【正文】 分 。 在印制板上 ， 僅使用少量孤立焊盤 ， 作為少量飛線 、 電源 /地線或輸入 /輸出信號線的連接盤以及大功率元件固定螺絲孔 、 印制板固定螺絲孔等 。 在 Protel99 SE PCB編輯器中 ， 元件引腳焊盤的大小 、 形狀均可重新設置 。 焊盤內(nèi)的引線孔貫穿整個電路板 ， 焊盤孔徑與元件引腳大小有關 ， 需根據(jù)元件引腳直徑尺寸選擇 ， 例如對于 1/8 W電阻來說 ， 焊盤孔徑為 28 mil( mm)足夠 ， 而對于 1/2 W電阻來說 ，焊盤孔徑為 32 mil。 第 5章 印制電路板設計初步 引線孔徑大 ， 焊盤銅環(huán)寬度相對減小 ， 這會降低焊盤的附著力 ， 焊接時容易脫落 。 引線孔徑太小 ， 則元件插裝困難 ， 甚至元件引腳無法插入焊盤孔內(nèi) 。 一般說來 ，焊盤孔徑比元件引腳直徑大 ～ mm(即 8～ 15 mil)。為了便于鉆孔 ， 即使元件引腳不是圓柱形 ， 也盡量采用圓形引線孔 (即盡量避免使用異形焊盤孔 )。 焊盤形狀可以是圓形 、 長方形 、 長圓形 、 橢圓 、 八角形等 ， 如圖 525所示 。 為了增加焊盤的附著力 ， 在中等密度布線條件下 ， 一般采用橢圓形或長圓形焊盤 ， 因為在環(huán)寬相同的情況下 ， 長圓形 、 橢圓形焊盤面積比圓形和方形大；在高密度布線情況下 ， 常采用圓形或方形焊盤 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 525 常用焊盤形狀 第 5章 印制電路板設計初步 為了保證焊盤與焊盤之間，焊盤與印制導線之間的最小距離不小于設定值，在高密度布線電路板設計中，需要靈活設置焊盤形狀。例如，當需要在集成電路引腳之間走線時，可能需要將元件焊盤由圓形改為長方形或橢圓形，以便在不降低焊盤附著力條件下，減小焊盤尺寸 (但不能隨意改變引線孔大小 )，為在引腳間走線提供方便。必要時，選用尺寸相同，焊盤形狀不同的器件封裝形式，如將 DIP封裝改為 ILEAC封裝。 第 5章 印制電路板設計初步 在中等密度布線條件下 ， 圓形焊盤的直徑或其他形狀焊盤的最小寬度在 ～ mm之間 (即 60～ 65 mil)；在高密度布線條件下 ， 最小焊盤直徑可選 50 mil或 55 mil。 圓形焊盤銅環(huán)的外徑比引線孔徑大 2～ 3倍 ， 銅環(huán)不宜太小 ， 尤其是在單面電路板中 ， 當焊盤銅環(huán)面積太小時 ， 焊接 (包括生產(chǎn)和維修過程中的焊接 )過程中焊盤容易脫落 。 為了提高鉆孔工效 ， 降低成本 ， 同一電路板上除了少數(shù)大尺寸元件外 ， 元件焊盤孔徑盡可能一致 。 對于豎立安裝的大尺寸元件的引腳 ， 可采用大島形焊盤 (通過放置 “ 敷銅區(qū) ” 實現(xiàn) )。 第 5章 印制電路板設計初步 對于 DIP封裝的集成電路芯片來說 ， 引腳間距為100 mil， 在缺省狀態(tài)下 ， 焊盤外徑為 50 mil， 即 mm， 引線孔徑為 28 mil， 即 mm， 當需要在引腳間走一條連線時 ， 最小線寬可取 20 mm， 即 mil， 這時印制導線與焊盤之間的最小距離為 15 mil。 在高密度布線情況下 ,當最小線寬為 10 mil,最小間距也是 10 mil時 ,可以在引腳間走兩條印制導線 。 焊盤直徑與引線孔標準尺寸如表 51所示 。 第 5章 印制電路板設計初步 表 51 最小焊盤直徑與引線孔直徑的關系 引線孔直徑 最小焊盤直徑 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 3 1 . 6 2 . 0 高精度 0 . 8 0 . 9 1 . 0 1 . 2 1 . 3 1 . 4 1 . 7 2 . 2 2 . 5 普通精度 1 . 0 1 . 0 1 . 2 1 . 4 1 . 5 1 . 6 1 . 8 2 . 5 3 . 0 低精度 1 . 2 1 . 2 1 . 5 1 . 8 2 . 0 2 . 5 3 . 0 3 . 5 4 . 