1、第三篇、第三篇、PROTEL99SE印制板设计印制板设计v 学习目标学习目标v 终极目标终极目标v 会用会用Protel 99SE PCB编辑软件（简称编辑软件（简称PCB 99）正确）正确编辑印制板图，并按要求进行印制板图输出。编辑印制板图，并按要求进行印制板图输出。v 促成目标促成目标 v 1了解常用电子器件的封装形式；了解常用电子器件的封装形式；v 2会手工设计简单电路的会手工设计简单电路的PCB；v 3会用进行会用进行PCB编辑的相关文件操作；编辑的相关文件操作；v 4会调用、编辑会调用、编辑PCB元件；元件；v 5会编辑、检验印制板图；会编辑、检验印制板图；v 6能按要求进行印制板图
2、输出。能按要求进行印制板图输出。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 一、学习目标一、学习目标v 终极目标终极目标v 会根据电路及产品装配与应用的要求，合理进行会根据电路及产品装配与应用的要求，合理进行PCB布局布局和布线。和布线。v 促成目标促成目标v 1了解电子器件的封装；了解电子器件的封装；v 2会分析电路结构及产品特点，合理选择印刷电路板材会分析电路结构及产品特点，合理选择印刷电路板材料；料；v 3会合理进行会合理进行PCB布局；布局；v 4会合理进行会合理进行PCB布线；布线；v 二、工作任务二、工作任务v 手工设计图手工
3、设计图3-1-1所示功率放大器的印刷电路板图。所示功率放大器的印刷电路板图。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 要求：要求：v 1通过实物和查找，明确电路中各器件的封装形式；通过实物和查找，明确电路中各器件的封装形式；v 2选择印刷板材料（单面、双面、材质等）（印刷板尺寸定为选择印刷板材料（单面、双面、材质等）（印刷板尺寸定为10cm10cm）；）；v 3合理进行器件布局；合理进行器件布局；v 4正确连线（注意线宽与线间距）。正确连线（注意线宽与线间距）。图3-1-1 功率放大电路缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路
4、的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 三、理论知识三、理论知识v（一）印制板的概念（一）印制板的概念v PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统，只要有手表、计算器，大到计算机、通讯电子设备、军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。在较大型的
5、电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制在较大型的电子产品研究过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整板的设计、文件编制和制造。印制板的设计和制造质量直接影响到整个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。个产品的质量和成本，甚至导致商业竞争的成败。v 在绝缘基材上，提供元、器件之间电气连接的导电图形，称为印制线在绝缘基材上，提供元、器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路，它不包括印制元件。印制电路的成品板称为印制电路板，亦称印路，它不包括印制元件。印制电路的成品板称为印制电路板，亦称印制板。制板。v 印制电路在电子设备中提
6、供如下功能：印制电路在电子设备中提供如下功能：v 供各种电子元器件固定、装配的机械支撑；供各种电子元器件固定、装配的机械支撑；v 供各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘；供各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘；v 提供所要求的电气特性，如阻抗特性等；提供所要求的电气特性，如阻抗特性等；v 为焊锡提供阻焊图形，为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。为焊锡提供阻焊图形，为元件插装、检查、维修提供识别字符和图形。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v（二）印制板类型（二）印制板类型v 1按印刷电路板的材料分类按印刷电路板的材
