1-PCB電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)解析

1-PCB電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)解析第一頁，共17頁。本階段學(xué)習(xí)目標(biāo)1、掌握PCB定義及作用2、了解PCB的分類3、掌握PCB的主要構(gòu)成要素4、掌握與PCB相關(guān)的重要術(shù)語第二頁，共17頁。1.什么是PCB？PCB的起源電子制造中涉及的元件數(shù)目龐大，種類多樣，若直接通過導(dǎo)線完成設(shè)計(jì)電路的功能，不僅電路占用體積可觀，走線復(fù)雜，且不利于產(chǎn)品體積的小型化、使用的便捷化、外觀的個(gè)性化、以及制造工藝的簡(jiǎn)單高效和成本的降低等。為使大量的元器件更可能少的占用有限空間，使得電路連接更加簡(jiǎn)單有效，PCB應(yīng)運(yùn)而生。1936年，奧地利人保羅·愛斯勒（PaulEisler）在一個(gè)收音機(jī)裝置內(nèi)采用了印制電路板。1943年，美國人將該技術(shù)大量使用于軍用收音機(jī)內(nèi)。1948年，美國正式認(rèn)可這個(gè)發(fā)明用于商業(yè)用途。自20世紀(jì)50年代中期起，印制電路板技術(shù)才開始被廣泛采用。第三頁，共17頁。1.什么是PCB？IPC標(biāo)準(zhǔn)IPC標(biāo)準(zhǔn)IPC是美國的印制電路行業(yè)組織。起源于1957年9月成立的印制電路協(xié)會(huì)（IPC：InstituteofPrintedCircuits)。1977年，為適應(yīng)印制電路行業(yè)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展需要，改稱為電子電路互連與封裝協(xié)會(huì)（TheInstituteforInterconnectingandPackagingElectronicCircuits）。1999年再次改稱為電子制造業(yè)協(xié)會(huì)（AssociationConnectingElectronicsIndustries）由于IPC的知名度很高，所以改名后IPC原有的標(biāo)記和簡(jiǎn)稱仍然不變。目前，全世界多數(shù)國家都采用IPC標(biāo)準(zhǔn)，或參照IPC標(biāo)準(zhǔn)。IPC標(biāo)準(zhǔn)具有權(quán)威性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、實(shí)用性特點(diǎn)。IPC的標(biāo)準(zhǔn)體系包括終端產(chǎn)品驗(yàn)收條件、組裝工藝、設(shè)計(jì)、元器件、印制電路板（PCB）、工藝材料、檢驗(yàn)與測(cè)試等電子組裝設(shè)計(jì)、工藝、管理、設(shè)備、測(cè)試與驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)形成了一整套電子組裝及其相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，具有相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)性與完整性。第四頁，共17頁。定義PCB是組裝電子零件用的基板。通常把在絕緣材料上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。1.什么是PCB？第五頁，共17頁。作用提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機(jī)械支撐實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。為自動(dòng)錫焊提供阻焊圖形為元器件插裝、貼裝、檢查、維修提供識(shí)別字符標(biāo)記圖形。1.什么是PCB？第六頁，共17頁。2.PCB的種類根據(jù)PCB導(dǎo)電板層劃分單面板/單層板雙面板/雙層板多層板根據(jù)PCB所用基板材料劃分剛性印制板/硬板撓性印制板/柔性板/軟板剛-撓性印制板其它分類形式第七頁，共17頁。3.PCB主要構(gòu)成要素覆銅板覆銅板(CopperCladLaminate，全稱覆銅板層壓板，英文簡(jiǎn)稱CCL)，是由木漿紙或玻纖布等作增強(qiáng)材料，浸以樹脂，單面或雙面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種產(chǎn)品銅箔導(dǎo)線PCB本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的覆銅板制作而成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部分被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。第八頁，共17頁。3.PCB主要構(gòu)成要素覆銅板(CopperCladLaminate，英文簡(jiǎn)稱CCL)覆銅板(全稱覆銅板層壓板)，是由木漿紙或玻纖布等作增強(qiáng)材料，浸以樹脂，單面或雙面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種產(chǎn)品。銅箔導(dǎo)線（ConductorPattern）PCB本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的覆銅板制作而成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過程中部分被蝕刻處理掉，留下來的部分就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。第九頁，共17頁。3.PCB主要構(gòu)成要素焊盤(SolderPad)焊盤用于焊接元件實(shí)現(xiàn)電氣連接并同時(shí)起到固定元件的作用。過孔（ViaHole）過孔用于實(shí)現(xiàn)不同工作層間的電氣連接，過孔內(nèi)壁同樣做金屬化處理。注意：過孔僅是提供不同層間的電氣連接，與元件引腳的焊接及固定無關(guān)。第十頁，共17頁。3.PCB主要構(gòu)成要素阻焊漆/膜（SolderMask）PCB板上的絕緣防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方其它輔助性說明信息（圖例，Legend）為了閱讀PCB或裝配、調(diào)試等需要，可以加入一些輔助信息，包括圖形或文字。第十一頁，共17頁。板層（Layer）分為敷銅層和非敷銅層平常所說的幾層板是指敷銅層的層面數(shù)一般在敷銅層上放置焊盤、線條等完成電氣連接，如：頂層（又稱元件面）、底層（又稱焊接面）、中間層、電源層、地線層在非敷銅層上放置元件描述字符或注釋字符，如：印記層（又稱絲網(wǎng)層、絲印層）、板面層、禁止布線層、阻焊層、助焊層、鉆孔層4.與PCB相關(guān)的重要術(shù)語第十二頁，共17頁。絲網(wǎng)印刷面（SilkScreen）在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silkscreen）。通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。安全距離（Clearance）在印刷電路板上，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4.與PCB相關(guān)的重要術(shù)語第十三頁，共17頁。元件的封裝（ComponentPackage）元件的封裝是指實(shí)際元件焊接到電路板時(shí)所指示的元件外形輪廓和引腳焊盤的間距。不同的元件可以使用同一個(gè)元件封裝，同種元件也可以有不同的封裝形式。網(wǎng)絡(luò)（Net）和網(wǎng)絡(luò)表（Netlist）從一個(gè)元器件的某一個(gè)管腳上到其它管腳或其它元器件的管腳上的電氣連接關(guān)系稱作網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)表描述電路中元器件特征和電氣連接關(guān)系，一般可以從原理圖中獲取，它是原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)之間的紐帶4.與PCB相關(guān)的重要術(shù)語第十四頁，共17頁。飛線（Connection）飛線是在電路進(jìn)行自動(dòng)布線時(shí)供觀察用的類似橡皮筋的網(wǎng)絡(luò)連線網(wǎng)絡(luò)飛線不是實(shí)際連線通過網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入元件并進(jìn)行布局后，可以看到網(wǎng)絡(luò)飛線，不斷調(diào)整元件的位置，使網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉最少，以提高自動(dòng)布線的布通率。4.與PCB相關(guān)的重要術(shù)語第十五頁，共17頁。零件面（ComponentSide）與焊接面（Solde