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第八章 PCB印制电路版 单面板:电路板一面敷铜,另一面没有敷铜,敷铜的一面用来布线及焊接,另一面放置元件。单面板成本低,但只适用于比较简单的电路设计。 双面板:电路板的两面都敷铜,所以两面都可以布线和放置元件,顶面和底面之间的电气连接是靠过孔实现的。由于两面都可以布线,所以双面板适合设计比较复杂的电路,应用也最为广泛。 多层板:不但可以在电路板的顶层和底层布线,还可以在顶层和底层之间设置多个可以布线的中间工作层面。用多层板可以设计更加复杂的电路。 1.元件封装的分类 大致可以可以分为两类,即针脚式元件和STM(表面粘贴式)元件。 (1)DIP封装 双列直插式。特点: 适合PCB的穿孔 易于对PCB布线 操作方便 DIP封装结构形式有:多层陶瓷双列直插式DIP、单层陶瓷双列直插式、引线框架式、塑料包封结构形式和陶瓷低熔玻璃封装形式。 (2)芯片载体封装 详见书上。 常见的元件封装形式 长度单位及换算:Protel 99 SE 的PCB编辑器支持英制(mil)和公制(mm)两种长度计量单位。它们的换算关系是:100mils=2.54mm(其中1000mils=1Inches)。 执行菜单命令【View】/【Toggle Units】就能实现这两种单位之间的相互转换。也可以按快捷键Q进行转换。转换后工作区坐标的单位和其他长度信息的单位都会转换为mm(或mil)。 安全间距:进行印刷电路板的设计时,为了避免导线、过孔、焊点及元件的相互干扰,必须使它们之间留出一定的距离,这个距离称之为安全间距(Clearance)。 8.1.3 有关电路板的几个基本概念 铜膜线:简称铜膜导线,是敷铜经腐蚀后形成的用于连接各个焊点的导线。印刷电路板的设计都是围绕如何布置导线来完成的。 助焊膜和阻焊膜:顾名思义,助焊当然是便于焊接;阻焊当然是阻止焊接。这主要是针对有焊接点的地方涂些助焊膜利于焊接元件;在防止短路或不该连线地方连接时加阻焊膜利于安全焊接。 焊盘、过孔:焊盘(Pad)的作用是放置、连接导线和元件引脚。 焊盘需要注意的原则: 形状上长短不一致时,需要考虑连线宽度与焊盘特定边长的大小差异不能过大。 需要在元件引脚之间走线时,选用长短不对称的焊盘往往事半功倍。 各元件焊盘孔的大小要按元件引脚粗细分别编辑确定,原则是孔的尺寸比引脚直径大0.2~0.4mm。 过孔(Via)的主要作用是实现不同板层间的电气连接。过孔主要有3种。 穿透式过孔(Through):从顶层一直打到底层的过孔。 半盲孔(Blind):从顶层遇到某个中间层的过孔,或者是从某个中间层通到底层的过孔。 盲孔(Buried):只在中间层之间导通,而没有穿透到顶层或底层的过孔。 过孔注意的原则 尽量少用过孔,一旦选用了过孔,务必处理好它与周边各实体之间的间隙,特别是容易被忽视的中间各层与过孔不相连的线与过孔的间隙。 需要的载流量越大,所需的过孔尺寸越大,如电源层和地层与其它层连接所用的过孔要大些。 飞线:用来表示连接关系的线。它只表示焊盘之间有连接关系,是一种形式上的连接,并不具备实质性的电气连接关系。飞线在手工布线时可起引导作用,从而方便手工布线。飞线是在引入网络表后生成的,而飞线所指的焊盘间一旦完成实质性的电气连接,则飞线自动消失。当同一网络中,部分电气连接断开导致网络不能完全连通时,系统就又会自动产生飞线提示电路不通。利用飞线的这一特点,可以根据电路板中有无飞线来大致判断电路板是否已完成布线。 8.2 印制电路板布线流程 印制电路板设计步骤: 1.绘制电路图 :原理图、网络表。 2.电路板大小尺寸、层数、元件封装等等。 3.元件布置参数、层参数、布线参数等。 4.装载元件封装库和网络表。 5. 可以先自动,后手动。 6.一般选择自动布线。 7. 后期一些不满意的地方可以稍做调整。 8. 打印输出。 8.3 PCB板的设计的基本原则 重量超过15g的元件,应当使用支架加以固定,然后焊接。而且应考虑散热问题. 对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应该考虑整机的结构要求。 应该留出印制板的定位孔和固定支架所占用的位置。 2. 根据电路的功能单元,对电路的全部元件进行布局时,要符合以下原则: (1)按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使其布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致方向。 (2) 以每个功能电路的核心元件为中心,围绕它来进行布局。元件应该均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上。 (3) 在高频状态下工作的电路,要考虑元件之间的分别参数。一般电路应该尽可能使元件平行排列。 (4)位于电路板边缘的元件,离电路板边缘一般不小于2mm。电路板最佳形状为矩形。 8.3.2 布线 布线的方法以及布线的结果
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