《PCB设计与制作 教学课件 ppt 作者 任枫轩 学习情境一课件1-1PCB基础知识的认知》由会员分享，可在线阅读，更多相关《PCB设计与制作 教学课件 ppt 作者 任枫轩 学习情境一课件1-1PCB基础知识的认知（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、PCB设计与制作,任务1.1 PCB基础知识的认知 电子课件,学习情境一,本任务内容,1.引导文 2.工作任务描述 3.操作演示,引导文,引导文 任务1.1 PCB基础知识的认知,教学目的 知识能力：熟悉PCB的基本概念、基本组成、板层结构划分、设计流程和组成要素的特点，了解常用元件的封装技术以及Altium Designer软件中的封装形式。 技能能力：掌握PCB的板层结构识别、工艺流程以及个组成要素的识别技巧和特征描述；掌握常见元件的识别及分类。 社会能力：训练学生工程意识和良好的劳动纪律观念，培养学生认真做事、用心做事的态度。,1.1.1 PCB概述,1.PCB的基本概况 2.PCB板的
2、作用 3.PCB板层 4.计算机辅助设计软件Altium Designer的PCB设计流程,引导文,1.PCB的基本概况,图2-1 原理图的编辑环境,引导文,印制电路板（Printed circuit board，PCB）几乎会出现在每一种电子设备当中。如果在某种设备中有电子零件，那么它们也都是镶在大小各异的PCB上。 除了固定各种小零件外，PCB的主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集。,2.PCB板的作用,（1）提供机械支撑 印制电路板为集成电路等各种电子元器件固定、装配提供了机械支撑。 （2）实现电气连接或
3、电绝缘 印制电路板实现了集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接。 （3）其他功能 印制电路板为自动装配提供阻焊图形，同时也为元器件的插装、检查和维修提供了识别字符和图形。,引导文,（1）单面板 （2）双面板（Double-Sided Boards）,引导文,图1-1 双面板实例,3.PCB板层,（3）多层板（Multi-Layer Boards） 为了增加可以布线的面积，多层板用上了更多单或双面的布线板。多层板使用数片双面板，并在每层板间放进一层绝缘层后黏牢（压合）。板子的层数就代表了有几层独立的布线层，通常层数都是偶数，并且包含最外侧的两层。大部分的主机板都是48层的结构，不过技术上可
4、以做到近l00层的PCB。,引导文,图1-2 多层板,4.计算机辅助设计软件Altium Designer的PCB设计流程,图1-3 PCB板设计流程图,引导文,1.1.2 PCB组成要素,1过孔（via） 过孔（via）是多层PCB的重要组成部分之，钻孔的费用通常出PCB制扳费用的3040。PCB上的每一个孔都可以称之为过孔。从作用上看，过孔可以分成两类：一是用做各层间的电气连接；二是用做器件的固定或定位。如果从工艺制程上来说，这些过儿一般分为三类，即盲孔（Blind Via）、埋孔（Buried Via）和通孔（Through Via）。,引导文,引导文,b） 穿透式过孔,a） 过孔的尺寸
5、,c） 盲过孔,图1-4 过孔的尺寸与类型,2. 铜膜导线（Track） 印制电路板上，在焊盘与焊盘之间起电气连接作用的是铜膜导线，简称导线（Track）。它也可以通过过孔把一个导电层和另一个导电层连接起来。PCB设计的核心工作就是围绕如何布置导线。 在PCB设计过程中，还有一种与导线有关的线，它是在装入网络表后，系统根据规则自动生成的，用来指引系统自动布线的一种连线，俗称飞线。飞线只在逻辑上表示出各个焊盘间的连接关系，并没有物理的电气连接意义；导线则是利用飞线指示的各焊盘和过孔间的连接关系而布置的，是具有电气连接意义的连接线。导线与飞线的不同，我们将在自动布线中看到。,引导文,3. 安全间距
6、（Clearance） 进行印制电路板设计时，为了避免导线、过孔、焊盘及元件间的距离过近而造成相互干扰，就必须在他们之间留出一定的间距，这个间距就称为安全间距。图1-5所示为安全间距示意图。,引导文,图1-5 安全间距示意图,4. 焊盘（Pad） 焊盘（Pad）的作用是用来放置焊锡、连接导线和焊接元件的管脚。Altium Designer在封装库中给出了一系列不同形状和大小的焊盘，如圆形、方形、八角形焊盘等。,引导文,圆形焊盘 方形焊盘 八角形焊盘 圆角方形焊盘,针脚式焊盘的尺寸,图1-6 常见焊盘的形状与尺寸,5. 金属镀（涂）覆层 金属镀（涂）覆层用以保护金属（铜）表面，保证其可焊性，还可
7、以在一些加工过程中作为蚀刻液的抗蚀层（如在过孔的加工过程中）。金属镀（涂）覆层还可以作为连接器与印制板的接触面，或表面安装器件与印制板的接合层。 应根据印制板的用途选择一种适合导电图形使用的镀覆层。表而镀覆层的类型直接影响生产工艺、生产成本和印制板的性能，例如寿命、可焊性、接触性等。,引导文,6. 非金属涂覆层 非金属涂覆层材料用来保护印制板，另外阻焊剂用来防止非焊接区导体的焊料润湿。当涂覆过的组装件暴露在高湿度条件下时，不正确确的清洗可能导致附着力降低。由于附着力的降低，涂覆层与基体的界面下开始出现分离点或碎屑，并且剥落（侵蚀）。在使用任何涂覆之前，最重要的是正确清洗印制板。如果印制板带有有
