學(xué)習(xí)1-PCB電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)解析

1、學(xué)習(xí)1-PCB電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)解析1 PCB電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)本階段學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、掌握PCB定義及作用 2、了解PCB的分類 3、掌握PCB的主要構(gòu)成要素 4、掌握與PCB相關(guān)的重要術(shù)語(yǔ)1.什么是PCB？ PCB的起源 電子制造中涉及的元件數(shù)目龐大，種類多樣，若直接通過(guò)導(dǎo)線完成設(shè)計(jì)電路的功能，不僅電路占用體積可觀，走線復(fù)雜，且不利于產(chǎn)品體積的小型化、使用的便捷化、外觀的個(gè)性化、以及制造工藝的簡(jiǎn)單高效和成本的降低等。 為使大量的元器件更可能少的占用有限空間，使得電路連接更加簡(jiǎn)單有效，PCB應(yīng)運(yùn)而生。 1936年，奧地利人保羅愛(ài)斯勒（PaulEisler）在一個(gè)收音機(jī)裝置內(nèi)采用了印制電路板。 194

2、3年，美國(guó)人將該技術(shù)大量使用于軍用收音機(jī)內(nèi)。 1948年，美國(guó)正式認(rèn)可這個(gè)發(fā)明用于商業(yè)用途。 自20世紀(jì)50年代中期起，印制電路板技術(shù)才開(kāi)始被廣泛采用。1.什么是PCB？ IPC標(biāo)準(zhǔn) IPC標(biāo)準(zhǔn)IPC是美國(guó)的印制電路行業(yè)組織。 起源于1957年9月成立的印制電路協(xié)會(huì)（IPC：Institute of Printed Circuits)。 1977年，為適應(yīng)印制電路行業(yè)和相關(guān)技術(shù)的發(fā)展需要，改稱為電子電路互連與封裝協(xié)會(huì)（The Institute for Interconnecting and Packaging Electronic Circuits）。 202X年再次改稱為電子制造業(yè)協(xié)會(huì)（A

3、ssociation Connecting Electronics Industries） 由于IPC的知名度很高，所以改名后IPC原有的標(biāo)記和簡(jiǎn)稱仍然不變。 目前，全世界多數(shù)國(guó)家都采用IPC標(biāo)準(zhǔn)，或參照IPC標(biāo)準(zhǔn)。 IPC標(biāo)準(zhǔn)具有權(quán)威性、系統(tǒng)性、先進(jìn)性、實(shí)用性特點(diǎn)。 IPC的標(biāo)準(zhǔn)體系包括終端產(chǎn)品驗(yàn)收條件、組裝工藝、設(shè)計(jì)、元器件、印制電路板（PCB）、工藝材料、檢驗(yàn)與測(cè)試等電子組裝設(shè)計(jì)、工藝、管理 、設(shè)備、測(cè)試與驗(yàn)收等各環(huán)節(jié)形成了一整套電子組裝及其相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，具有相當(dāng)?shù)南到y(tǒng)性與完整性。 定義 PCB是組裝電子零件用的基板。通常把在絕緣材料上，按預(yù)定設(shè)計(jì)，制成印制線路、印制元件或兩者組合而

4、成的導(dǎo)電圖形稱為印制電路。而在絕緣基材上提供元器件之間電氣連接的導(dǎo)電圖形，稱為印制線路。這樣就把印制電路或印制線路的成品板稱為印制線路板，亦稱為印制板或印制電路板。1.什么是PCB？ 作用 提供集成電路等各種電子元器件固定裝配的機(jī)械支撐 實(shí)現(xiàn)集成電路等各種電子元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣、提供所要求的電氣特性，如特性阻抗等。 為自動(dòng)錫焊提供阻焊圖形 為元器件插裝、貼裝、檢查、維修提供識(shí)別字符標(biāo)記圖形。 1.什么是PCB？2.PCB的種類 根據(jù)PCB導(dǎo)電板層劃分 單面板/單層板 雙面板/雙層板 多層板 根據(jù)PCB所用基板材料劃分 剛性印制板/硬板 撓性印制板/柔性板/軟板 剛-撓性印制板

