及為元件裝配、

3、維修提供識(shí)別字符和圖形。所以它的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制作工序較為繁瑣，而了解印制電路板的相關(guān)概念是成功制作電路板的前提和基礎(chǔ)。 印制電路板結(jié)構(gòu) 元器件的安裝和管腳連接，我們必須在電路板上按元件管腳的距離和大小鉆孔，同時(shí)還必須在鉆孔的周圍留出焊接管腳的焊盤，為了實(shí)現(xiàn)元件管腳的電氣連接，在有電氣連接管腳的焊盤之間還必須覆蓋一層導(dǎo)電能力較強(qiáng)的銅箔膜導(dǎo)線，同時(shí)為了防止銅箔膜導(dǎo)線在長(zhǎng)期的惡劣環(huán)境中使用而氧化，減少焊接、調(diào)試時(shí)短路的可能性，在銅箔導(dǎo)線上涂抹了一層綠色阻焊漆，以及表示元件安裝位置的元件標(biāo)號(hào)。一個(gè)制作好并拆除了部分元件的實(shí)用電路板如圖所示 印制電路板樣板 6.1.3 印制電路板種類 印制電路板的種類

4、很多，根據(jù)元件導(dǎo)電層面的多少可以分為單面板、雙面板、多層板。 1單面板 單面板所用的絕緣基板上只有一面是敷銅面，用于制作銅箔導(dǎo)線，而另一面只印上沒有電氣特性的元件型號(hào)和參數(shù)等，以便于元器件的安裝、調(diào)試和維修，單面板由于只有一面敷銅面，因此無須過孔過孔的概念見雙面板）、制作簡(jiǎn)單、成本低廉，功能較為簡(jiǎn)單，在電路板面積要求不高的電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用 2雙面板在絕緣基板的上、下二面均有敷銅層，都可制作銅箔導(dǎo)線，底面和單面板作用相同，而在頂面除了印制元件的型號(hào)和參數(shù)外，和底層一樣可以制作成銅箔導(dǎo)線，元件一般仍安裝在頂層，因此頂層又稱為“元件面”，底層稱為“焊錫面”。為了解決頂層和底層相同導(dǎo)線之間的

5、連接關(guān)系，人們還制作了金屬化過孔，雙面板的采用有效的解決了同一層面導(dǎo)線交叉的問題，而過孔的采用又解決了不同層面導(dǎo)線的連通問題，與單面板相比，極大的提高了電路板的元件密度和布線密度。 3多層板多層板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它由電氣導(dǎo)電層和絕緣材料層交替粘合而成，成本較高，導(dǎo)電層數(shù)目一般為4、6、8等，且中間層即內(nèi)電層一般連接元件管腳數(shù)目最多的電源和接地網(wǎng)絡(luò)，層間的電氣連接同樣利用層間的金屬化過孔實(shí)現(xiàn)。在多層板中，可充分利用電路板多層層疊結(jié)構(gòu)解決高頻電路布線時(shí)的電磁干擾、屏蔽問題，同時(shí)由于內(nèi)電層解決了電源和地網(wǎng)絡(luò)的大量連線，使布線層面的連線急劇減少，因而，電路板可靠性高，面積小，在電腦主板、內(nèi)存條、優(yōu)盤、MP3

6、等產(chǎn)品上得到廣泛的使用。 多層板結(jié)構(gòu)圖 6.2.1 層面Layers的概念 印制電路板的銅箔導(dǎo)線是在一層或多層敷著整面銅箔的絕緣基板上通過化學(xué)反應(yīng)腐蝕出來的，元件標(biāo)號(hào)和參數(shù)是制作完電路板后印刷上去的，因此在加工、印刷實(shí)際電路板過程中所需要的板面信息，在Protel DXP的 PCB編輯器中都有一個(gè)獨(dú)立的層面Layers與之相對(duì)應(yīng)，電路板設(shè)計(jì)者通過層面Layers給電路板廠家提供制作該板所需的印制參數(shù)，因此理解層面對(duì)于設(shè)計(jì)印制電路板至關(guān)重要，只有充分理解各個(gè)板層的物理作用以及它和Protel DXP中層面的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能更好的利用PCB編輯器進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)。 6.2.2 Protel DXP P

