【正文】 小線路，如圖 ，亦稱之為銅膜導線或布線。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 裸板上的銅膜導線 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 3．過孔 (Via) 過孔是雙層板和多層板的重要組成部分，在各信號層有連接關系的導線的交匯處鉆孔，并在鉆孔后的基材上沉積金屬以實現(xiàn)不同導電層之間的電氣連接。 過孔主要由中間的鉆孔及其周圍的焊盤區(qū)兩個部分組成，即通孔直徑和過孔直徑這兩部分尺寸決定了過孔的大小。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 過孔的三種類型 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 過孔的尺寸 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 在高速、高密度的 PCB設計時，過孔越小越好，這樣板上可以留有更多的布線空間。但是要注意，孔越小，鉆孔加工工藝越難，成本也越高。 一般而言，設計線路時對過孔的處理有以下原則： (1) 盡量少用過孔，一旦選用了過孔，務必處理好它與周邊各實體的間隙，特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連的線與過孔的間隙。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 4．焊盤 (Pad) 焊盤的作用是放置焊錫、連接導線和焊接元件的管腳。為確保元器件與基板之間的牢固粘結，孔周圍的焊盤應該盡可能大。對于單面板， D≥(d+) mm；對于雙面板 D≥(d+) mm。選擇焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、大小、布置形式、振動和受熱情況、受力方向等因素。 表 不同形狀的焊盤及其應用場合 焊盤名稱 焊盤形狀 應 用 場 合 圓形焊盤 廣泛用于元件規(guī)則排列的單、雙面 PCB 板中。 方形焊盤 PCB 板上元器件大而少，且印制導線簡單時多采用。 多邊形焊盤 用于區(qū)別外徑接近而孔徑不同的焊盤，便于加工和裝配。這種焊盤常用于高頻電路中。由于現(xiàn)今電子線路的元件密集安裝、防干擾和布線等特殊要求，一些較新的電子產(chǎn)品中所用的印刷板不僅有上、下兩面供走線，在板的中間還設有能被特殊加工的夾層銅箔。這些層因加工難度相對較大，大多被設置為走線較簡單的電源布線層，并常用大面積填充的辦法來布線；上、下表面層與中間各層需要連通的地方用“過孔”來溝通。需提醒的是，一旦選定了所用 PCB板的層數(shù)，務必關閉那些未被使用的層，以免布線出現(xiàn)差錯?；迨莾擅嬗秀~的樹脂板。 2．銅箔 銅箔是在基板上形成導線的導體，其生產(chǎn)過程有兩種方法：壓延與電解。電解銅箔是利用電解原理，使純銅在滾動的金屬輪上不斷析出，形成銅箔。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 3． PP PP是多層板制作中不可缺少的原料，它的作用就是用做層間的粘接劑。實用的干膜有三層，感光層被夾在上、下兩層間起保護作用的塑料薄膜中。它和感光干膜一樣，在特定光譜的光照射下會發(fā)生變化而硬化。防焊漆也叫油墨。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 6．底片 這里的底片類似于攝影的底片，都是利用感光材料記錄圖像的材料。膠片曝光的地方呈黑色不透光，反之是透明的。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 印刷電路板的制造工藝流程 1．影像轉(zhuǎn)移 (成形／導線制作 ) 即利用感光材料把圖形從一種介質(zhì)轉(zhuǎn)移到另一種介質(zhì)上。揭開底片看干膜，被光照的地方與未被光照的地方迥然不同。再使用蝕銅液 (腐蝕銅的化學藥品 )對基板進行蝕刻，沒有干膜保護的銅就被蝕刻掉，而干膜下的銅面則被保留。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 2．