7、料分类v 印刷电路板是在绝缘的模板上敷以电解铜箔，再经热压而成。目前，印刷电路板是在绝缘的模板上敷以电解铜箔，再经热压而成。目前，我国常用单、双面板的铜箔厚度为我国常用单、双面板的铜箔厚度为35m，国外开始使用，国外开始使用18m、10m和和5m等超薄铜箔，超薄铜箔具有蚀刻时间短、侧面腐蚀小、等超薄铜箔，超薄铜箔具有蚀刻时间短、侧面腐蚀小、易钻孔和节约铜材等优点。易钻孔和节约铜材等优点。v 常用基板有：常用基板有：v（1）酚醛纸质基板。这种基板价格低，但耐潮和耐热性不好，一般用）酚醛纸质基板。这种基板价格低，但耐潮和耐热性不好，一般用于要求不高的设备中。于要求不高的设备中。v（2）环氧酚醛玻璃
8、布基板。这种基板的耐潮和耐热性较好，但其透明）环氧酚醛玻璃布基板。这种基板的耐潮和耐热性较好，但其透明度稍差。度稍差。v（3）环氧玻璃布基板。它除了具有环氧酚醛玻璃布基板的优点外，还）环氧玻璃布基板。它除了具有环氧酚醛玻璃布基板的优点外，还有透明度好、便于安装和维修、冲剪和钻孔性能良好等优点，多用于有透明度好、便于安装和维修、冲剪和钻孔性能良好等优点，多用于双面板。双面板。v（4）聚四氟乙烯玻璃布基板。它具有良好的介电性能和化学稳定性。）聚四氟乙烯玻璃布基板。它具有良好的介电性能和化学稳定性。是一种工作范围宽（是一种工作范围宽（230C+260C）、耐高温、高绝缘的基材。）、耐高温、高绝缘的基
9、材。v 此外，还有耐火的自熄性基板、挠性基板等。此外，还有耐火的自熄性基板、挠性基板等。v 印刷电路板常用厚度有：印刷电路板常用厚度有：0.1mm、0.5mm、1.0mm、1.50mm、2.5mm、3.0mm等。印刷电路板的电气指标可参阅相关手册。等。印刷电路板的电气指标可参阅相关手册。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 2刚性与挠性印刷电路板刚性与挠性印刷电路板v 刚性印刷电路板是指由不易变形的刚性基材制成的印刷电路板，在使刚性印刷电路板是指由不易变形的刚性基材制成的印刷电路板，在使用时处于平展状态。一般电子设备中使用的都是刚性
10、印刷电路板。用时处于平展状态。一般电子设备中使用的都是刚性印刷电路板。v 挠性印刷电路板是指用可以扭曲和伸缩的基材制成的印刷电路板，在挠性印刷电路板是指用可以扭曲和伸缩的基材制成的印刷电路板，在使用时可根据安装要求将其弯曲。挠性印刷电路板一般用于特殊场合，使用时可根据安装要求将其弯曲。挠性印刷电路板一般用于特殊场合，如手机等。如手机等。v 3双面和多层印刷电路板双面和多层印刷电路板v 在印刷电路板上只有一面有导线的称为单层印刷电路板，在印刷电路在印刷电路板上只有一面有导线的称为单层印刷电路板，在印刷电路板上正反两面都有导线的称为双层印刷电路板，又称双面板。双面板板上正反两面都有导线的称为双层印
11、刷电路板，又称双面板。双面板包括顶层（包括顶层（Top layer）和底层（）和底层（Bottom Layer）两层，两面敷）两层，两面敷铜，中间为绝缘层。双面板两面都可以布线，布线一般一面垂直走线铜，中间为绝缘层。双面板两面都可以布线，布线一般一面垂直走线（如图（如图3-1-2所示），一面水平布线。双面板两面的布线一般需要由所示），一面水平布线。双面板两面的布线一般需要由过孔或焊盘（焊盘类型如图过孔或焊盘（焊盘类型如图3-1-3所示）连通。在印刷电路板上除了所示）连通。在印刷电路板上除了正反两面之外，在其中间还有几层导线的称为多层印刷电路板。多层正反两面之外，在其中间还有几层导线的称为多层印
12、刷电路板。多层板剖面示意如图板剖面示意如图3-1-4所示，图中左边为各工作层指示，包括顶层所示，图中左边为各工作层指示，包括顶层（Top layer）、底层（）、底层（Bottom Layer）、中间信号层）、中间信号层（Middle Layer1、Middle Layer2）和内部板层（）和内部板层（Internal Plane1）等。右边为信号层间距绝缘层（）等。右边为信号层间距绝缘层（Core）的尺寸和层间预浸）的尺寸和层间预浸料坯（粘合剂类）（料坯（粘合剂类）（Prepreg）的尺寸。）的尺寸。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工