5、其它分類形式3.PCB主要構(gòu)成要素 覆銅板 覆銅板(Copper Clad Laminate，全稱覆銅板層壓板，英文簡(jiǎn)稱CCL)，是由木漿紙或玻纖布等作增強(qiáng)材料，浸以樹(shù)脂，單面或雙面覆以銅箔，經(jīng)熱壓而成的一種產(chǎn)品 銅箔導(dǎo)線 PCB本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的覆銅板制作而成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過(guò)程中部分被蝕刻處理掉，留下來(lái)的部分就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。3.PCB主要構(gòu)成要素 覆銅板(Copper Clad Laminate，英文簡(jiǎn)稱CCL) 覆銅板(全稱覆銅板層壓板)，是由木漿紙或玻纖布等作增強(qiáng)材料，浸以樹(shù)脂，單面或雙面覆以銅箔，經(jīng)

6、熱壓而成的一種產(chǎn)品。 銅箔導(dǎo)線（Conductor Pattern） PCB本身的基板是由絕緣隔熱、并不易彎曲的覆銅板制作而成。在表面可以看到的細(xì)小線路材料是銅箔，原本銅箔是覆蓋在整個(gè)板子上的，而在制造過(guò)程中部分被蝕刻處理掉，留下來(lái)的部分就變成網(wǎng)狀的細(xì)小線路了。3.PCB主要構(gòu)成要素 焊盤(pán)(Solder Pad) 焊盤(pán)用于焊接元件實(shí)現(xiàn)電氣連接并同時(shí)起到固定元件的作用。 過(guò)孔（Via Hole） 過(guò)孔用于實(shí)現(xiàn)不同工作層間的電氣連接， 過(guò)孔內(nèi)壁同樣做金屬化處理。 注意：過(guò)孔僅是提供不同層間的電氣 連接，與元件引腳的焊接及固定無(wú)關(guān)。3.PCB主要構(gòu)成要素 阻焊漆/膜（Solder Mask） PCB

7、板上的絕緣防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方 其它輔助性說(shuō)明信息（圖例，Legend） 為了閱讀PCB或裝配、調(diào)試等需要，可以加入一些輔助信息，包括圖形或文字。 板層（Layer） 分為敷銅層和非敷銅層 平常所說(shuō)的幾層板是指敷銅層的層面數(shù) 一般在敷銅層上放置焊盤(pán)、線條等完成電氣連接，如：頂層（又稱元件面）、底層（又稱焊接面）、中間層、電源層、地線層 在非敷銅層上放置元件描述字符或注釋字符，如：印記層（又稱絲網(wǎng)層、絲印層）、板面層、禁止布線層、阻焊層、助焊層、鉆孔層 絲網(wǎng)印刷面（Silk Screen） 在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面（silk screen）。通常在這上

8、面會(huì)印上文字與符號(hào)（大多是白色的），以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面（legend）。 安全距離（Clearance） 在印刷電路板上，為了避免導(dǎo)線、導(dǎo)孔、焊盤(pán)之間相互干擾，必須在它們之間留出一定的間隙，即安全距離元件的封裝（Component Package） 元件的封裝是指實(shí)際元件焊接到電路板時(shí)所指示的元件外形輪廓和引腳焊盤(pán)的間距。 不同的元件可以使用同一個(gè)元件封裝，同種元件也可以有不同的封裝形式。 網(wǎng)絡(luò)（Net）和網(wǎng)絡(luò)表（Netlist） 從一個(gè)元器件的某一個(gè)管腳上到其它管腳或其它元器件的管腳上的電氣連接關(guān)系稱作網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)表描述電路中元器件特征和電氣連接關(guān)系，一般

9、可以從原理圖中獲取，它是原理圖設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)之間的紐帶 飛線（Connection） 飛線是在電路進(jìn)行自動(dòng)布線時(shí)供觀察用的類似橡皮筋的網(wǎng)絡(luò)連線 網(wǎng)絡(luò)飛線不是實(shí)際連線 通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表調(diào)入元件并進(jìn)行布局后，可以看到網(wǎng)絡(luò)飛線，不斷調(diào)整元件的位置，使網(wǎng)絡(luò)飛線的交叉最少，以提高自動(dòng)布線的布通率。 零件面（Component Side）與焊接面（Solder Side）（主要針對(duì)THT技術(shù)） PCB板上主要放置插裝元器件的一面，稱為零件面/元件面（Component Side），與之相對(duì)，焊接插裝元件的另外一面，稱為焊接面（Solder Side）。 邊接頭(edge connector)和插槽或擴(kuò)充槽（Slot） 兩塊PC