【正文】 印制電路板設(shè)計(jì)初步 一、 印制板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 二、 Protel99 PCB的啟動(dòng)及窗口認(rèn)識(shí) 三、 手工設(shè)計(jì)單面印制板 —— Protel99 PCB基本操作 格 物 致 新 厚 德 澤 人 一、印制板設(shè)計(jì)基礎(chǔ) ? 印制板也稱為印制線路板或印制電路板，通過印制板上的印制導(dǎo)線、焊盤及金屬化過孔實(shí)現(xiàn)元器件引腳之間的電氣連接。由于印制板上的導(dǎo)電圖形（如元件引腳焊盤、印制連線、過孔等）以及說明性文字（如元件輪廓、序號(hào)、型號(hào)）等均通過印制方法實(shí)現(xiàn)，因此稱為印制電路板。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 通過一定的工藝 ， 在絕緣性能很高的基材上覆蓋一層導(dǎo)電性能良好的銅薄膜 ， 就構(gòu)成了生產(chǎn)印制電路板所必需的材料 —— 覆銅板 。 按電路要求 ， 在覆銅板上刻蝕出導(dǎo)電圖形 ， 并鉆出元件引腳安裝孔 、 實(shí)現(xiàn)電氣互連的過孔以及固定整個(gè)電路板所需的螺絲孔 ，就獲得了電子產(chǎn)品所需的印制電路板 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 印制板種類及結(jié)構(gòu) ? 印制板種類很多，根據(jù)導(dǎo)電層數(shù)目的不同，可以將印制板分為單面電路板（簡稱單面板）、雙面電路板（簡稱雙面板）和多層電路板；根據(jù)覆銅板基底材料的不同，又可將印制板分為紙質(zhì)覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板兩大類。此外，采用撓性塑料作基底的印制板稱為撓性印制板，常用做印制電纜。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 單面板的結(jié)構(gòu)如圖 1(a)所示，所用的覆銅板只有一面敷銅箔，另一面空白，因而也只能在敷銅箔面上制作導(dǎo)電圖形。單面板上的導(dǎo)電圖形主要包括固定、連接元件引腳的焊盤和實(shí)現(xiàn)元件引腳互連的印制導(dǎo)線，該面稱為“焊錫面” —— 在 Protel99 PCB編輯器中被稱為“ Bottom”（底）層。沒有銅膜的一面用于安放元件，因此該面稱為“元件面” —— 在 Protel99 PCB編輯器中被稱為“ Top”（頂）層。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖 1(a) 單面、雙面及多面印制電路板剖面 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖 1（ b） 單面、雙面及多面印制電路板剖面 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖 1(c) 單面、雙面及多面印制電路板剖面 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 雙面板的結(jié)構(gòu)如圖 1(b)所示，基板的上下兩面均覆蓋銅箔。因此，上、下兩面都含有導(dǎo)電圖形，導(dǎo)電圖形中除了焊盤、印制導(dǎo)線外，還有用于使上、下兩面印制導(dǎo)線相連的金屬化過孔。在雙面板中，元件也只安裝在其中的一個(gè)面上，該面同樣稱為“元件面”，另一面稱為“焊錫面”。在雙面板中，需要制作連接上、下面印制導(dǎo)線的金屬化過孔，生產(chǎn)工藝流程比單面板多，成本高。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 隨著集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，元器件集成度越來越高，引腳數(shù)目迅速增加，電路圖中元器件連接關(guān)系越來越復(fù)雜。此外，器件工作頻率也越來越高，雙面板已不能滿足布線和電磁屏蔽要求，于是就出現(xiàn)了多層板。在多層板中導(dǎo)電層的數(shù)目一般為 10等，例如在四層板中，上、下面（層）是信號(hào)層（信號(hào)線布線層），在上、下兩層之間還有電源層和地線層，如圖 1(c)所示。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 在多層板中 ， 可充分利用電路板的多層結(jié)構(gòu)解決電磁干擾問題 ， 提高了電路系統(tǒng)的可靠性；由于可布線層數(shù)多 ， 走線方便 ， 布通率高 ， 連線短 ， 印制板面積也較小 （ 印制導(dǎo)線占用面積小 ） ， 目前計(jì)算機(jī)設(shè)備 ， 如主機(jī)板 、 內(nèi)存條 、 顯示卡等均采用 4或 6層印制電路板 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 在多層電路板中，層與層之間的電氣連接通過元件引腳焊盤和金屬化過孔實(shí)現(xiàn)，除了元件引腳焊盤孔外，用于實(shí)現(xiàn)不同層電氣互連的金屬化過孔最好貫穿整個(gè)電路板，以方便鉆孔加工，在經(jīng)過特定工藝處理后，不會(huì)造成短路。在如圖 1(c)所示的四層板中，給出五個(gè)不同類型的金屬化過孔。