13、设计图3-1-2双面板一面垂直走线图图3-1-3焊盘类型缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 单层和双层印刷电路板比较常用，多层印刷电路板用在超大规模集成单层和双层印刷电路板比较常用，多层印刷电路板用在超大规模集成电路的装配上，例如微机主板、数控系统主板等。在生产多层印刷电电路的装配上，例如微机主板、数控系统主板等。在生产多层印刷电路板时，先将组成各个分层的单面板按设计要求生产出来，再将各个路板时，先将组成各个分层的单面板按设计要求生产出来，再将各个分层的单面板压合在一起，然后打孔及孔金属化，通过金属化将各个分层的单面板压合在一起，
14、然后打孔及孔金属化，通过金属化将各个层连接起来。多层印刷电路板工艺复杂，加工精度要求很高，成本也层连接起来。多层印刷电路板工艺复杂，加工精度要求很高，成本也远高于单层板和双层板。远高于单层板和双层板。图3-1-4多层板剖面示意图缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 4各种工作层说明各种工作层说明v 电路板可分为单面板、双面板和多面板。例如双面板（或称为双层电路板可分为单面板、双面板和多面板。例如双面板（或称为双层板），包括顶层（板），包括顶层（Top Layer）和底层（）和底层（BottomLayer），顶层），顶层一般为元件面，
15、底层一般为焊接面。双面板的两面都敷铜，都可以布一般为元件面，底层一般为焊接面。双面板的两面都敷铜，都可以布线。线。v 工作层面就是指在进行工作层面就是指在进行PCB设计时，进行操作的那个电路板层面。设计时，进行操作的那个电路板层面。Protel提供了若干个工作层面，在不同的工作层面要进行不同的操作。提供了若干个工作层面，在不同的工作层面要进行不同的操作。例如，元件布置在顶层，因而通常也称其为元件面。例如，元件布置在顶层，因而通常也称其为元件面。Protel提供的主提供的主要工作有以下几种类型：要工作有以下几种类型：v 信号层（信号层（Signal Layer）Protel提供了提供了16种信号
16、层，它们是种信号层，它们是Top Layer、Bottom Layer、Mid Layer1、Mid Layer2Mid Layer14。信号层主要用于放置与信号有关系的电气元素，例如，。信号层主要用于放置与信号有关系的电气元素，例如，Top Layer顶层，用于放置元件面，顶层，用于放置元件面，Bottom Layer为底层，用作为底层，用作焊锡面，焊锡面，Mid Layer1、Mid Layer2Mid Layer14为中间工为中间工作层面，用于布置信号线。双面板没有中间层。作层面，用于布置信号线。双面板没有中间层。v 内层电源内层电源/接地层（接地层（Internal Plane）Mid
17、 Layer1、Mid Layer2Mid Layer14一共提供一共提供4种内层电源种内层电源/接地层，分别称接地层，分别称为为Plane1、Plane2、Plane3、Plane4。这些层往往用作大面积。这些层往往用作大面积的电源线或地线。的电源线或地线。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v设置钻孔位置层（设置钻孔位置层（Drill Layer）该层主要用于绘制钻该层主要用于绘制钻孔图及表明孔的位置。一共包括孔图及表明孔的位置。一共包括Drill Grid 和和Drill Drawing两项。两项。v阻焊层和防锡膏层（阻焊层和防
18、锡膏层（Solder Mask&Paste Mask）它们分别有它们分别有Top和和Bottom两种层面。例如，两种层面。例如，Top Solder Mask为设置顶层阻焊层，为设置顶层阻焊层，Bottom Solder Mask为设置底层阻焊层，为设置底层阻焊层，TopPaste Mask为顶层为顶层防锡膏层。防锡膏层。v丝印层（丝印层（Silkscreen）丝印层主要用于绘制元件的外丝印层主要用于绘制元件的外形轮廓，包括顶层（形轮廓，包括顶层（Top）丝印层和底层（）丝印层和底层（Bottom）丝印两种。丝印两种。v其他工作层面（其他工作层面（Others）包括包括Keep Out Lay
19、er（禁（禁止布线层）、止布线层）、Multi-Layer(设置多层设置多层)等等8种种Others层。层。v此外还有此外还有4种机械层（种机械层（Mechanical Layers），也可以），也可以用于文字标注等功能。用于文字标注等功能。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v（三）电子器件封装（三）电子器件封装v 电子元器件的形状与尺寸与器件的封装形式有关，因此，电子元器件电子元器件的形状与尺寸与器件的封装形式有关，因此，电子元器件的封装形式与电路板设计密切相关，的封装形式与电路板设计密切相关，protel99中常用电子器件的封中