7、CB編輯器常用層面 1.信號(hào)層信號(hào)層(Signal Layers) （1底層底層Bottom Layer）：又稱為焊錫面，主要用于）：又稱為焊錫面，主要用于制作底層銅箔導(dǎo)線，它是單面板唯一的布線層，也是雙面制作底層銅箔導(dǎo)線，它是單面板唯一的布線層，也是雙面板和多面板的主要布線層，注意單面板只使用底層板和多面板的主要布線層，注意單面板只使用底層Bottom Layer），即使電路中有表面貼裝元件也只能安），即使電路中有表面貼裝元件也只能安裝于底層。裝于底層。（2頂層頂層Top Layer）：主要用在雙面板、多層板中制）：主要用在雙面板、多層板中制作頂層銅箔導(dǎo)線，在實(shí)際電路板中又稱為元件面，元件管

8、作頂層銅箔導(dǎo)線，在實(shí)際電路板中又稱為元件面，元件管腳安插在本層面焊孔中，焊接在底面焊盤上。由于在雙面腳安插在本層面焊孔中，焊接在底面焊盤上。由于在雙面板、多層板頂層可以布線，因此為了安裝和維修的方便，板、多層板頂層可以布線，因此為了安裝和維修的方便，表面貼裝元件盡可能安裝于頂層。表面貼裝元件盡可能安裝于頂層。（3中間信號(hào)層中間信號(hào)層Mid1Mid14）：在一般電路板中較）：在一般電路板中較少采用，一般只有在少采用，一般只有在5層以上較為復(fù)雜的電路板中才采用。層以上較為復(fù)雜的電路板中才采用。 2. 內(nèi)電層Internal Plane） 內(nèi)電層Internal Plane主要用于放置電源/地線，P

9、rotel DXP PCB編輯器可以支持16個(gè)內(nèi)部電源/接地層。因?yàn)樵诟鞣N電路中，電源和地線所接的元件管腳數(shù)是最多的，所以在多層板中，可充分利用內(nèi)部電源/接地層將大量的接電源或接地的元件管腳通過元件焊盤或過孔直接與電源或地線相連，從而極大地減少頂層和底層電源/地線的連線長(zhǎng)度。 3. 絲印層Silkscreen Layer） 絲印層主要通過絲印的方式將元件的外形、序號(hào)、參數(shù)等說明性文字印制在元件面或焊錫面），以便于電路板裝配過程中插件即將元件插入焊盤孔中）、產(chǎn)品的調(diào)試、維修等。絲印層一般分為頂層Top Overlayer和底層Bottom Overlayer），一般盡量使用頂層，只有維修率較高的

10、電路板或底層裝配有貼片元件的電路板中，才使用底層絲印層以便于維修人員查看電路如電視機(jī)、顯示器電路板等）。 4. 機(jī)械層Mechanical Layer） 機(jī)械層沒有電氣特性，在實(shí)際電路板中也沒有實(shí)際的對(duì)象與其對(duì)應(yīng)，是PCB編輯器便于電路板廠家規(guī)劃尺寸制板而設(shè)置，屬于邏輯層即在實(shí)際電路板中不存在實(shí)際的物理層與其相對(duì)應(yīng)），主要為電路板廠家制作電路板時(shí)提供所需的加工尺寸信息，如電路板邊框尺寸、固定孔、對(duì)準(zhǔn)孔、以及大型元件或散熱片的安裝孔等尺寸標(biāo)注信息，Protel DXP PCB編輯器可以支持16個(gè)機(jī)械層。 5. 禁止布線層Keep Out Layer） 禁止布線層在實(shí)際電路板中也沒有實(shí)際的層面對(duì)象

