PCB电路设计过程VIP免费

第1页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页共88页PCB电路设计本章介绍印刷电路板(PCB板)设计的一些基本概念，如电路板、导线、元件封装、多层板等，并介绍印刷电路板的设计方法和步骤。通过这一章的学习，使读者能够完整地掌握电路板设计的全部过程。5.1PCB电路板的基本概念5.1.1PCB电路板的概念在学习PCB电路板设计之前，首先要了解一些基本的概念，对PCB电路板有一些了解。一般所谓的PCB电路板有SingleLayerPCB（单面板）、DoubleLayerPCB（双面板）。四层板、多层板等。●单面板是一种单面敷铜，因此只能利用它敷了铜的一面设计电路导线和元件的焊接。第2页共88页第1页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第2页共88页●双面板是包括Top（顶层）和Bottom（底层）的双面都敷有铜的电路板，双面都可以布线焊接，中间为一层绝缘层，为常用的一种电路板。●如果在双面板的顶层和底层之间加上别的层，即构成了多层板，比如放置两个电源板层构成的四层板，这就是多层板。通常的PCB板，包括顶层、底层和中间层，层与层之间是绝缘层，用于隔离布线层。它的材料要求耐热性和绝缘性好。早期的电路板多使用电木为材料，而现在多使用玻璃纤维为主。在PCB电路板布上铜膜导线后，还要在顶层和底层上印刷一层SolderMask（防焊层），它是一种特殊的化学物质，通常为绿色。该层不粘焊锡，防止在焊接时相邻焊接点的多余焊锡短路。防焊层将铜膜导线覆盖住，防铜膜过快在空气中氧化，但是在焊点处留出位置，并不覆盖焊点。对于双面板或者多层板，防焊层分为顶面防焊层和底面防焊层两种。电路板制作最后阶段，一般要在防焊层之上印上一些文字符号，比如元件名称、元件符号、元件管脚和版权等，方便以第3页共88页第2页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第3页共88页后的电路焊接和查错等。这一层为SilkscreenOverlay（丝印层）。多层板的防焊层分TopOverlay（顶面丝印层）和BottomOverlay（底面丝印层）。5.1.2多层板概念般的电路系统设计用双面板和四层板即可满足设计需要，只是在较高级电路设计中，或者有特殊需要，比如对抗高频干扰要求很高情况下才使用六层及六层以上的多层板。多层板制作时是一层一层压合的，所以层数越多，无论设计或制作过程都将更复杂，设计时间与成本都将大大提高。如果在PCB电路板的顶层和底层之间加上别的层，即构成了多层板，比如放置两个电源板层构成多层板。多层板的Mid-Layer（中间层）和InternalPlane（内层）是不相同的两个概念，中间层是用于布线的中间板层，该层均布的是导线，而内层主要用于做电源层或者地线层，由大块的铜膜所构成，其结构如图5—1所示。第4页共88页第3页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第4页共88页图5—1多层板剖面图在图5—1中的多层板共有6层设计，最上面为TopLayer（顶层）；最下为BottomLayer(底层)；中间4层中有两层内层，即InternalPlane1和InternalPlane2,用于电源层；两层中间层，为MidLayerl和MidLayer2，用于布导线。5.1.3过孔过孔就是用于连接不同板层之间的导线。过孔内侧一般都由焊锡连通，用于元件的管脚插入。过孔分为3种：从顶层直接通到底层的过孔称为ThncholeVias（穿透式过孔）；只从顶层通到某一层里层，并没有穿透所有层，或者从里层穿透出来的到底层的过孔称为第5页共88页第4页共88页编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第5页共88页BlindVias（盲过孔）；只在内部两个里层之间相互连接，没有穿透底层或顶层的过孔就称为BuriedVias（隐藏式过孔）。过孔的形状一般为圆形。过孔有两个尺寸，即HoleSize（钻孔直径）和钻孔加上焊盘后的总的Diameter（过孔直径），如图5—2所示。图5—2过孔的形状和尺寸5.1.4铜膜导线电路板制作时用铜膜制成铜膜导线（Track），用于连接焊点和导线。铜膜导线是物理上实际相连的导线，有别于印刷板布线过程中的预拉线（又称为飞线）概念。预拉线只是表示两点在电气上的相连关系，但没有实际连接。5.1.5焊盘第6页共88页...