20、常用电子器件的封装形式有：装形式有：v 1电阻：原理图中常用的名称为电阻：原理图中常用的名称为RES1-RES4；引脚封装形式：；引脚封装形式：AXIAL系列系列 从从AXIAL-0.3到到AXIAL-1.0，后缀数字代表两焊盘的，后缀数字代表两焊盘的间距，单位为英寸。间距，单位为英寸。v 2电容：原理图中常用的名称为电容：原理图中常用的名称为CAP（无极性电容）、（无极性电容）、ELECTRO（有极性电容）；引脚封装形式：无极性电容为（有极性电容）；引脚封装形式：无极性电容为RAD-0.1到到RAD-0.4，有极性电容为，有极性电容为RB.2/.4到到RB.5/1.0.v 3电位器：原理图中
21、常用的名称为电位器：原理图中常用的名称为POT1和和POT2；引脚封装形式：；引脚封装形式：VR-1到到VR-5v 4二极管：原理图中常用的名称为二极管：原理图中常用的名称为DIODE（普通二极管）、（普通二极管）、DIODE SCHOTTKY（肖特基二极管）、（肖特基二极管）、DUIDE TUNNEL（隧（隧道二极管）、道二极管）、DIODE VARCTOR（变容二极管）、（变容二极管）、ZENER13（稳压二极管）；引脚封装形式：（稳压二极管）；引脚封装形式：DIODE0.4和和DIODE 0.7。v 5三极管：原理图中常用的名称为三极管：原理图中常用的名称为NPN，NPN1和和PNP，P
22、NP1；引脚封装形式：引脚封装形式：TO-18、TO-92A（普通三极管）、（普通三极管）、TO-220H（大（大功率三极管）、功率三极管）、T-O3（大功率达林顿管）。（大功率达林顿管）。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 7场效应管：原理图中常用的名称为场效应管：原理图中常用的名称为JFET N（N沟道结沟道结型场效应管）、型场效应管）、JFET P（P沟道结型场效应管）、沟道结型场效应管）、MOSFET N（N沟道增强型管）、沟道增强型管）、MOSFET P（P沟道沟道增强型管）；引脚封装形式与三极管同。增强型管）；引脚封装
23、形式与三极管同。v 8整流桥：原理图中常用的名称为整流桥：原理图中常用的名称为BRIDGE1和和BRIDGE2，引脚封装形式为，引脚封装形式为D系列，如系列，如D-44，D-37，D-46等。等。v 9双列直插元件：原理图中常用的名称为根据功能的不双列直插元件：原理图中常用的名称为根据功能的不同而不同，引脚封装形式同而不同，引脚封装形式DIP系列。图系列。图3-1-5 protel99中常用电子器件的封装图形中常用电子器件的封装图形v图图3-1-5为电子设计软件为电子设计软件protel99中常用电子器件的封中常用电子器件的封装图形（详见附录）。装图形（详见附录）。缙云职业中专缙云职业中专项目
24、一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计图3-1-5 protel99中常用电子器件的封装图形缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v（四）印制板布局原则（四）印制板布局原则v 印制电路板布局是指安排元器件在板上的位置。印制电路板布局印制电路板布局是指安排元器件在板上的位置。印制电路板布局是整个是整个PCB设计中最重要的一环，对于模拟电路和高频电路尤为关键。设计中最重要的一环，对于模拟电路和高频电路尤为关键。印制电路板布局的基本原则是：印制电路板布局的基本原则是：v 保证电路的电气性能。保证电路的电气性能。v
25、 便于产品的生产、维护和使用。便于产品的生产、维护和使用。v 导线尽可能短。导线尽可能短。v 由于元器件的管脚之间存在着分布电容，一些电感元件的周围存在着由于元器件的管脚之间存在着分布电容，一些电感元件的周围存在着磁场，连接各元件的导线也存在电阻、电容和电感，外部干扰也会影磁场，连接各元件的导线也存在电阻、电容和电感，外部干扰也会影响电路性能。目前已有多种印制电路板响电路性能。目前已有多种印制电路板CAD软件具有自动布局功能。软件具有自动布局功能。但是但是CAD软件在布局时只从拓扑结构上考虑元件的位置，未能考虑上软件在布局时只从拓扑结构上考虑元件的位置，未能考虑上述的种种因素，这样的布局有时无
