第5讲印制电路板设计基础

焊盘（Pad）和过孔（Via）
第5讲印制电路板设计基础
印制电路板的基本元素-过孔
作用
在各层需要连通的导线的交际处钻上一个孔，用于连接不同板层之间的 导线
种类
Thnchole Vias:从顶层直接通到底层。 Blind Vias：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。 Buried Vias: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
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元件封装与元件实物、原理图元件的对应关系
封装对焊盘大小、焊 盘间距、焊盘孔大小、 焊盘序号等参数有非常 严格的要求。 元器件的封装、元器 件实物、原理图元件引 脚序号三者之间必须保 持严格的对应关系，否 则直接关系到制作电路 板的成败和质量。
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! 由于插入式元件封装的焊点导孔贯穿整个电路板，所以其焊点的 属性对话框中，Layer板层属性必须为 Multi Layer。
n 表面粘贴式 n 0402、0403、0805、1005、1206、1210等系列。 n 封装名分两部分：前两个数字表示元件长度，后 两个数字表示元件的宽度，单位为英寸。 n 0603——元件长度为0.06英寸、宽度为0.03英寸
封装0603示意图
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n 电容类
n 扁平封装 n 根据体积不同，从RAD-0.1～RAD-0.4可以作为无极性电容封装 n RAD后面的数值表示两个焊点间的距离。 n RAD-0.1管脚之间距离为100mil。
n 元件封装种类
n 插入式封装（Through Hole Technology, THT）
n 焊接时将元件放置在板子的一面，并将元件的管脚插入焊 点导通孔，然后焊在另一面上。
n 表面粘贴式封装（Surface Mounted Technology, SMT）
n 零件的管脚与元件焊接在板子同一侧，不需钻孔
n 晶体管类
n Miscellaneous Devices PCB.PcbLib 集成库中提供的有BCY — W3/H.7 等。
n 常见的晶体管的封装如图所示
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n 可调电阻类
n 常用的封装为VR系列，从VR2～VR5，如图所示。 n 这里后缀的数字也只是表示外形的不同，而没有实际尺寸的
1mil =0.001inch= 0.0254mm
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电阻的电气符号与其不同封装
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电阻封装：AXIAL-0.4
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极性电容类元件封装：RB7.6-15
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双列直插式元件封装：DIP-4
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常用元件封装
第5讲印制电路板设计基 础
2020/11/26
第5讲印制电路板设计基础
印制电路板基础
n 印制电路板概念
n Printed Circuit Board，简称PCB n 指在绝缘基材上，用印制的方法制成导电
线路和元件封装，以实现元器件之间的电 气互连。 n 印制电路板的层数由铜覆层来决定。通常 是单层板、双层板和多层板。
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4、元器件封装的基本知识
印制电路板的基本元素—元件封装
概念：
➢原理图符号：
▪代表元器件引脚电气分布关系的符号，没有实 际意义。
➢封装：
▪实际元器件焊接到电路板上时，在电路板上所 显示的外形和焊点位置关系，仅是空间概念。
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印制电路板的基本元素—元件封装
QFP
PGA
SOJ
DIP QFJ
Small outline J-lead Package
SIP
J型引脚小外形封装
Dual In-Line Package 双列直插式封装
管壳的外观，引脚形状，封装
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印制电路板的基本元素—铜膜导线与飞线
n 铜膜导线
n 板子上的敷铜经过蚀刻处理形成的一定宽度和形状的导线，分布在层上 连接各个焊点的金属线，用以实现电气连接。
n 飞线
n PCB布线过程中的预拉线，表示元件间的连接关系。电路板设计在引入 网络表后，采用飞线指示元件之间连接关系。用导线连接后飞线消失。
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印制电路板的基本元素—铜膜导线与飞线
n 区别： n 飞线只是一种形式上、逻辑上的连接，没有电气意义； n 导线有电气意义，物理连接。
n 两者关系：飞线指示导线的实际布置，导线实现飞线的意图。
n 电阻类
n 轴对称式电阻类元件
n 常用封装为AXIAL — XX ，（AXIAL代表轴状，xx表示 两脚距离)
n AXIAL-0.3----- AXIAL-1.0 n AXIAL0.4 管脚之间距离为400mil
电阻的电气符号
AXIAL-0.3
AXIAL-0.4