11、與其對(duì)應(yīng)，屬于Protel DXP PCB編輯器的邏輯層，它起著規(guī)范信號(hào)層布線的目的，即在該層中繪制的對(duì)象如導(dǎo)線），信號(hào)層的銅箔導(dǎo)線無法穿越，所以信號(hào)層的銅箔導(dǎo)線被限制在禁止布線層導(dǎo)線所圍的區(qū)域內(nèi)。該層主要用于定義電路板的邊框，或定義電路板中不能有銅箔導(dǎo)線穿越的區(qū)域，如電路板中的挖空區(qū)域。 6. 阻焊層Solder Mask Layer） 阻焊層主要為一些不需要焊錫的銅箔部分如導(dǎo)線、填充區(qū)、敷銅區(qū)等涂上一層阻焊漆一般為綠色），用于阻止進(jìn)行波峰焊接時(shí)，焊盤以外的導(dǎo)線、敷銅區(qū)粘上不必要的焊錫而設(shè)置，從而避免相鄰導(dǎo)線波峰焊接時(shí)短路，還可防止電路板在惡劣的環(huán)境中長(zhǎng)期使用時(shí)氧化腐蝕。因此它和信號(hào)層相對(duì)應(yīng)

12、出現(xiàn)，也分為頂部Top Solder Mask）、底部Bottom Solder Mask二層。 7. 焊錫膏層Paste Mask Layer） 貼片元件的安裝方式比傳統(tǒng)的穿插式元件的安裝方式要復(fù)雜很多，該安裝方式必須包括以下幾個(gè)過程：刮錫膏貼片回流焊，在第一步“刮錫膏時(shí)，就需要一塊掩模板，其上就有許多和貼片元件焊盤相對(duì)應(yīng)的方形小孔，將該掩模板放在對(duì)應(yīng)的貼片元件封裝焊盤上，將錫膏通過掩模板方形小孔均勻涂覆在對(duì)應(yīng)的焊盤上，與掩模板相對(duì)應(yīng)的就是焊錫膏層。8. 其它層Other） 以上介紹的層面基本上都存在和實(shí)際電路板相對(duì)應(yīng)的板面，可以在學(xué)習(xí)過程中結(jié)合實(shí)際電路板理解記憶。在PCB電路板設(shè)計(jì)過程中經(jīng)

13、常用到以上各層面的概念，因此務(wù)必理解清楚。另外在Protel DXP PCB編輯器中為了制作者編輯、繪圖的方便，還有一些實(shí)際物理意義不強(qiáng)的輔助層面，如復(fù)合層Multi Layer），一般用于顯示焊盤和過孔。 6.2.3 顯示層面的設(shè)置方法 進(jìn)入Protel DXP PCB編輯器后，執(zhí)行【Design】/【Board Layers】菜單命令，將彈出如下頁(yè)圖所示的層面設(shè)置對(duì)話框，可根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要在相應(yīng)板層后面的復(fù)選框中打上“”，選中該項(xiàng)，以便顯示該層面。 顯示層面設(shè)置對(duì)話框 6.3 元件封裝概述 元件封裝是指在PCB編輯器中為了將元器件固定、安裝于電路板，而繪制的與元器件管腳相對(duì)應(yīng)的焊盤、元件

14、外形等，由于它的主要作用是將元件固定、焊接在電路板上，因此它對(duì)焊盤大小、焊盤間距、焊盤孔大小、焊盤序號(hào)等參數(shù)有非常嚴(yán)格的要求，元器件的封裝、元器件實(shí)物、原理圖元件引腳序號(hào)三者之間必須保持嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如下頁(yè)圖所示，否則直接關(guān)系到制作電路板的成敗和質(zhì)量。 元件封裝與元件實(shí)物、原理圖元件的對(duì)應(yīng)關(guān)系 焊盤 其中最關(guān)鍵的組成部分是和元件管腳一一對(duì)應(yīng)的焊盤，它的形狀如圖所示，焊盤的作用是將元件管腳固定焊接在電路板的銅箔導(dǎo)線上，因此它的各參數(shù)直接關(guān)系到焊點(diǎn)的質(zhì)量和電路板的可靠性 焊盤屬性 一般包含如下參數(shù)：焊盤長(zhǎng)度X-Size）、焊盤寬度(Y-Size)、孔徑Hole-Size）、序號(hào)(Designat

