印制电路板设计技术

学无止境，让我们继续学习中频感应加热电源内部重要部件印制电路板的相关知识。

培训题目：印制电路板设计技术

主讲人：青岛海越副教授

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一、印制电路板（PCB）基础知识

什么是印制电路板？

印制电路板，简称PCB(PrintedCircuitBoard)，是通过一定的制作工艺，在绝缘度非常高的基材上覆盖上一层导电性能良好的铜薄膜构成覆铜板，然后根据体的PCB图的要求，在覆铜板上蚀刻出PCB图上的导线，并钻出印制板安装定位孔以及焊盘和过孔。在双面板和多层板中，还需要对焊盘和过孔做金属化处理，即在焊盘和过孔的内孔周围作沉铜处理，以实现焊盘和过孔在不同层之间的电气连接。

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PCB的功能？⑴为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。⑵提供电路的电气连接。⑶用标记符号将板上所安装的各个元器件标注出来，便于插装、检查及调试。

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PCB的分类

按照在一块板上导电图形的层数，印制电路板可分为以下3类。（1）单面板

一面敷铜，另一面没有敷铜的电路板。单面板只能在敷铜的一面布线，其特点是成本低，但仅适用于比较简单的电路设计。

（2）双面板

双面板包括顶层(TopLayer)和底层(BottomLayer)两层，两面敷铜，中间为绝缘层，两面均可以布线，一般需要由过孔或焊盘连通。由于两面均可以布线，对比较复杂的电路，其布线的布通率比单面板的高，所以它是目前采用最广泛的电路板结构。

（3）多层板多层板一般指3层以上的电路板。它在双面板的基础上增加了内部电源层、接地层及多个中间信号层。随着电子技术的飞速发展，电路的集成度越来越高，多层板的应用也越来越广泛。但由于多层电路板的层数增加，给加工工艺带来了难度，同时制作成本也很高。

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PCB板基本组成（相关的名词术语）（1）焊盘（Pad）焊盘(Pad）的作用是放置焊锡、连接导线和元件的引脚。

Protel99SE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、八角形等。根据元件封装的类型。焊盘分为针脚式和表面贴装式两种，其中针脚式焊盘必须钻孔，而表面贴装式无需钻孔。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等因素。（2）过孔（Via）对于双层板和多层板，各信号层之间是绝缘的，需在各信号层有连接关系的导线的交汇处钻一个孔，并在钻孔后的基材壁上淀积金属(也称电镀或金属孔化），以实现不同导电层之间的电气连接，这种孔称为过孔（Via）。过孔有三种，分别是从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲过孔及内层间的隐蔽过孔。过孔的内径（通孔直径Holesize)与外径尺寸(过孔直径Diameter）一般小于焊盘的内外径尺寸。

（3）铜模导线（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），是印制电路板最重要的部分。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。印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。

（4）飞线在PCB设计过程中，还有一种与导线有关的线，常称为飞线或预拉线。飞线是在引入网络表后，系统根据规则生成的，用来指引系统自动布线的一种连线。（5）网络（Net）从一个元件的某个引脚上到其他引脚上的电气连接关系称作为网络(Net)。每一个网络均有唯一的网络名称，可人为添加的或系统自动生成的，系统自动生成的网络名由该网络内两个连接点的引脚名称组成。（6）网络表（Netlist）网络表描述电路中元器件特征和电气连接关系，一般从电路原理图中获取，它是电路原理图设计和PCB设计之间的桥梁。（7）安全间距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它们之间留出一定的间距，这个间距就称为安全间距(Clearance)。（8）助焊膜和阻焊膜各类膜(Mask)不仅是PCB制作工艺过程中必不可少的，而且更是元器件焊装的必要条件。按“膜”所处的位置及其作用，“膜”可分为元器件面(或焊接面)助焊膜(ToporBottomSolder)和元器件面(或焊接面)阻焊膜(ToporBottomPasteMask)两类。助焊膜是涂于焊盘上，提高可焊性能的一层膜，也就是在绿色板子上比焊盘略大的浅色圆。阻焊膜的情况正好相反，为了使制成的板子适应波峰焊等焊接形式，要求板子上非焊盘处的铜箔不能焊锡，因此在焊盘以外的各部分都要涂覆

一层涂料，用于阻止这些部位上锡（9）丝印层为方便电路的安装和维修，在印制板的上下两表面印上所需要的标志图案和文字代号等，例如元器件标号和参数、元器件轮廓形状和厂家标志、生产日期等等，这就称为丝印层(SilkscreenTop／BottomOverlay)。（10）元件的封装电路原理图中的元件使用的是实际元件的电气符号；PCB设计中用到的元件则是使用实际元件的封装(Footprint)。元件的封装由元件的投影轮廓、引脚对应的焊盘、元件标号和标注字符等组成。不同的元件可以共用同一个元件封装，同种元件也可以有不同的封装。

元件封装的命名一般与管脚间距和管脚数有关，如电阻封装AXIAL0.3中的0.3表示管脚间距为0.3英寸或mil（1英寸=mil）；双列直插式IC封装DIP8中的8表示集成块的管脚数为8。