26、法可靠保证电路指标特性，所以设述的种种因素，这样的布局有时无法可靠保证电路指标特性，所以设计人员往往采用人工布局加以进行调整。计人员往往采用人工布局加以进行调整。v 电子产品生产和维护时需要经过调测，有关的元件和测试点在布局时电子产品生产和维护时需要经过调测，有关的元件和测试点在布局时只应将其安排在便于操作的位置。在使用产品时需要调整某些开关和只应将其安排在便于操作的位置。在使用产品时需要调整某些开关和旋钮，布局时应注意它们的适当位置。还有印制电路板一般要与机箱旋钮，布局时应注意它们的适当位置。还有印制电路板一般要与机箱固定，要安排好固定位置。初学者往往只注意基本的电气连接，而忽固定，要安排好
27、固定位置。初学者往往只注意基本的电气连接，而忽略上述种种因素。略上述种种因素。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 在满足上述要求的前提下，应尽可能考虑连线的最短的原在满足上述要求的前提下，应尽可能考虑连线的最短的原则，这样可有效地减少导线本身的电阻、电容和电感的影则，这样可有效地减少导线本身的电阻、电容和电感的影响。响。v 用用CAD软件进行布局布线的具体操作在后续的章节中讨论，软件进行布局布线的具体操作在后续的章节中讨论，下面先简要介绍一些在布局时要考虑的相关问题：下面先简要介绍一些在布局时要考虑的相关问题：v 1、合理选择印制
28、电路板的层数、合理选择印制电路板的层数v 选择印制电路板层数的主要依据是器件的多少和连线的密选择印制电路板层数的主要依据是器件的多少和连线的密度，其次还要考虑成本。度，其次还要考虑成本。v 单面板成本最低，而且可避免金属孔质量不高带来的可靠单面板成本最低，而且可避免金属孔质量不高带来的可靠性隐患。所以在能满足设计要求的前提下，尽量选用单层性隐患。所以在能满足设计要求的前提下，尽量选用单层板。当有少数几条无法在焊接面布通时，可用跳线的方法板。当有少数几条无法在焊接面布通时，可用跳线的方法来解决。双层板使布线灵活性大为提高，同时，由于金属来解决。双层板使布线灵活性大为提高，同时，由于金属化孔将元件
29、面和焊接面的导线连接在一起，使导线的附着化孔将元件面和焊接面的导线连接在一起，使导线的附着增强，是目前用得最多的。在双层板仍不满足布线要求或增强，是目前用得最多的。在双层板仍不满足布线要求或电气特性时，可选用多层板。但多层板的成本高于双层板，电气特性时，可选用多层板。但多层板的成本高于双层板，加工周期也长。加工周期也长。项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v2、根据不同电路安排相邻位置、根据不同电路安排相邻位置v印制电路板上常含有多个单元电路，一般情况下，各单元电路的位置应按信印制电路板上常含有多个单元电路，一般情况下，各单元电路的位置应按信号的传输关系来安
30、排，传输关系紧密的就安排在相邻位置。模拟电路与数字号的传输关系来安排，传输关系紧密的就安排在相邻位置。模拟电路与数字电路应尽量分开，大功率电路与小信号电路也尽量分开。电路应尽量分开，大功率电路与小信号电路也尽量分开。v3、元件的排列、元件的排列v安排元件的位置是布局时最关键的一步，需要综合考虑很多因素，一般应考安排元件的位置是布局时最关键的一步，需要综合考虑很多因素，一般应考虑多种方案，反复权衡，取长补短。安排元件位置时要考虑的主要问题如下：虑多种方案，反复权衡，取长补短。安排元件位置时要考虑的主要问题如下：v（1）尽量把元件设置在元件面上，这样有得于生产和维护。）尽量把元件设置在元件面上，这
31、样有得于生产和维护。v（2）调节方便。一些需要调节的元件应安排在规定的位置或便于调节的地）调节方便。一些需要调节的元件应安排在规定的位置或便于调节的地方。方。v（3）散热。对于大功率管、电源变压器等需要散热的器件应考虑散热问题。）散热。对于大功率管、电源变压器等需要散热的器件应考虑散热问题。v（4）结构稳定。对于较重的元件，要考虑结构的稳定问题。例如，在垂直）结构稳定。对于较重的元件，要考虑结构的稳定问题。例如，在垂直放置的印制电路板上，重的器件要安置在底部；在水平放置的印制电路板上，放置的印制电路板上，重的器件要安置在底部；在水平放置的印制电路板上，重的元件应安排在靠近紧固点。还应考虑好该印
32、制电路板本身与其他部件的重的元件应安排在靠近紧固点。还应考虑好该印制电路板本身与其他部件的固定问题。固定问题。v（5）管脚要顺。对于）管脚要顺。对于3个管脚以上的元件，必须按管脚顺序放置避免管脚个管脚以上的元件，必须按管脚顺序放置避免管脚扭曲。对于集成块，要注意方向。扭曲。对于集成块，要注意方向。项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v（6）排列整齐均匀，间距合理。元件之间的间距要合理，不要堆挤在）排列整齐均匀，间距合理。元件之间的间距要合理，不要堆挤在一起，要考虑到器件外形的实际大小，留有余量。同类元件的间距要一起，要考虑到器件外形的实际大小，留有余量。同类