0 第 5章 印制電路板設計初步 對于大功率元件 ， 固定螺絲孔 、 印制板固定螺絲孔焊盤尺寸與固定螺絲尺寸有關 (一般均采用標準尺寸的螺絲 、 螺帽 )。 為了使印制導線與焊盤 、 過孔的連接處過渡圓滑 ，避免出現(xiàn)尖角 ， 在完成布線后 ， 可在焊盤 、 過孔與導線連接處放置淚滴焊盤或淚滴過孔 。 下面以在圖 524中增加電源 /地線連接盤 、 輸入 /輸出信號連接盤為例 ， 介紹放置 、 編輯焊盤的操作方法 。 (1) 單擊 “ 放置 ” 工具欄內(nèi)的 “ 焊盤 ” 工具 ， 然后按下 Tab鍵 ， 激活 “ Pad”(焊盤 )屬性設置窗 ， 如圖 526所示 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 526 焊盤屬性設置窗 第 5章 印制電路板設計初步 圖中各選項含義如下： ● ?XSize、 YSize：其大小決定了焊盤的外形尺寸 。對于形狀為 “ Round”(圓形 )的焊盤來說 ， 當 X、 Y方向尺寸相同時 ， 焊盤呈圓形；當 X、 Y方向尺寸不同時 ， 焊盤呈橢圓形 。 對于形狀為 “ Rectangle”(方形 )的焊盤來說 ， 當 X、 Y方向尺寸相同時 ， 焊盤呈方形；當 X、 Y方向尺寸不同時 ，焊盤呈長方形 。 對于形狀為 “ Octagonal”(八角形 )的焊盤來說 ， 當 X、 Y方向尺寸相同時 ， 焊盤呈八角形；當 X、 Y方向尺寸不同時 ， 焊盤呈長八角形 ， 如圖 525所示 。 ● ?Shape：焊盤形狀 。 ● ?Hole Size：焊盤引線孔直徑 。 第 5章 印制電路板設計初步 ● Layer： ?對于單面板來說 ， 焊盤可以放在“ Bottom Layer”(焊錫面 )上 ， 也可以放在 “ Multi Layer”(多層 )上 ， 但在雙面 、 多層板中 ， 焊盤只能放在Multi Layer上 ， 使所有打開的信號層上均出現(xiàn)焊盤 。 在圖 526中 ， 選擇了焊盤的形狀 、 尺寸以及引線孔直徑后 ， 單擊 “ OK”按鈕 ， 關閉焊盤屬性設置窗 。 ● Layer： ?對于單面板來說 ， 焊盤可以放在“ Bottom Layer”(焊錫面 )上 ， 也可以放在 “ Multi Layer”(多層 )上 ， 但在雙面 、 多層板中 ， 焊盤只能放在Multi Layer上 ， 使所有打開的信號層上均出現(xiàn)焊盤 。 在圖 526中 ， 選擇了焊盤的形狀 、 尺寸以及引線孔直徑后 ， 單擊 “ OK”按鈕 ， 關閉焊盤屬性設置窗 。 第 5章 印制電路板設計初步 (2) 移動光標到指定位置后 ， 單擊左鍵固定即可 。 重復焊盤放置操作 ， 即可連續(xù)放置其他的焊盤 ，結果如圖 527所示 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 527 放置了三個焊盤后的效果 第 5章 印制電路板設計初步 5． 過孔 在雙面或多層印制電路板中 ， 通過金屬化 “ 過孔 ” 使不同層上的印制圖形實現(xiàn)電氣連接 。 放置過孔的操作方法與焊盤相同 。 單擊 “ 放置 ” 工具欄內(nèi)的 “ 過孔 ” 工具 ， 然后按下 Tab鍵 ，即可激活 “ Via”(過孔 )屬性設置框 ， 如圖 528所示 。 圖中各選項含義如下： ● Diameter：過孔外徑 。 ● Hole Size：過孔內(nèi)徑 。 對于只作貫穿連接而不需要安裝元件的金屬化過孔 ， 孔徑尺寸可以小一些 ， 但必須大于板厚的 1/3， 否則加工困難 。 ● Start Layer、 End Layer：定義連接層 ， 缺省時是元件面到焊錫面 (這適合于雙面板 )， 在多層板中應根據(jù)實際情況選定 。 但一般情況下 ， 盡量避免使用盲孔 ， 因為盲孔加工成本高 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 528 過孔屬性設置框 第 5章 印制電路板設計初步 6． 