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1、印刷电路板设计印刷电路板设计使老有所终，壮有所用，幼有所长，鳏寡孤独废疾者皆有所养。踏遍青山人未老，风景这边独好。十年一觉扬州梦，赢得青楼薄倖名。既来之，则安之。度尽劫波兄弟在，相逢一笑泯恩仇。 本文由lwx198903 贡献doc 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。印刷电路板设计一.概况1. 基本概念: 基本概念: 印制电路板是由印刷电路和基板构成. 印制: 采用某种方法, 在一个表面上再现图形和符号的工艺, 它包含通常意义的 “印刷“ ; 印制线路:采用印制法在基板上制成的导电图形,包括印制导线,焊盘等; 印制元件:采用印制法在基板上制成的
2、电路元件,如电感,电容等; 印制电路: 采用印制法得到的电路, 它包括印制线路和印制元件或由二者组合成的电路; 敷铜板:由绝缘基板和粘敷在上面的铜箔构成,是用减成法制造印制电路板的原料; 印制电路板: 完成了印制电路或印制线路加工的板子, 它不包括安装在板上的元器件和 进一步加工; 印制板组件:安装了元器件或其它部件的印制板部件. 2.分类 . 习惯上按印刷电路的分布划分电路板: 单面板:仅一面有导电图形的印制板; 双面板:两面都有导电图形的印制板; 多层板:有三层或三层以上导电图形和绝缘材料层压合成的印制板;二.印制电路板设计基础1.印制板设计要求与整体布局 . (1) 正确:准确实现电路原
3、理图的连接关系,避免出现“短路“和“断路“这两个简单 正确 而致命的错误. (2) 可靠 可靠:连接正确的电路板不一定可靠性好.例如:板材选择不合理,板材及安装固 定不正确,元器件布局不当都可能导致 PCB 不能可靠的工作.从可靠性的角度讲, 结构越简单,使用元件越少,板层数越少,可靠性越高; (3) 合理 合理:一个印制板组件,从印制板的制造,检验,装配,调试到整机装配,调试直 到维修,都与印制板设计的合理与否息息相关.例如,板子形状选的不好加工困难; 引线孔太小装配困难;没留测试点调试困难;板外连接选择不当维修困难等等.每 一个困难都可能导致成本增加,工时延长,而每一个造成困难的原因都源于
4、设计者 的失误.没有绝对合理的设计,只有不断合理化的过程.它需要设计者在实践中不 断总结,积累经验. (4) 经济 经济:这是一个不难达到,又不易达到,但必须达到的目标.说“不难“ ,是因为只 要板材选低价,板子尺寸尽量小,连接用直焊导线等价格就会下降.但是不要忘记, 这些廉价的选择可能造成工艺性,可靠性变差,使制造费用,维修费用上升.总体 经济性不一定会合算,因此说“不易“必须“则是市场竞争的原则. . 2.元器件排列及安装尺寸 . (1)元器件排列方式 元器件在印制板上有以下两种排列方式: A.随机排列:也称不规则排列,元器件轴线沿任意方向排列,如图 1 所示.用这种方 式排列元器件,看起
5、来杂乱无章,但是由于元件不受位置与方向的限制,因而印制导线布设 方便,并且还可以做到短而少,使印制面的导线大为减少,这对减少线路板的分布参数,抑 制干扰,特别对高频电路有利; B.坐标排列:也称规则排列,元器件轴线方向排列一致,并与板的四边垂直平行,如图 2 所示.它的特点是排列规范,美观整齐,安装调试及维修较方便.但由于元器件排列要受一定方向和位置的限制,因而布线复杂,印制导线也会相应增加.图 1 不规则排列图 2 坐标排列 (2)元器件安装尺寸 a) IC 间距:1 个 IC 间距 0.1 英寸,即 2.54mm; b) 软尺寸与硬尺寸: 在元器件安装到印制板上时一部分元器件和普通电阻,