15、or)、形狀Shape等。 6.4 添加和瀏覽PCB元件庫(kù) Protel DXP中常見的元器件封裝庫(kù)，基本上都在Protel DXP安裝目錄下面的“*:Program FilesAltiumLibraryPcb目錄下，讀者可按以下方法加入和瀏覽元件庫(kù)。 6.4.2 添加封裝庫(kù) 1點(diǎn)擊工作區(qū)右下方的【Libraries】標(biāo)簽，打開庫(kù)文件面板，如下圖 封裝形式當(dāng)前封裝庫(kù)封裝庫(kù)中的引腳封裝 當(dāng)前引腳封裝預(yù)覽打開添加、移除元件庫(kù)對(duì)話框 2. 點(diǎn)擊【Footprints】單選按鈕，可以看到庫(kù)文件面板中將顯示當(dāng)前封裝庫(kù)中的引腳封裝。 3. 打開添加、移除元件庫(kù)對(duì)話框。單擊庫(kù)文件面板中的【Libraries

16、】元件庫(kù)按鈕，彈出如圖所示的添加、移除元件庫(kù)對(duì)話框。 選擇封裝庫(kù) 在添加、移除元件庫(kù)對(duì)話框中單擊【Add Library】添加元件庫(kù)按鈕，彈出選擇封裝庫(kù)對(duì)話框，如下圖，Protel DXP的PCB封裝庫(kù)默認(rèn)保存在安裝盤的“*:Program FilesAltiumLibraryPcb目錄下，選中要添加的封裝庫(kù)。 6.4.3 瀏覽元件庫(kù) 由于存在各種封裝庫(kù)，即使同一個(gè)庫(kù)也有很多元件封裝，設(shè)計(jì)人員特別是初學(xué)者對(duì)于不同庫(kù)中不同的元件封裝不可能全部熟悉，因此在選擇合適的元件封裝前，我們可能需要先瀏覽封裝庫(kù)，了解封裝的具體形狀和參數(shù)。 6.5 常用直插式元件封裝介紹 由于電子技術(shù)的飛速發(fā)展，電子元器件的

17、種類日益增多，每一種又分為很多品牌和系列，而每個(gè)系列的產(chǎn)品封裝又不盡相同，即使是同一類元件，不同的生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品也可能有不同的封裝，因而，合理選取元器件的封裝是成功制作電路板的前提條件，需要制作者具有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，這也是初學(xué)者容易忽視的地方，應(yīng)在學(xué)習(xí)過程中注意總結(jié)積累。為了讓讀者對(duì)各種封裝有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)了解，下面介紹常用元器件的元件封裝，為電路板的實(shí)際制作打下基礎(chǔ)。 6.5.1 電阻 電阻是各電路中使用最多的元件之一，編號(hào)一般以R開頭，根據(jù)功率不同，體積也差別很大，如下圖，小的如1/8W電阻體積只有米粒大小，而大的功率電阻，如某些電器電源部分的限流或取樣電阻的體積超過七號(hào)電池，因此不同

18、體積的電阻，應(yīng)根據(jù)實(shí)際大小選擇合適的封裝。 電阻封裝 電阻元件封裝命名一般由二部分組成，前面字母部分用于規(guī)定封裝的類別，如電阻為AXIAL，無極性電容為RAD等，后一部分為數(shù)字，一般代表焊盤間距，單位為英寸。因此封裝AXIAL-0.4表示該封裝為電阻，焊盤間距為0.4英寸（=400mil=10.16mm=1.016cm），根據(jù)體積不同，電阻封裝可以從AXIAL-0.3AXIAL-1.0，如圖所示為電阻封裝AXIAL-0.3。 6.5.2 電容1. 無極性電容無極性電容原理圖庫(kù)元件名稱為“CAP”，根據(jù)容量不同，體積外形也差別較大，如下圖。 無極性電容元件封裝 也由二部分組成：前面字母部分為RA