畫電路邊框 單擊 PCB編輯器窗口下工作層列表欄內(nèi)的“ Mechanical Layer 4”， 將機械層 4(Mechanical Layer 4)作為當前工作層 ， 然后利用 “ 畫線 ” 工具在機械層 4內(nèi)畫出電路板的邊框 。 值得注意的是 ， 邊框線與元件引腳焊盤最小距離必須大于 2 mm(一般取 5 mm較合理 )，否則下料比較困難 。 7． 利用 “ 圓弧 ” 、 “ 畫線 ” 工具畫出對準孔 單擊 PCB編輯器窗口下的 Mech4，將機械層(Mechanical Layer 4)作為當前工作層，然后利用“圓弧”工具在機械層 4內(nèi)畫出定位孔，操作過程如下： 第 5章 印制電路板設計初步 (1) 單擊 “ 放置 ” 工具欄內(nèi)的 “ 從中心畫圓弧 ” 工具(采用中心畫圓法或邊緣畫圓法均可 ， 但用中心畫圓法定位方便一些 )。 (2) 將光標移到圓弧的圓心 ， 單擊鼠標左鍵固定圓弧的圓心 。 (3) 移動光標調(diào)整圓弧半徑 ， 然后單擊鼠標左鍵固定圓弧的半徑 。 (4) 將光標移到圓弧的起點 ， 單擊鼠標左鍵確定 。 (5) 將光標移到圓弧的終點 ， 單擊鼠標左鍵確定 。 (6) 重復畫圓弧操作 ， 畫定位孔的內(nèi)圓 ， 再利用 “ 畫線 ” 工具在定位孔內(nèi)畫出兩條垂直的線段 ， 于是就形成了對準孔 ， 如圖 529所示 。 第 5章 印制電路板設計初步 在繪制對準孔時 ， 畫出第一個對準孔后 ， 就可以利用 “ 選定 ” 、 “ 復制 ” 、 “ 粘貼 ” 等 Windows應用程序特有的操作方法 ， 復制出第二 、 三 、 四個對準孔 。在放置對準孔操作過程中 ， 最好用 “ 放置 ” 工具欄內(nèi)的 “ 坐標位置 ” 工具 ， 在四角上定出對準孔中心位置后 ， 再將對準孔移到指定點上 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 529 對準孔 第 5章 印制電路板設計初步 8． 編輯 、 修改絲印層上元件序號 、 注釋信息 由于在放置元件 、 手工布局以及手工調(diào)整布線等操作過程中 ， 為了不影響視線 ， 常將元件的注釋信息 (如序號及型號等 )隱藏起來 ， 因此 ， 以上操作完成后需要調(diào)整絲印層上的元件序號 、 注釋信息文字的位置與大小 。 在調(diào)整元件序號 、 注釋信息時必須注意：位于元件面絲印層上的元件序號以及型號或大小等注釋信息可以放在連線上 ， 但最好不要放在元件輪廓線邊框內(nèi) ， 以免元件安裝后 ，元件體本身將元件序號 、 注釋信息等遮住 (焊接面上的元件序號可以放在元件輪廓的邊框內(nèi) )。 但無論如何不能將元件序號 、 注釋信息等放在焊盤或過孔上 ， 原因是鉆孔后焊盤引線孔 、 過孔等位置的基板將不復存在 ， 無法印上文字信息 。元件序號 、 型號 、 大小等信息盡可能靠近其外輪廓線 ， 否則會出現(xiàn)誤解 。 第 5章 印制電路板設計初步 調(diào)整元件序號 、 注釋信息后的結果如圖 530所示 ，至此也就完成了這一簡單電路印制板的編輯工作 。 第 5章 印制電路板設計初步 圖 530 編輯結束后的單面印制板 第 5章 印制電路板設計初步 習 題 51 常用元件封裝圖庫存放在哪一文件夾下的哪一庫元件包內(nèi) ？ 52 元件一般放置在哪一工作層內(nèi) ？ 對于雙面印制板來說 ， 需要幾個信號層 ？ 53 如果系統(tǒng)中沒有表面安裝元件 ， 是否需要焊錫膏層 ？ 54 絲印層內(nèi)的作用是什么 ？ 元件標號 、 型號等注釋信息能否放在焊盤 、 過孔上 ？ 為什么 ？ 55 機械層的作用是什么 ？ 一般在機械層內(nèi)放置什么 ？ 第 5章 印制電路板設計初步 56 為什么不能在 PCB編輯區(qū)內(nèi)對元件封裝圖進行對稱操作 ？ 57 如何刪除 PCB編輯區(qū)的一個元件 ？ 58 印制導線寬度由哪一設計規(guī)則決定 ？ 如何修改 ？ 選擇印制導線寬度的依據(jù)是什么 ？ 選擇導電圖形間距的依據(jù)是什么 ？ 59 請用手工繪制圖 469所示電源電路的 PCB圖 。