例如，用于元件面上印制導(dǎo)線與電源層相連的金屬化過孔中，為了避免與地線層相連，在該過孔經(jīng)過的地線層上少了一個(gè)比過孔大的銅環(huán)（很容易通過刻蝕工藝實(shí)現(xiàn)）。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 2 、 印制板材料 ? 根據(jù)覆銅板基底材料的不同 ， 可以將印制板分為紙質(zhì)覆銅箔層壓板和玻璃布覆銅箔層壓板兩大類 。 它們都是使用粘結(jié)樹脂將紙或玻璃布粘在一起 ， 然后經(jīng)過加熱 、 加壓工藝處理而成 。 ? 目前常用的粘結(jié)樹脂主要有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂和聚四氟乙烯樹脂三種。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 使用酚醛樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板稱為覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板 ， 其特點(diǎn)是成本低 ， 主要用作收音機(jī) 、 電視機(jī)以及其他電子設(shè)備的印制電路板 。 ? 使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的紙質(zhì)覆銅箔層壓板稱為覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板 。 覆銅箔環(huán)氧紙質(zhì)層壓板的電氣性能和機(jī)械性能均比覆銅箔酚醛紙質(zhì)層壓板好 ， 也主要用在收音機(jī) 、 電視機(jī)以及其他低頻電子設(shè)備中 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 使用環(huán)氧樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板稱為覆銅箔環(huán)氧玻璃布層壓板 。 這是目前使用最廣泛的印制電路板材料之一 ， 它具有良好的電氣和機(jī)械性能 ， 耐熱 ，尺寸穩(wěn)定性好 ， 可在較高溫度下使用 。 因此 ， 廣泛用作各種電子設(shè)備 、 儀器的印制電路板 。 ? 使用聚四氟乙烯樹脂粘結(jié)的玻璃布覆銅箔層壓板稱為覆銅箔聚四氟乙烯玻璃布層壓板 。 由于其介電性能好 （ 介質(zhì)損耗小 、 介電常數(shù)低 ） ， 耐高溫 （ 工作溫度范圍寬 ） ， 耐潮濕 （ 可以在潮濕環(huán)境下使用 ） ， 耐酸 、堿 （ 即化學(xué)穩(wěn)定性高 ） ， 是制作高頻 、 微波電子設(shè)備印制電路板的理想材料 ， 只是價(jià)格較高 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 二、 Protel99 PCB的啟動(dòng)及窗口認(rèn)識(shí) ? 在 Protel99狀態(tài)下 ， 單擊 “ File”菜單下的“ New”命令 ， 然后在如圖 16中所示的窗口直接雙擊 “ PCB Document”（ PCB文檔 ） 文件圖標(biāo) ， 即可創(chuàng)建新的 PCB文件并打開印制板編輯器 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 當(dāng)然 ， 如果設(shè)計(jì)文件包 (.ddb)內(nèi)已經(jīng)含有PCB文件 ， 在 “ 設(shè)計(jì)文件管理器 ” 窗口內(nèi)直接單擊相應(yīng)文件夾下的 PCB文件圖標(biāo)來打開 PCB編輯器 ， 并進(jìn)入對(duì)應(yīng) PCB文件的編輯狀態(tài) 。 ? Protel99印制板編輯窗口如圖 2所示 ， 菜單欄內(nèi)包含了 “ File”（ 文件 ） 、 “ Edit”（ 編輯 ） 、“ View”（ 瀏覽 ） 、 “ Place”（ 放置 ） 、“ Design”（ 設(shè)計(jì) ） 、 “ Tools”（ 工具 ） 、“ Auto Route”（ 自動(dòng)布線 ） 等 ， 這些菜單命令的用途將在后續(xù)操作中逐一介紹 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖 2 Protel99 PCB編輯器窗口 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 與電原理圖編輯器相似，在印制板編輯、設(shè)計(jì)過程中，除了可以使用菜單命令操作外，PCB編輯器也將一系列常用的菜單命令以工具按鈕形式羅列在“工具欄”內(nèi)，用鼠標(biāo)單擊“工具欄”上的某一“工具”按鈕，即可迅速執(zhí)行相應(yīng)的操作。 PCB編輯器提供了主工具欄（ Main Toolbar）、放置工具（ Placement Tools）欄（窗）。必要時(shí)可通過“ View”菜單下的“ Toolbars”命令打開或關(guān)閉（缺省時(shí)這兩個(gè)工具欄均處于打開狀態(tài)）這些工具欄（窗）。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 ? 主工具欄 （ 窗 ） 內(nèi)有關(guān)工具的作用與SCH編輯器主工具欄的相同或相近 ， 在此不再介紹 。 放置工具欄內(nèi)的工具名稱如圖 3所示 。 格 物 致 新 厚 德 澤 人 圖 3 放置工具窗口