33、元件的间距要一致，布局做到整齐、均匀、美观。在印制电路板边缘要留有一定的一致，布局做到整齐、均匀、美观。在印制电路板边缘要留有一定的距离，一般不小于距离，一般不小于5mm。v（7）在印制电路板的边缘板空白处尽量布上地线。）在印制电路板的边缘板空白处尽量布上地线。v 在有在有CAD软件设计软件设计PCB时，软件提供了非常丰富的元件外形库，用时，软件提供了非常丰富的元件外形库，用户可利用它的布局。使用户可利用它的布局。使用CAD软件布局时，是将元件的外形符号调至软件布局时，是将元件的外形符号调至丝印层上，该元件的焊盘也随元件符号一同调出，自动安放在焊接层丝印层上，该元件的焊盘也随元件符号一同调出，
34、自动安放在焊接层上。利用上。利用CAD布局时，元件的调入、删除、更改和移动都很方便。布局时，元件的调入、删除、更改和移动都很方便。v 布局时为了区分元器件，应根据原理图的元件符号在布局图上标注元布局时为了区分元器件，应根据原理图的元件符号在布局图上标注元件的序号（如件的序号（如R1、C12、BG3等），元件符号的位置要靠近元件，等），元件符号的位置要靠近元件，便于识别元件与序号的对应关系。一般情况下，序号与符号不要重叠，便于识别元件与序号的对应关系。一般情况下，序号与符号不要重叠，以免安装元件后将序号盖住。应特别引起注意的是，元件的序号必须以免安装元件后将序号盖住。应特别引起注意的是，元件的序
35、号必须标注在丝印层上，如果将其标注在焊接层上，则有可能产生不需要的标注在丝印层上，如果将其标注在焊接层上，则有可能产生不需要的电气连接。电气连接。项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v（五）印制板布线原则（五）印制板布线原则v 布线设计是在布局基本完成后进行的，在布线设计时如果布线设计是在布局基本完成后进行的，在布线设计时如果发现布局不合理（如布线困难），还要调整布局。布线设发现布局不合理（如布线困难），还要调整布局。布线设计的基本考虑是如何使导线最短，同时要使导线的形状合计的基本考虑是如何使导线最短，同时要使导线的形状合理。布线设计时的考虑要点如下：理。布
36、线设计时的考虑要点如下：v 1公共通路的导线公共通路的导线v 公共通路导线主要指地线和电源线。这些线要连接每个单公共通路导线主要指地线和电源线。这些线要连接每个单元电路，走线距离最长，所以应设计它们。元电路，走线距离最长，所以应设计它们。v 2按信号流向布线按信号流向布线v 在设计其他导线时，一般按信号的传输走向，逐一设计各在设计其他导线时，一般按信号的传输走向，逐一设计各个单元电路的导线。个单元电路的导线。v 3持良好的导线形状持良好的导线形状v 在设计导线时，良好的导线形状的主要标准是：导线的长在设计导线时，良好的导线形状的主要标准是：导线的长度最短；在导线转弯时要避免出现锐角；有利于加强
37、焊盘度最短；在导线转弯时要避免出现锐角；有利于加强焊盘和导线的附着力，地线和电源线应尽量宽一些；除了地线和导线的附着力，地线和电源线应尽量宽一些；除了地线和电源线之外，导线的宽度和线距应整齐、均匀、美观。和电源线之外，导线的宽度和线距应整齐、均匀、美观。项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 4双面板布线要求双面板布线要求v 双面板的导线设计与单面板有较大的不同，一般要求是：同一层面上的导线方双面板的导线设计与单面板有较大的不同，一般要求是：同一层面上的导线方向尽量一致，或者都是水平方向布线或者都是垂直方向布线；元件面的导线与向尽量一致，或者都是水平方向布线
38、或者都是垂直方向布线；元件面的导线与焊接面的导线相互垂直；两个层面上的导线连接必须通过通孔。焊接面的导线相互垂直；两个层面上的导线连接必须通过通孔。v 5地线的处理地线的处理v 在印制电路板的排版设计中，地线的设计是十分重要的，有时可能关系到设计在印制电路板的排版设计中，地线的设计是十分重要的，有时可能关系到设计的成败，导线必然存在电阻，地线的电阻称为共阻。地线是所有信号电流的公的成败，导线必然存在电阻，地线的电阻称为共阻。地线是所有信号电流的公共通道，各种信号电流都将在共阻上产生压降，这些压降又反作用于电路，形共通道，各种信号电流都将在共阻上产生压降，这些压降又反作用于电路，形成共阻干扰。共