19、D，后一部分為數(shù)字，和電阻一樣代表焊盤間距，根據(jù)體積不同，無極性電容封裝可以從RAD-0.1RAD-0.4，如圖所示為無極性電容原理圖元件符號(hào)CAP，以及無極性電容封裝RAD0.1。 2. 有極性電容 有極性電容如電解電容體積根據(jù)容量和耐壓的不同，體積差別很大，如下圖。 電解電容的原理圖符號(hào)和封裝 電解電容的引腳封裝也由二部分組成，字母部分為RB，如RB5-10.5，數(shù)字5表示焊盤間距，而10.5表示電解電容的圓筒外徑。根據(jù)體積不同，電解電容封裝RB5-10.5和RB7.6-15，如圖所示為電解電容的原理圖符號(hào)和封裝RB5-10.5 6.5.3 二極管二極管編號(hào)一般以D開頭，根據(jù)功率不同，體積

20、和外形也差別很大，如下圖。 二極管的封裝 二極管常用的封裝有二種DIODE0.4小功率和DIODE0.7大功率）。如圖所示為二極管原理圖元件DIODE，封裝DIODE0.4，注意二極管為有極性元件，封裝外形上畫有短線的一端代表負(fù)端，和實(shí)物二極管外殼上表示負(fù)端的白色或銀色色環(huán)相對(duì)應(yīng)。 6.5.4 三極管 三極管在結(jié)構(gòu)上分為二種類型，一種為PNP型 ，另一種為NPN型,在原理圖庫(kù)元件中常用名稱為“PNP”、”PNP1或NPN、NPN1，標(biāo)號(hào)一般以“Q或“T開頭，根據(jù)功率不同，體積和外形差別較大，常用的元件封裝根據(jù)外形和外殼材料分為以下幾種1塑封外殼三極管 Protel 99 SE中塑封三極管的封裝

21、 2金屬外殼三極管 金屬外殼三極管封裝 其中E型外殼上突起表示發(fā)射極，依功率大小一般E型可選用CAN-3系列封裝。對(duì)于特大功率的F型金屬三極管可采用TO-3和TO-66封裝。 注意（1Protel DXP的PCB封裝庫(kù)目錄下，有一個(gè)專用的塑封外殼三極管封裝庫(kù)Cylinder with Flat Index.PcbLib。（2三極管為有極性元件，應(yīng)注意管腳之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，原理圖符號(hào)和PCB封裝對(duì)于某些進(jìn)口三極管是對(duì)應(yīng)的，但對(duì)于一部分國(guó)產(chǎn)三極管則有可能不合適，可以采用修改引腳封裝的方法對(duì)三極管的焊盤序號(hào)進(jìn)行修改，使其和原理圖、實(shí)物相一致。（3各元件在選擇封裝時(shí)主要考慮元件的安裝、定位和焊接，不考慮

22、其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和材料，即不管三極管是PNP或NPN型，是鍺材料或是硅材料，只要焊盤參數(shù)、管腳序號(hào)對(duì)應(yīng)，均可采用相同的三極管封裝。（4三極管封裝中的后綴數(shù)字不再象前面元件封裝一樣表示焊盤間距，而是用于表示外形的不同，只是封裝中相互區(qū)分的代號(hào)而已。 6.5.5 電位器 電位器實(shí)際就是一個(gè)可調(diào)電阻，在電阻參數(shù)需要調(diào)節(jié)的電器中廣泛采用，根據(jù)材料和精度不同，在體積外形上也差別很大，如下圖。電位器的封裝 原理圖庫(kù)中電位器的常用名稱是“RPOT1和“RPOT2”，常用的封裝為VR系列，從VR2VR5，如下圖，這里后綴的數(shù)字也只是表示外形的不同，而沒有實(shí)際尺寸的含義，其中VR5一般為精密電位器封裝。6.5.6 場(chǎng)

23、效應(yīng)管 場(chǎng)效應(yīng)管在外形上和塑封三極管極為相似，在原理圖庫(kù)元件中場(chǎng)效應(yīng)管的常用名稱為“JFET -N”(N溝道結(jié)型管) 、“JFET -P”(P溝道結(jié)型管) 、“MOSFET-N”(N溝道增強(qiáng)型管) 、“MOSFET-P”(P溝道增強(qiáng)型管)等 ,常用的封裝和塑封三極管一樣,但應(yīng)注意管腳序號(hào)和焊盤序號(hào)的對(duì)應(yīng)問題。 6.5.7 單排直插元件 單排直插元件如用于不同電路板之間電信號(hào)連接的單排插座，單排集成塊等。一般在原理圖庫(kù)元件中單排插座的常用名稱為“Header系列，它們常用的封裝一般采用“SFM系列，如圖所示為封裝SFM-T10/V。 6.5.8 雙列直插元件 常見的雙列直插元件如種類繁多的雙列直