8、机或无机污染，其绝缘电阻不能通过涂覆层得到提高。,操作步骤,1.1.3 元件封装技术,1. 元件封装的具体形式 （1）SOPSOIC封装 （2）DIP封装,图1-7 SOJ-14封装 图1-8 DIP-14封装,（3）PLCC封装 （4）TQFP封装,图1-9 PLCC-28封装 图1-10 PQFP封装,（5）PQFP封装 （6）TSOP封装 （7）BGA封装,图1-11 TSOP封装 图1-12 BGA封装,2. Altium Designer中的元件及封装,图1-13 电阻 图1-14 AD电阻符号 图1-15 AD电阻封装AXIAL系列,图1-16电位器实物 图1-17 AD中的电位器
9、 图1-18 AD中电位器封装VR系列,图1-19 无极性电容 图1-20 AD中的无极性电容 图1-21 无极性电容封装RAD系列,图1-22 电解电容 图1-23 Altium Designer中的电解电容,图1-24 电解电容封装RB系列 图1-25 二极管,1.1.4 工作任务描述,图1-34 PCB实物图,根据给出的图1-34所示的PCB实物，区别电路板的板层、 工艺、元件类型、过孔、焊盘、线宽等。,1.1.6 操作步骤 1.区分板层 查看所给PCB实物，如图1-34所示，查看识别两块PCB实物是单面板还是双面板或多层板。如果有单面板，指出零件面和焊接面；如果是双层板或多层板，查看有
10、无金手指，并指出判断依据。,操作步骤演示,操作步骤,2查看板材 根据本任务所学内容，结合所提供资讯，大概判断板子本身的基板的材质。 3选择可能的工艺流程 根据提供的实物，判断选择该板可能的工艺流程。 4查看过孔 1）从辨别出的双层或多层板上查看过孔。 2）根据本任务所学习内容，分别查找做各层间的电气连接和用做器件的固定或定位的过孔。 3）从工艺制程上看，分别找出盲孔（Blind Via）、埋孔（Buried Via）和通孔（Through Via），并标明其位置或电气编号。,操作步骤,5查看导线 1）查看板子上的导线，对于单面板，查看其整版导线的走向，对于双面板，查看顶层和底层的导线的走向有何
11、特点。 2）查看板子上的导线，根据字符标识，查找本板的电源线和地线，如有大面积铜箔，查看该大面积铜箔如何与电路连接，试说明大面积铜箔的作用，使用游标卡尺测量电源线的宽度，对比一般导线宽度。 3）对于板上的跳线，看其有何连接特点，思考为何在此处使用跳线。 4）查看所给电路板为了避免导线、过孔、焊盘及元件间的距离过近而造成相互干扰的安全间距。使用游标卡尺或其他测量工具测量导线与元件、导线与导线、导线于过孔、导线于焊盘、元件与元件等对象之间的安全间距，并作适当记录。,操作步骤,6查看焊盘 1）查看板上的焊盘，区别针脚式和表面粘贴式焊盘。 2）测量不同贴片元件的表面粘贴式焊盘的尺寸和形状，记录其不同之
12、处。查看不同脚式焊盘形状、引脚粗细、放置形式、受热情况、受力方向和振动大小等。查看若干个对电流、发热和受力较大的焊盘，查看其有无设计成“泪滴状”。 3）根据非过孔最小的焊盘尺寸为：D-d = 1.0mm，D为焊盘直径，d为通孔直径。过孔最小焊盘尺寸为：D-d = 0.5mm，D为焊盘直径，d为通孔直径。利用游标卡尺或其他工具分别计算，看其是否接近参数值。 7查看金属镀（涂）覆层和非金属涂覆层 查看所提供PCB实物板上的金属镀（涂）覆层和非金属涂覆层，试谈其区别。 8区别元件 根据本任务所学内容，区别图1-35所示的元件实物，并对其进行分类：,操作步骤,操作步骤,操作步骤,操作步骤,操作步骤,操
13、作步骤,操作步骤,1）区别哪些是贴片元件，那些是插接件，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 2）区别哪些贴片电阻，那些是插接件电阻，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 3）区别哪些贴片电容，那些是插接件电容，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 4）区别哪些贴片电感，那些是插接件电感，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中
14、查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。,操作步骤,5）区别哪些贴片二极管，那些是插接件二极管，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 6）区别哪些贴片晶体管，那些是插接件晶体管，并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 7）区别哪些集成元件是DIP封装、SOPSOIC封装、PLCC封装、TQFP封装、PQFP封装、TSOP封装、BGA封装、并记录编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。 8）找出并区别发光二极管、电位器、变压器、各种接口、继电器、开关等元件，并记录其编号，尝试从Altium Designer Summer 09中查找相应封装形式，并记录该元件在封装库的名称。,操作步骤,谢 谢 观 看！,