鉆孔與電鍍 如果制作的是多層 PCB板，并且包含埋孔或是盲孔的話，每一層板子在黏合前必須要先鉆孔與電鍍。 在根據(jù)鉆孔需求由機器設備鉆孔之后，孔壁必須經(jīng)過電鍍。在開始電鍍之前，必須先清掉孔內(nèi)的雜物。清除與電鍍動作都會在化學過程中完成。壓合動作包括在各層間加入絕緣層，以及用粘結劑 PP將彼此黏牢等。多層板的外側(cè)兩面上的布線通常在多層板壓合后才處理。絲印層面印在其上，以標示各零件的位置，它不能夠覆蓋在任何布線或是金手指 (指實現(xiàn)將兩塊 PCB板相互連結的邊接頭，其上包含了許多裸露的銅墊，事實上也是 PCB布線的一部分 )上，不然可能會減低可焊性或是電流連接的穩(wěn)定性。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 5．測試 測試 PCB是否有短路或是斷路，可以使用光學或電子方式。 6．元件的安裝與焊接 無論是 THT封裝，還是 SMT封裝的元器件都采用自動化設備來完成元件的安裝與焊接。首先將引腳切割到靠近板子，并且稍微彎曲以讓零件能夠固定。在加熱 PCB板后，則移到融化的焊錫上完成焊接。主要經(jīng)歷四個階段：預熱段、保溫段、回流段和冷卻段。進入到回流段后，焊膏在快速熔化的條件下將元件焊接于 PCB板上。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 節(jié)省 PCB板制造成本的方法 印刷電路技術的發(fā)展水平，一般以印刷電路板上的線寬、孔徑、板厚 /孔徑比值為代表。板子越小，成本就越低。 (2) 使用 SMT封裝元件會比使用 THT封裝元件設計節(jié)省成本，因為 PCB上的元器件會更密集，相應的 PCB板也會更小。這些問題帶來的成本，可能比縮小 PCB尺寸所節(jié)省的還要高。 (4) 由于鉆孔需要時間，因此導孔越少越好。因為埋孔必須要在接合前就先鉆好。如果板子上有不同類型引腳的元器件，那么因為鉆孔機器不能使用同一個鉆頭鉆所有的孔，則相對更耗時間，這也就帶來了制造成本的相對提升。一般來說，光學測試已經(jīng)足夠保證 PCB上沒有任何錯誤了。其操作步驟如下： (1) 啟動 Protel 99 SE后，執(zhí)行菜單命令 File|Open或 File| New，將打開一個已存在的設計數(shù)據(jù)庫，或創(chuàng)建一個新的設計數(shù)據(jù)庫文件。選取其中PCB Document圖標的文件類型，單擊“ OK”按鈕，即在 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 Documents文件夾中建立了一個新的 PCB設計文件，默認名為“ PCB1” ,擴展名為 .PCB。 圖 新建 PCB設計文件 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 (3) 雙擊工作窗口中的 (或單擊 PCB文件管理器中的 ) ，就可以啟動 PCB文件編輯器了，如圖。啟動 PCB編輯器后，菜單欄和工具欄將發(fā)生相應變化。 (2) 使用 PCB瀏覽器 (Browse PCB)中的導航窗口。其中顯示的是當前正在編輯的整張 PCB圖紙的縮略圖，利用該窗口可以方便地瀏覽 PCB圖，并在工作區(qū)快速定位。圖中可看到一個虛線框，這個虛線框就代表了當前的編輯窗口，移動這個虛線框可移動當前的編輯畫面。因觀察窗口顯示的是整張圖紙，所以可快速地將所需的部分移動到工作窗口，如圖 所示。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 調(diào)節(jié)虛線框的大小實現(xiàn)畫面控制 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 此窗口還可作為放大鏡來使用。單擊Configure按鈕，在彈出的對話框中可選擇放大鏡的放大比例，或按下空格鍵也可更改放大比例。 當 PCB編輯器處于某中命令狀態(tài)時 (如正在放置焊盤、線條等 )，將鼠標移動到工作窗口時，光標會變成十字形，這時若移動光標到工作窗口邊沿時，顯示的畫面將自動地向窗口內(nèi)側(cè)滑動。按鼠標右鍵 (停止命令 )可以停止自動滑動 功能。 