24、插集成塊，依據(jù)功能不同，它們?cè)谠韴D庫(kù)元件中的名稱也不盡相同。如數(shù)字電路中的與門74LS20、模擬電路中的比較器LM339等，它們常用的封裝一般采用“DIP系列，后綴數(shù)字表示引腳數(shù)目，如圖所示為雙列直插元件和封裝DIP-16。 6.5.9 整流橋堆整流橋堆是電源電路中常用的整流元件。外形有方形和長(zhǎng)方形二種，如下圖 。整流橋堆原理圖元件 各種整流橋堆封裝 Protel 99 SE中各種整流橋堆封裝 注意：（1應(yīng)檢查整流橋堆封裝中焊盤序號(hào)和原理圖元件中引腳序號(hào)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如果不對(duì)應(yīng)也要根據(jù)實(shí)際情況修改封裝焊盤序號(hào)后才能使用。（2Protel DXP的PCB封裝庫(kù)目錄下，有一個(gè)專用的整流橋堆封裝庫(kù)B

25、ridge Rectifier.PcbLib。 6.5.10 晶體振蕩器 晶體振蕩器一般用于單片機(jī)等含振蕩時(shí)鐘的電路中，在原理圖中名稱為“XTAL”，外形有圓柱形和長(zhǎng)方形二種，如下圖。 晶體振蕩器的封裝 在原理圖中名稱為“XTAL”，外形有圓柱形和長(zhǎng)方形二種，依據(jù)外形不同，常用的封裝可選用BCY-W2/D系列或BCY-W2/E系列，如下圖。 注意：Protel DXP的PCB封裝庫(kù)目錄下，有一個(gè)專用的晶體振蕩器封裝庫(kù)Crystal Oscillator.PcbLib。 6.6 常用表面貼裝元件封裝介紹 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)于電子設(shè)備的便捷性和智能化要求越來越高，從而導(dǎo)致了電路板的復(fù)雜程度

26、越來越高，但面積卻越來越小，因此電路板的元件密度不斷提高，促使芯片設(shè)計(jì)者不斷的改進(jìn)元件的封裝技術(shù)，縮小元件的體積，正是在這種技術(shù)要求下產(chǎn)生了表面貼裝元件SMDSurface Mounted Devices）。 表面貼裝回流焊接技術(shù) 表面貼裝元件體積小，沒有管腳或管腳非常細(xì)小精密，可以大量的節(jié)省電路板面積，但因?yàn)闆]有管腳或管腳太細(xì)小，它們不能再采用傳統(tǒng)的穿插式元件波峰焊接(Wave Soldering)工藝，而必須采用先進(jìn)的表面貼裝回流焊接技術(shù)，其組裝焊接必須經(jīng)過“刮錫膏貼片回流焊三個(gè)過程，刮錫膏就是利用掩模板將錫膏粘在相應(yīng)的表面焊盤上，掩模板上有許多和表面貼裝元件焊盤相對(duì)應(yīng)的方形小孔，將該掩模

27、板放在對(duì)應(yīng)的貼片元件封裝焊盤上，將錫膏通過掩模板方形小孔均勻涂覆在對(duì)應(yīng)的焊盤上，錫膏主要成分是松香和焊錫，并且呈黏糊狀，具有較好的粘合性，取下掩模板后，錫膏就粘在相應(yīng)的焊盤上，以便于下一步元件的固定貼片，貼片后元件并沒有真正焊接于電路板，必須盡快送到回流焊接爐加熱，使錫膏中的錫末完全溶化變成焊點(diǎn)表面貼裝回流焊接技術(shù)是電子產(chǎn)品焊接工藝中較先進(jìn)的焊接方法。6.6.2 片狀元件Chip封裝 常用的片狀元件有貼片電阻和貼片電容，貼片電阻的外形如圖所示。 貼片電容 貼片電容的外形如圖所示，它們的體積和傳統(tǒng)的穿插式電阻、電容比較而言非常細(xì)小，小的只有芝麻般大小，已經(jīng)沒有元件管腳，二端白色的金屬端直接通過錫