6、电容, 小功率三极管,二极管等对焊盘间距要求不是很严格,我们称之为软引线尺寸;另 一部分元器件,如大功率三极管,继电器,电位器等引线不允许折弯,对安装尺寸 有严格要求,我们称这一类元器件为硬引线尺寸.三.印制电路1.印制导线宽度: .印制导线宽度: 印制导线的宽度由该导线工作电流决定: 表一 印制导线最大允许工作电流与导线宽度的关系 导线宽度 mm 1 1.5 2 2.5 3 3.5 2 导线面积 mm 0.05 0.075 0.1 0.125 0.15 0.175 导线电流 A 1 1.5 2 2.5 3 3.54 0.2 4工程中有以下参考经验: A.电源线及地线在板面允许的条件下尽量宽一
7、些,即使在面积紧张的情况下一般也不 应小于 1mm; B.对长度超过 100mm 的导线,即使工作电流不大,也应适当加宽以减少导线压降对 电流的影响; C.一般信号获取及处理电路,包括 TTL,CMOS,非功率运放,RAM, ROM 微处理 等电路部分,可不考虑导线宽度; D.一般安装密度不大的印制板,印制导线宽度不小于 0.5mm 为宜. 2,导线图形间距: ,导线图形间距:相邻导线图形之间的间距 (包括印制导线, 焊盘, 印制元件) 由它们之间的电位差决定. 表二 印制导线间距最大允许工作电压 导线间距(mm) 0.5 1 1.5 2 3 工作电压(V) 100 200 300 500 7
8、00 3.印制导线走向与形状 . 印制电路在全部布线 “走通“的前提下,还要运用以下几条准则: (见图 3) A. 以短为佳,能走捷径就不要绕远; B. 走线平滑自然为佳,避免急拐弯和尖角; C.公共地线应尽可能多的保留铜箔.不 推 荐 推 荐图 3 印制导线走向与形状四.焊盘与孔 焊盘与孔1.焊盘形状 . (1) 圆形焊盘:焊盘与穿线孔为同心圆,其外径为 2-3 倍孔径;多在元件规则排列中使 用,双面印制板也多采用圆形焊盘. (2) 方形焊盘:印制板上元器件大而少且印制板导线简单时多采用这种设计形式. (3) 椭圆焊盘:这种焊盘在同一方向尺寸小,有利于中间走线,常用于双列直插式器件 或插座类
9、元件. 2.孔的设计 . 孔的大小以略大于元器件管脚直径为宜.练习根据以下电路图在坐标纸上绘制出相应的印制板图:T1 3DA7+L 1.7mH R4 2k R3 1M R2 4.3k C4 3300p100 +R5 Ui 1824V+51 C1T23AK651003 5 10 2 8 5G11 4 6 D 9 1 C3 100p+Uo15V2CK28-R1 1k-要求: 要求:绘制单面印制板图 比例 2:1 尺寸:9050 规则排列 元件外形及尺寸: 1, 5G11 为双列直插 14 脚 IC 芯片(引脚间距为 1 个 IC 间距,列间距为 3 个 IC 间距) ; 2, 电阻,电容,电感二极
10、管及 3AK65 的外形及引线尺寸见实物; 3, 3DA7 集电极和发射极的电流均约为 3A,引出脚直径均为 1.2,金属封装外形形式如 下图:CB10.9E 16.9 30.11 本文由 zhangfei890912 贡献pps 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。印刷电路板设计Protei99 SE 应用1PROTEL99SE 简介 PROTEL99SE 简介SE 共分 个模块: 共分 5 Protel99 SE 共分 5 个模块: 电路原理图（SCH)设计 电路原理图（SCH)设计 PCB 设计 包含信号完整性分析） 设计（ PCB 设计（
11、包含信号完整性分析） 自动布线器 原理图混合信号仿真 PLD 设计 PLD 设计 其他： 管理模块（文本、数表等） 其他： 管理模块（文本、数表等）2电路原理图（SCH)设计四个要素 电路原理图（SCH)设计四个要素元件 连线 结点 网络标号3电路原理图设计（一）启动 Protel99 SE 新建一个设计库文件（New Design) MyDesign.ddb 新建一个原理图设计文件 (New File) Schematic Decument *.SCH 添加元件库 (Add/Remove) 设置图纸大小（Design/Options)4电路原理图设计（二）放置元件（三种方法） 旋转和镜像翻转