1) 當前窗口畫面的放大和縮小操作 放大畫面是為了能夠看清楚 PCB文件工作界面上各個對象的詳細信息，以確保元件與走線之間具有良好的電氣連接關系，并且元件的標號、注釋等內(nèi)容都能夠清楚地顯示出來。在電路板設計過程中，布置元件等對象時一般也都是在放大率較小的工作界面下進行的。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 放大和縮小畫面命令 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 ◆ 快捷鍵方式：放大畫面 —— P ag eU p 鍵 ； 縮小畫面 —— P ag eD o w n 鍵。 圖 放大和縮小畫面的控制按鈕 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 2) 在當前窗口中顯示 PCB板中的所有對象 在進行 PCB設計時，經(jīng)常會出現(xiàn) PCB設計界面的對象不在顯示畫面內(nèi)的情況，雖然可以通過移動滾動條查看，但是難以獲得一個整體的印象，并且移動滾動條有時會比較麻煩。這對于調(diào)整對象的布局是十分有用的。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 顯示整個 PCB圖紙命令 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 ◆ 快捷鍵方式：顯示整個 P C B 圖紙 —— 按下 V 字母鍵，松開后再按下 D 字母鍵；顯示整個 P C B 電路板 —— 按 V 字母鍵，松開后再按下 F 字母鍵 。 圖 顯示整個 PCB圖紙的命令控制按鈕 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 3) 選擇畫面的一個區(qū)域放大 如果用戶想指定一個區(qū)域來放大，可以選擇如下任一方法來進行： ◆ 菜單命令：選擇 View菜單，在其下拉菜單中選擇Area命令，如圖 。 ◆ 單擊主工具欄中的 按鈕 ， 如圖 6 . 2 1 所示。在需要放大的區(qū)域左上角按下鼠標左鍵，這時將出現(xiàn)一個矩形，如圖 。此時拖動鼠標使得矩形包括需要放大的對象，然后單擊一下鼠標左鍵，這時矩形中的對象將放大到整個設計工作界面，如圖 示。這時可以刷新一下顯示界面，使這些斑點、走線痕跡消失。這里介紹的是不改變視圖內(nèi)容的刷新方法： ◆ 菜單命令：選擇 View菜單，在其下拉菜單中選擇Refresh命令，如圖 。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 圖 刷新畫面的命令 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 5) 拖動視圖 當不希望改變視圖的顯示比例時，無論怎樣移動滾動條，總是無法將布局圖放置在 PCB編輯器工作界面的中間。 具體方法是：當 PCB設計編輯器處于空閑狀態(tài)，即不進行布線、放置對象等任何操作或命令狀態(tài)時，按住鼠標的右鍵不放，這時鼠標指針變成一個手的狀態(tài)；拖動鼠標到顯示界面的合適位置，然后松開鼠標右鍵，即可改變顯示界面中對象在工作窗口中的位置。 圖 切換工作層 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 當一個工作層變?yōu)楫斍肮ぷ鲗雍?，如果?PCB編輯器工作窗口中放置 Track(走線 )、 Fill(填充 )、 Polygon(多邊形 )、Arc(圓弧 )、 String(字符串 )、 Coordinate(坐標標注 )和Dimension(尺寸標注 )等各種對象時，這些對象會放置在當前工作層上，而 Component(元件 )、 Pad(焊盤 )以及 Via(過孔 )等對象則只能放置在固定的工作層上。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基礎 ◆ 按下小鍵盤上的加號鍵 (+)，當前工作層將向右轉(zhuǎn)移。不停地按下加號鍵，將構成一個循環(huán)。不停地按下減號鍵，也構成一個循環(huán)。如果在按下乘號鍵之前，當前工作層既不是頂層，也不是底層，則按下乘號鍵后，頂層將首先變成當前工作層。 當一個工作層變成當前工作層后，當前工作層的走線就顯示在最前面。 第 6章 印刷電路板 (PCB)的設計基