39、阻干扰严重时将使电路指标无法满足要求。地线的设计要考虑成共阻干扰。共阻干扰严重时将使电路指标无法满足要求。地线的设计要考虑众多因素，现将最基本的要求介绍如下：众多因素，现将最基本的要求介绍如下：v（1）模拟与数字电路的地线要分别设置。在一块印刷电路板上同时有模拟和）模拟与数字电路的地线要分别设置。在一块印刷电路板上同时有模拟和数字电路时，必须为它们分别设置地线，在地线的出口处再汇集在一起。一种数字电路时，必须为它们分别设置地线，在地线的出口处再汇集在一起。一种模拟与数字电路地线处理的方式，称为菊花形地线。模拟与数字电路地线处理的方式，称为菊花形地线。v（2）地线应尽量宽。为了减少地线共阻的干扰
40、，地线和电源线应尽量宽一些，）地线应尽量宽。为了减少地线共阻的干扰，地线和电源线应尽量宽一些，这是设计地线的最基本要求。这是设计地线的最基本要求。v（3）大面积地线应设计成网状。当地线的面积较大，超过直径为）大面积地线应设计成网状。当地线的面积较大，超过直径为25mm的的圆的区域时，应开局部窗口，使地线成为网状。这是因为大面积的铜箔在焊接圆的区域时，应开局部窗口，使地线成为网状。这是因为大面积的铜箔在焊接时，受热后容易产生膨胀造成，也容易影响焊接质量。时，受热后容易产生膨胀造成，也容易影响焊接质量。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计
41、v 四、技能训练四、技能训练v 以图以图3-1-1所示电路为操作目所示电路为操作目标对象标对象 v 1PCB规划与布局规划与布局v（1）确定电路所用器件的封装；）确定电路所用器件的封装；v（2）在暂不考虑设备外壳尺寸）在暂不考虑设备外壳尺寸的情况下，根据器件封装与电路的情况下，根据器件封装与电路特点确定印刷电路板尺寸、层数、特点确定印刷电路板尺寸、层数、材质；材质；v（3）分析电路信号流情况；）分析电路信号流情况；v（4）分析电路器件发热情况，）分析电路器件发热情况，确定散热方案；确定散热方案；v（5）合理规划器件布局（图）合理规划器件布局（图3-1-6为带电源的双通道功放电路为带电源的双通道
42、功放电路板，供参考）。图板，供参考）。图3-1-2 双通双通道功率放大器道功率放大器(带电源带电源)电路板电路板图3-1-2 双通道功率放大器(带电源)电路板缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 2PCB布线布线v（1）按上面的布局，画出布线草图；）按上面的布局，画出布线草图；v（2）根据草图与器件布局的情况对器件布局进行适当调整；）根据草图与器件布局的情况对器件布局进行适当调整；v（3）合理使用跳线，重画布线草图；）合理使用跳线，重画布线草图；v（4）规划所布线条的尺寸与间距；）规划所布线条的尺寸与间距；v（5）绘制）绘制PCB版
43、图。版图。v 五、拓展知识五、拓展知识v 印制板制作工艺及设计的基本流程印制板制作工艺及设计的基本流程v 印制板按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。下面介绍单面印制板按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。下面介绍单面板及双面板的基本制造工艺及设计的基本流程。板及双面板的基本制造工艺及设计的基本流程。v 1单面板的基本制作工艺及设计的基本流程单面板的基本制作工艺及设计的基本流程v 覆箔板覆箔板-下料下料-烘板（防止变形）烘板（防止变形）-制模制模-洗净、烘干洗净、烘干-贴膜贴膜(或网或网印印)曝光显影曝光显影(或抗腐蚀油墨或抗腐蚀油墨)-蚀刻蚀刻-去膜去膜-电气通断检测
44、电气通断检测-清清洁处理洁处理-网印阻焊图形（印绿油）网印阻焊图形（印绿油）-固化固化-网印标记符号网印标记符号-固化固化-钻钻孔孔-外形加工外形加工-清洗干燥清洗干燥-检验检验-包装包装-成品。成品。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 2双面板的基本制作工艺及设计的基本流程双面板的基本制作工艺及设计的基本流程 v 近年来制造双面孔金属化印制板的典型工艺是图形电镀法和近年来制造双面孔金属化印制板的典型工艺是图形电镀法和SMOBC法。在某些特定场合也有使用工艺导线法。法。在某些特定场合也有使用工艺导线法。v（1）图形电镀工艺流程）图