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n 电阻类
n 元器件与元器件封装的关系
n 同种元件也可以有不同的封装 n 不同的元件可以共用同一个元件封装
n 8031、8255封装形式都是DIP40或电阻和电容；
n 原理图符号与元器件封装的对应关系
n 原理图符号的引脚序号和元器件封装的焊盘序号一一对应
n 附元器件与原理图符号关系：
n 一个元器件可以同时与不同的原理图符号相对应，如电阻。
n 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。
n 包含了多个工作层面。它是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。其缺点 是制作成本很高。
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多层板（4层）
穿透式过孔 盲过孔 隐蔽式过孔
n 上、下层是信号层（元件面和焊锡面） n 在上、下两层之间还有电源层和地线层。 n 多层电路板，层与层间的电气连接通过元件引脚焊盘和金属化过孔实现。
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双面板
n 基板的上下两面均覆盖铜箔。上、下两面都含有导电图形。
n 导电图形中除了焊盘、印制导线外 n 还有用于使上、下两面印制导线相连的金属化过孔。
n 元件也只安装在其中的一个面上——“元件面” ，另一面称为 “焊锡面”。
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多层板（Multi-Layer Boards）
原理图表示元件的电气连接； PCB表示元件的实际物理连接第5。讲印制电路板设计基础
印刷电路板简介
n PCB的主要功能：
n 固定电子零件
如今每一种电子 设备中几乎都会出现
印刷电路板
n 提供印刷电路板上各项零件的相互电气连接
印刷电路板
裸板也称“印刷线路板Printed Wiring Boar第d5（讲印P制W电路B板）设”计基。础
n Protel DXP 将常用的封装集成在 Miscellaneous Devices PCB ． PcbLib 集成库中。
n 常用的分立元件 n 电阻 n 电容 n 二极管类 n 晶体管类 n 可变电阻类等。
n 常用的集成电路的封装有 DIP — XX 等。
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1mil =0.001inch= 0.0254mm
孔。
过孔只有圆形，包括两个尺寸： 过孔的直径（Diameter） 通孔的直径（hole size）
通孔的孔壁由导电材料构成，用于连接不同层的导线。
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印制电路板结构
电路板的结构图
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敷铜
n 对于电路抗干扰性能 要求较高的场合，可 考虑在电路板上敷铜。 敷铜可以有效地起到 信号屏蔽作用，提高 信号的抗电磁干扰能 力。
n 元件面：
n 没有铜膜的一面用于安放元件，该面称为元件面。
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双面板（Double-Sided Boards）
包括顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)两层，两 面敷铜，中间为绝缘层。双面板两面都可以布线，一般 需要由过孔或焊盘连通。双面板可用于比较复杂的电路， 但设计工作不比单面板困难，因此被广泛采用。
n 敷铜可分为实心填充 和网格填充。
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印制电路板的基本元素-层
n层
n 印制板材料本身实实在在存在的 n 例如印制板的上下两面可供走线，这样的面即为层 n 甚至在板的中间还设有能被特殊加工的夹层铜箔（也称为 层）。
n 敷铜层和非敷铜层 n 注意：布线时一旦选定了所用印制板的层数，务必关闭那些未被
n 引脚焊盘贯穿整个电路板。 n 用于实现不同层电气互连的金属化过孔最好也贯穿整个电路板，以方便
钻孔加工，在经过特定工艺处理后，不会造成短路。
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印制电路板中的组成元素
n PCB 板包含一系列元器件封装、由印刷电路板材料支 持并通过铜箔层进行电气连接的电路板，还有在印刷 电路板表面对PCB板起注释作用的丝印层等。 n 元件封装 n 铜膜导线与飞线 n 焊盘 n 过孔 n层
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过孔 覆铜
PCB设计的几个重要概念

焊盘
注：绿色的一层是阻焊漆
丝印层
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字符
焊盘 元器件符号轮廓 过孔 铜膜导线，其上覆盖阻焊 剂
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印制电路板的基本元素-元件封装
n 元件封装的概念 n 元件封装的编号 n 元件封装的分类 n 常见元件封装
含义，其中VR5一般为精密电位器封装。
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n 集成电路类
n 集成电路常见的封装是双列直插式封装，如图所示 为DIP-16的封装外形。
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SOP
Small Outline Package 小外形封装