28、膏與電路板的表面焊盤相接。 片狀元件封裝 貼片電阻和貼片電容在外形上非常相似，所以它們可以采用相同的引腳封裝，常用貼片電阻、電容的封裝如圖所示。封裝位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Chip Capacitor - 2 Contacts.PcbLib和Miscellaneous Devices.IntLib封裝庫(kù)中。 6.6.3 貼片二機(jī)管封裝 常用貼片二極管和封裝圖如圖所示。其中較尖的一頭為二極管的負(fù)極。封裝位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Small Outline Diode - 2 Gullwing Leads.PcbLib封裝庫(kù)中。6.6.4 貼片三極管、場(chǎng)效應(yīng)管三端穩(wěn)壓器等的封

29、裝 一般貼片三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、三端穩(wěn)壓器等元件外形非常相似，只要大小尺寸基本相同，管腳極性相配，就可以使用相同的封裝。小功率、小體積的可以采用SOT23系列封裝，封裝位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的SOT 23.PcbLib封裝庫(kù)中。貼片三極管、場(chǎng)效應(yīng)管三端穩(wěn)壓器等的封裝 功率、體積較大的可以采用SOT223系列封裝，封裝位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的SOT 223.PcbLib封裝庫(kù)中。另一種功率較大的封裝為SOT89系列，封裝位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的SOT 89.PcbLib封裝庫(kù)中 6.6.5小尺寸封裝SOP 小尺寸封裝SOPSmall Outline Packag

30、e的元件外形和封裝圖如圖所示，元件的二面有對(duì)稱的管腳，管腳向外張開一般稱為鷗翼型管腳）。 SOP派生出的J型管腳小尺寸封裝 SOJ SOJ封裝的元件和封裝如圖所示，元件的二面有管腳，而且管腳向元件底部彎曲稱為J型管腳），其封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Small Outline with J Leads.PcbLib封裝庫(kù)中。 （2縮小型SOP封裝 SSOP封裝的元件和封裝如圖所示，其封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Shrink Small Outline (0.6mm Pitch).PcbLib封裝庫(kù)中，0.6mm Pitch表示管腳間距為0.6mm。 （3薄小尺寸封裝

31、TSOP） TSOP封裝的元件和封裝如圖6.45所示，其中1220表示封裝尺寸，G48表示管腳數(shù)，P.5表示焊盤間距。其封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的TSOP (0.4mm Pitch).PcbLib、TSOP (0.5mm Pitch).PcbLib、TSOP (0.6mm Pitch).PcbLib封裝庫(kù)中。6.6.6 塑料方形扁平式封裝PQFP 塑料方形扁平式封裝PQFPPlastic Quad Flat Package的元件外形和封裝圖如圖所示，該封裝的元件四邊都有管腳，管腳向外張開，該封裝在大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路封裝中經(jīng)常被采用，因?yàn)樗闹芏加泄苣_，所以可以使管腳數(shù)目較

32、多，而且管腳距離也很短。 塑料方形扁平式封裝PQFP PQFP封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的QFP (0.6mm Pitch, Square) - Corner Index.PcbLib、QFP (0.6mm Pitch, Square) - Centre Index.PcbLib、QFP - Rectangle.PcbLib封裝庫(kù)中，Corner Index表示第一腳從封裝的左上角開始，而Centre Index表示第一腳從封裝的頂邊中心開始， Rectangle表示封裝為矩形，Square表示封裝為正方形。 6.6.7 塑料有引線芯片載體封裝PLCC 塑料有引線芯片載體封裝PL