12、元件（空格、X、Y） 移动元件（Move) 放置导线 (Place Wire) 放置节点 (Place Junction)5电路原理图设计（三）编辑元件属性（Properties) 1.Lib Ref 在元件库中的元件名称 2.Footprint 元件在 PCB 库封装形式 3.Designator 元件流水序号 4.Patr Type 元件名称(默认值) 5.Part 定义子元件序号 6.Selection 切换选取状态 7.(略)6电路原理图设计（四）ERC 电气规则检查(*.ERC) 修改设计错误 Create Netlist 创建网络表(*.NET) Save 存盘7PCB 概述（一）
13、1、PCB 中文印刷电路板 英文Printed Circuit Board 2、PCB 板的质量由基材的选用、 组成电路各要素的物理特性决定的。8PCB 概述（二）3、PCB 的材料分类（刚性、挠性） A、酚醛纸质层压板 B、环氧纸质层压板 C、聚酯玻璃毡层压板 D、环氧玻璃布层压板 E、聚酯薄膜 F、聚酰亚胺薄膜 G、氟化乙丙烯薄膜9PCB 概述（三）4、PCB 基板材料 A、 FR4 B、聚酰亚氨 C、聚四氟乙烯 D、 (G10) E、FR5 (G11)10PCB 概述（四）5、组成 PCB 的物理特性 A、导线 Track（线宽、线距） B、过孔 Via C、焊盘 Pad（园、方、菱形）
14、 D、槽 E、表面涂层及覆铜11PCB 概述（五）6、PCB 板按层数来分 A、单面板（单面走线、双面丝印） Signal Layer PCB B、双面板（双面走线、双面丝印） Double Layer PCB C、四层板（两层走线、电源、GND） D、六层板（四层走线、电源、GND） Multi Layer PCB E、雕刻板12PCB 概述（六）7、Protel99 se Laycrs 标签页 选取 Design Options 菜单命令进行设置 16 个信号层(Signal Layer)电气布线 4 个内部层(Internal Layer)电源和接地线 4 个机械层(Mechanical
15、 Layer)说明作用 2 个钻孔导引层(Drill Layer)辅助钻孔 2 个防焊层(Solder Mask Layer)防焊锡溢出 2 个锡膏层(Paste Mask Layer)粘贴表贴零件 2 个丝印层(Silkscreen Layer)印刷说明文字13PCB 概述（续六）7、Protel99 se Layers 标签页 选取 Design Options 菜单命令进行设置 (Keepout Layer) 禁止布线层 16 个信号层(Signal Layer) 电气布线层 Top(顶层) Bottom(底层) Mid1Mid14(中间信号层）14PCB 元件封装形式(一）1、电阻 A
16、XIAL 0.3 AXIAL 0.5 AXIAL 0.7 AXIAL 0.9 AXIAL 1.0 300mil AXIAL 0.4 400mil 500mil AXIAL 0.6 600mil 700mil AXIAL 0.8 800mil 900mil 1000mil15PCB 元件封装形式（二）2、电容 RAD 0.1 100mil RAD RAD 0.3 300mil RAD RB .2/.4 200mil RB .3/.6 300mil RB .4/.8 400mil RB .5/1.0 500mil 0.2 200mil 0.4 400mil 400mil 600mil 800mil 1000mil16PCB 元件封装形式（三）3、晶体管 DIODE0.4 400mil DIODE0.7 700mil TO92B 50mil TO126 TO220 100mil 4、可变电阻 VR1 VR2 VR3 VR4 VR517PCB 元件封装形式（四）5、集成电路 DIP4、6、8、14、16、18、20、22、24、28、 32、40、48、52、64(100m