45、形电镀工艺流程v 覆箔板覆箔板-下料下料-冲钻基准孔冲钻基准孔-数控钻孔数控钻孔-检验检验-去毛刺去毛刺-化学镀薄铜化学镀薄铜-电镀薄铜电镀薄铜-检验检验-刷板刷板-贴膜贴膜(或网印或网印)-曝光曝光显影显影(或固化或固化)-检验修板检验修板-图形电镀图形电镀(Cn十十SnPb)-去膜去膜-蚀刻蚀刻-检验修板检验修板-插头镀镍镀金插头镀镍镀金-热熔清洗热熔清洗-电气通断检测电气通断检测-清洁处理清洁处理-网印阻焊图形网印阻焊图形-固化固化-网印标记符号网印标记符号-固化固化-外形加工外形加工-清洗干燥清洗干燥-检验检验-包装包装-成品。成品。v 流程中流程中“化学镀薄铜化学镀薄铜-电镀薄铜电镀
46、薄铜”这两道工序可用这两道工序可用“化学镀厚铜化学镀厚铜”一道工序替代，两者各有优缺点。图形电镀一道工序替代，两者各有优缺点。图形电镀-蚀刻法制双面孔金属化蚀刻法制双面孔金属化板是六、七十年代的典型工艺。八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺板是六、七十年代的典型工艺。八十年代中裸铜覆阻焊膜工艺(SMOBC)逐渐发展起来，特别在精密双面板制造中已成为主流工艺。逐渐发展起来，特别在精密双面板制造中已成为主流工艺。v（2）裸铜覆阻焊膜（）裸铜覆阻焊膜（SMOBC）工艺）工艺v SMOBC板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象，同板的主要优点是解决了细线条之间的焊料桥接短路现象，同时由于铅锡比例恒定，
47、比热熔板有更好的可焊性和储藏性。时由于铅锡比例恒定，比热熔板有更好的可焊性和储藏性。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v 制造制造SMOBC板的方法很多，有标准图形电镀减去法再退铅锡的板的方法很多，有标准图形电镀减去法再退铅锡的SMOBC工艺；工艺；用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀用镀锡或浸锡等代替电镀铅锡的减去法图形电镀SMOBC工艺；堵孔或掩蔽孔工艺；堵孔或掩蔽孔法法SMOBC工艺；加成法工艺；加成法SMOBC工艺等。下面主要介绍图形电镀法再退铅锡工艺等。下面主要介绍图形电镀法再退铅锡的的SMOBC工艺和堵孔法工艺和堵
48、孔法SMOBC工艺流程。工艺流程。v 图形电镀法再退铅锡的图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺相似于图形电镀法工艺，只在蚀刻后发生工艺相似于图形电镀法工艺，只在蚀刻后发生变化。变化。v 图形电镀法再退铅锡的图形电镀法再退铅锡的SMOBC工艺的主要工艺流程是：双面覆铜箔板工艺的主要工艺流程是：双面覆铜箔板-按按图形电镀法工艺到蚀刻工序图形电镀法工艺到蚀刻工序-退铅锡退铅锡-检查检查-清洗清洗-阻焊图形阻焊图形-插头镀镍镀金插头镀镍镀金-插头贴胶带插头贴胶带-热风整平热风整平-清洗清洗-网印标记符号网印标记符号-外形加工外形加工-清洗干燥清洗干燥-成品检验成品检验-包装包装-成品。成品。v 堵孔法主
49、要工艺流程是：堵孔法主要工艺流程是：双面覆箔板双面覆箔板-钻孔钻孔-化学镀铜化学镀铜-整板电镀铜整板电镀铜-堵孔堵孔-网印成像网印成像(正像正像)-蚀刻蚀刻-去网印料、去堵孔料去网印料、去堵孔料-清洗清洗-阻焊图形阻焊图形-插头镀镍、镀金插头镀镍、镀金-插头贴胶带插头贴胶带-热风整平热风整平-下面工序与上下面工序与上相同至成品。相同至成品。v 此工艺的工艺步骤较简单、关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。此工艺的工艺步骤较简单、关键是堵孔和洗净堵孔的油墨。v 在堵孔法工艺中如果不采用堵孔油墨堵孔和网印成像，而使用一种特殊的掩蔽在堵孔法工艺中如果不采用堵孔油墨堵孔和网印成像，而使用一种特殊的掩蔽型干膜来掩
50、盖孔，再曝光制成正像图形，这就是掩蔽孔工艺。它与堵孔法相比，型干膜来掩盖孔，再曝光制成正像图形，这就是掩蔽孔工艺。它与堵孔法相比，不再存在洗净孔内油墨的难题，但对掩蔽干膜有较高的要求。不再存在洗净孔内油墨的难题，但对掩蔽干膜有较高的要求。v SMOBC工艺的基础是先制出裸铜孔金属化双面板，再应用热风整平工艺。工艺的基础是先制出裸铜孔金属化双面板，再应用热风整平工艺。缙云职业中专缙云职业中专项目一、功率放大器印刷电路的手工设计项目一、功率放大器印刷电路的手工设计v六、项目练习六、项目练习v根据图根据图3-1-1，设计双声道功率放大器印刷电路。，设计双声道功率放大器印刷电路。缙云职业中专缙云职业中