33、CCPlastic Leaded Chip Carrier封裝的元件外形和封裝圖如圖所示，該封裝的元件四邊都有管腳，管腳向芯片底部彎曲。 塑料有引線芯片載體封裝PLCC PLCC封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Leaded Chip Carrier (Square) - Corner Index.PcbLib、Leaded Chip Carrier (Square) - Centre Index.PcbLib、Leaded Chip Carrier - Rectangle.PcbLib封裝庫(kù)中，Corner Index表示第一腳從封裝的左上角開始，而Centre Index表示第一腳

34、從封裝的頂邊中心開始， Rectangle表示封裝為矩形，Square表示封裝為正方形。 6.6.8 6.6.8 球形網(wǎng)格陣列封裝球形網(wǎng)格陣列封裝BGA BGA 球形網(wǎng)格陣列封裝BGABall Grid Array封裝的元件外形和封裝圖如圖6.48所示，該封裝結(jié)構(gòu)比較特殊，元件表面無管腳，其管腳成球狀矩陣式排列于元件底部，它是在20世紀(jì)90年代隨著集成封裝技術(shù)的進(jìn)步而發(fā)展起來的一種新型封裝，封裝管腳數(shù)多，集成度高，它一出現(xiàn)就成為南、北橋等高精度、多功能、多管腳元件封裝的最佳選擇。 球形網(wǎng)格陣列封裝BGA BGA封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的BGA (1.5mm Pitch, Squ

35、are).PcbLib、BGA (1.27mm Pitch, Square).PcbLib、BGA (0.6mm Pitch, Square).PcbLib封裝庫(kù)中。 6.6.9 管腳網(wǎng)格陣列封裝PGA 管腳網(wǎng)格陣列封裝PGAPin Grid Array封裝的元件外形和封裝圖如圖所示，該封裝結(jié)構(gòu)和BGA很相似，不同的是其管腳引出元件底部并矩陣式排列，它是目前CPU的主要封裝形式。 管腳網(wǎng)格陣列封裝PGA BGA封裝庫(kù)位于Protel DXP默認(rèn)路徑下的Pin Grid Array Package (PGA).PcbLib封裝庫(kù)中。 6.7 PCB板設(shè)計(jì)流程 前面章節(jié)我們已經(jīng)初步了解到利用Pro

36、tel DXP進(jìn)行電路板設(shè)計(jì)的最終目的是設(shè)計(jì)出正確、可靠、美觀的PCB電路板。在進(jìn)行具體的PCB板設(shè)計(jì)前，我們有必要了解利用Protel DXP進(jìn)行PCB板設(shè)計(jì)的一般工作流程，這樣才能在具體設(shè)計(jì)制作過程中做到目的明確、提高效率、少走彎路。 PCB板設(shè)計(jì)流程 1. PCB板制作前期準(zhǔn)備 在進(jìn)行PCB板實(shí)際制作之前，必須作好各方面的準(zhǔn)備工作。如確保原理圖繪制正確，根據(jù)實(shí)際元件為各原理圖元件輸入合適的引腳封裝。根據(jù)電器外殼尺寸或設(shè)計(jì)要求規(guī)劃電路板的形狀和尺寸。根據(jù)電路板元件密度高低和布線復(fù)雜程度確定電路板的種類。測(cè)量電路中有定位要求元件的定位尺寸，如電位器、各種插孔距離電路板邊框的距離，安裝孔的尺寸和定位等。 2. 制作PCB元件引腳封裝（*） 對(duì)于較為特殊的元件，如果PCB封裝庫(kù)中找不到合適的封裝，就必須設(shè)計(jì)、制作、調(diào)用自制的PCB元件封裝。 3. 新建PCB文件，規(guī)劃電路板 從該步驟起，正式進(jìn)入了PCB板設(shè)計(jì)階段，應(yīng)根據(jù)元件多少，產(chǎn)品尺寸、設(shè)計(jì)要求等規(guī)劃電路板尺寸，電路板尺寸應(yīng)盡量符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，可以采取向?qū)Ш褪止だL制的方法繪制電路板，一般采用向?qū)У姆椒ㄗ詣?dòng)產(chǎn)生電路板可以降低設(shè)計(jì)難度。 4. 載入元件引腳封裝和網(wǎng)絡(luò) 在規(guī)劃好電路板后，就可以載入元件引腳封裝