PCB板的設計與制作-夏淑麗張江偉課件項目1 印制電路板及其設計軟件

《PCB板的設計與制作》項目1印制電路板及其設計軟件徐州工業(yè)職業(yè)技術學電子CAD設計課程組教學目標（1）了解印制電路板的概念；（2）了解印制電路板的組成；（3）了解印制電路板的制作流程；（4）了解印制電路板設計的常用軟件；（5）了解各種軟件的特點；產品演示：什么是印制電路板？印刷電路板通常簡寫成PCB（PrintedCircuitBoard

），甚至直接說“板子”，

一個PCB主要是用來創(chuàng)建元器件之間的聯(lián)接，如電阻、電容、電感、集成芯片及接插件。PWB（PrintedWiringBoard

）

通過一定的工藝，在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導電性能良好的銅薄膜，就構成了生產印制電路板所必需的材料——覆銅板。按電路要求，在覆銅板上刻蝕出導電圖形，并鉆出元件引腳安裝孔、實現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個電路板所需的螺絲孔，就獲得了電子產品所需的印制電路板。PCB板的發(fā)展史

弗蘭克·史普拉格（FrankSprague）,美國著名電子公司史普拉格的創(chuàng)始人。早在1904年，當他還是一個學徒是，就有了一個想法——減少點對點的導線故障。當他與他的導師——托馬斯·愛迪生（ThomasEdison）交流此想法，想實現(xiàn)他的想法。。

早在1903年艾伯特·漢森(AlbertHanson)首創(chuàng)利用“線路”(Circuit)概念應用于電話交換機系統(tǒng)。它是將金屬箔切割成線路導體，將之粘在石蠟紙上，上面同樣粘上一層石蠟紙，成了現(xiàn)今PCB的原型。至1936年，保羅·艾斯納(PaulEisner)真正發(fā)明了現(xiàn)代PCB的制造技術，也申請了多項專利。今天的“印刷—蝕刻”(print-etchorphotoimagetransfer)的技術，就是沿襲其發(fā)明而來的。PCB的優(yōu)點1、電子設備的尺寸與重量有很大的減少。2、批量生產可以大大降低產品的單價。3、元器件之間的連線與元件的安裝便于自動化。4、減少了電路中的分布電容，使電路的特性更加穩(wěn)定。5、可以確保在批量生成中高水平的可重復的，一致的電路的特性參數(shù)。PCB的優(yōu)點6、元器件的位置是固定的，容易識別，所以更的電子設備的維護變的簡單。7、檢測時間大大減少，因為印刷電路使錯連與短路錯誤降到最低。8、減少了對PCB技術人員的技術要求，培訓時間縮短。PCB的構成元素元件：用于完成電路功能的各種器件。銅箔：在電路板上可以表現(xiàn)為導線、焊盤、過孔和覆銅等各種表示形式。（1）導線：用于連接電路板上各種元件的引腳，完成各個元件之間電信號的連接。（2）過孔：用以連通中間各層需要連通的銅箔。（3）安裝孔：用于固定印制電路板。PCB的構成元素（4）焊盤：用于在電路板上固定元件，也是電信號進入元件的通路組成部分。（5）覆銅：改善電路的性能。（6）接插件：用于電路板之間連接的元件。（7）填充：用于地線網(wǎng)絡的覆銅，可以有效地減小阻抗（8）電氣邊界：用于確定電路板的尺寸。PCB的分類PCB分類按結構分雙面板多層板按硬度分軟板軟硬板硬板單面板按用途分民用工業(yè)用軍用

單面板的結構如圖1所示，所用的覆銅板只有一面敷銅箔，另一面空白，因而也只能在敷銅箔面上制作導電圖形。單面板上的導電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實現(xiàn)元件引腳互連的印制導線，該面稱為“焊錫面”——在ProtelPCB編輯器中被稱為“Bottom”（底）層。沒有銅膜的一面用于安放元件，因此該面稱為“元件面”——在ProtelPCB編輯器中被稱為“Top”（頂）層。

圖1單面印制電路板剖面

雙面板的結構如圖2所示，基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導電圖形，導電圖形中除了焊盤、印制導線外，還有用于使上、下兩面印制導線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個面上，該面同樣稱為“元件面”，另一面稱為“焊錫面”。在雙面板中，需要制作連接上、下面印制導線的金屬化過孔，生產工藝流程比單面板多，成本高。

圖2雙面印制電路板剖面

隨著集成電路技術的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關系越來越復雜。此外，器件工作頻率也越來越高，雙面板已不能滿足布線和電磁屏蔽要求，于是就出現(xiàn)了多層板。在多層板中導電層的數(shù)目一般為4、6、8、10等，例如在四層板中，上、下面（層）是信號層（信號線布線層），在上、下兩層之間還有電源層和地線層，如圖3所示。

在多層板中，可充分利用電路板的多層結構解決電磁干擾問題，提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數(shù)多，走線方便，布通率高，連線短，印制板面積也較小（印制導線占用面積?。壳坝嬎銠C設備，如主機板、內存條、顯示卡等均采用4或6層印制電路板。圖3多面印制電路板剖面原理圖部分：PCB部分：PCB的設計流程

開料；烘焙

鉆孔孔內沉銅板面電鍍涂感光膜

曝光（圖形轉移）退膜顯影圖形電鍍蝕刻退錫阻焊層絲印白字（白色標注）熱風整平噴錫(助焊層)成形定位孔Locationhole鉆孔(Drilling)鋁基板底板基板銅箔孔(Hole)鉆孔：建立頂層線路與底層線路以及無件與線路之間的電氣連接。面板電鍍孔壁沉銅(PTH)孔壁沉銅(PTH)面板電鍍基板(Laminate--prepreg)沉銅/鍍銅：用化學方法使線路板孔壁鍍上一層薄銅

感光膜銅箔(Copperfoil)涂感光膜

紫外線燈(UVlight)電子圖形膠片涂有感光膜的PCB曝光—將膠片上的電路圖通過曝光的方法，將圖形轉移到感光膜上

顯影后漏出的銅銅孔顯影曝過光的感光材料鍍錫圖形電鍍：

在顯影后的PCB板上電鍍一層錫，保護線路基板線路蝕刻—將上一步的處理后的PCB放入蝕刻液中（常用的是堿性氨水），這樣PCB板上沒有被錫覆蓋的部分，銅會逐漸被溶解掉，剩下被錫保護的線路。綠油：阻焊層絲印層STM元件焊盤插件元件焊盤過孔阻焊層、絲印白字

以上詳細地介紹了雙面板的典型制造工藝。從以上的工藝過程可以看出，PCB板的制造過程，要是用一句話來總結就是“圖形轉移”，將紙質或者膠片上的電路圖，搬移到PCB基板上，用導電的銅實現(xiàn)。講到這，你會認為這本書要講PCB的制作，其實本書的任務是講述如何利用相關軟件，設計符號規(guī)范的PCB版圖，也就是說如何設計第5步中曝光用電路圖膠片。只有在你很好的了解了它的制造過程，你才能較好地設計出可制造性的PCB。3D顯示效果：ProtelDxp2004設計軟件介紹protelDXP2004的發(fā)展歷史protelDXP2004的特點ProtelDxp2004的特點1.整合式