印制电路板设计基础分析.ppt

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1、印制印制电路板路板设计根底分析根底分析 第6章印制电路板设计根底 本章学习目标本章主要讲解印制电路板和元件封装的根本概念,以到达以下学习目标:了解印制电路板的种类和构造。理解Protel DXP编辑器中层面的概念;掌握PCB编辑器中显示层面的设置方法。理解元件封装的含义;掌握常用元件的封装;能根据实际元件选用适宜的封装。了解印制电路板的整体制作过程。6.1认识印制电路板 PCB是英文Printed Circuit Board的缩写,译为印制电路板,简称电路板或PCB板。印制电路板是用印制的方法制成导电线路和元件封装,它的主要功能是实现电子元器件的固定安装以及管脚之间的电气连接,从而实现电器的各

2、种特定功能。制作正确、可靠、美观的印制电路板是电路板设计的最终目的。6.1.1 元件外型构造 元器件是实现电器功能的根本单元,他们的构造和外型各异,为了实现电器的功能它们必须通过管脚相互连接,并为了确保连接的正确性,各管脚都按一定的标准规定了管脚号,并且各元件制造商为了满足各公司在体积、功率等方面的要求,即使同一类型的元件他们又有不同的元件外型和管脚排列,即元件外型构造,如下图,同为数码管,但大小、外形、构造却差异很大。6.1.2 印制电路板构造 印制电路板是电子元件装载的基板,它的生产涉及电子、机械、化工等众多领域。它要提供元件安装所需的封装,要有实现元件管脚电气连接的导线,要保证电路设计所

3、要求的电气特性,以及为元件装配、维修提供识别字符和图形。所以它的构造较为复杂,制作工序较为繁琐,而了解印制电路板的相关概念是成功制作电路板的前提和根底。印制电路板构造 为了实现元器件的安装和管脚连接,我们必须在电路板上按元件管脚的距离和大小钻孔,同时还必须在钻孔的周围留出焊接收脚的焊盘,为了实现元件管脚的电气连接,在有电气连接收脚的焊盘之间还必须覆盖一层导电能力较强的铜箔膜导线,同时为了防止铜箔膜导线在长期的恶劣环境中使用而氧化,减少焊接、调试时短路的可能性,在铜箔导线上涂抹了一层绿色阻焊漆,以及表示元件安装位置的元件标号。一个制作好并撤除了局部元件的实用电路板如下图 印制电路板样板 6.1.

4、3 印制电路板种类 印制电路板的种类很多,根据元件导电层面的多少可以分为单面板、双面板、多层板。1单面板 单面板所用的绝缘基板上只有一面是敷铜面,用于制作铜箔导线,而另一面只印上没有电气特性的元件型号和参数等,以便于元器件的安装、调试和维修,单面板由于只有一面敷铜面,因此无须过孔过孔的概念见双面板、制作简单、本钱低廉,功能较为简单,在电路板面积要求不高的电子产品中得到了广泛的应用 2双面板在绝缘基板的上、下二面均有敷铜层,都可制作铜箔导线,底面和单面板作用一样,而在顶面除了印制元件的型号和参数外,和底层一样可以制作成铜箔导线,元件一般仍安装在顶层,因此顶层又称为“元件面,底层称为“焊锡面。为了

5、解决顶层和底层一样导线之间的连接关系,人们还制作了金属化过孔,双面板的采用有效的解决了同一层面导线穿插的问题,而过孔的采用又解决了不同层面导线的连通问题,与单面板相比,极大的提高了电路板的元件密度和布线密度。3多层板多层板构造复杂,它由电气导电层和绝缘材料层交替粘合而成,本钱较高,导电层数目一般为4、6、8等,且中间层即内电层一般连接元件管脚数目最多的电源和接地网络,层间的电气连接同样利用层间的金属化过孔实现。在多层板中,可充分利用电路板多层层叠构造解决高频电路布线时的电磁干扰、屏蔽问题,同时由于内电层解决了电源和地网络的大量连线,使布线层面的连线急剧减少,因此,电路板可靠性高,面积小,在电脑

6、主板、内存条、优盘、MP3等产品上得到广泛的使用。多层板构造图 6.1.4 印制电路板的制作流程印制电路板的制作流程下料:一般是指选取材料、厚度适宜,整个外表铺有较薄铜箔的整张基板。丝网漏印:为了制作元件管脚间相连的铜箔导线,必须将多余的铜箔局部利用化学反响腐蚀掉,而使铜箔导线在化学反响的过程中保存下来,所以必须在腐蚀前将元件管脚间相连的铜箔导线利用特殊材料印制到铺有较薄铜箔的整张基板上,该特殊材料可以保证其下面的铜箔与腐蚀液隔离,将特殊材料印制到基板上的过程就是丝网漏印。腐蚀和去除印料:接下来将丝网漏印后的基板放置在腐蚀化学液中,将裸露出来的多余铜箔腐蚀掉,接下来再利用化学溶液将保存下来铜箔

7、上的特殊材料清洗掉。以上步骤就制作出了裸露的铜箔导线。印制电路板的制作流程孔加工:为了实现元件的安装,还必须为元件的管脚提供安装孔,利用数控机床在基板上钻孔。对于双面板而言,为了实现上下层导线的互连,还必须制作过孔,过孔的制作较为复杂,钻孔后还必须在过孔中电镀上一层导电金属膜,该过程就是孔加工。助焊剂和阻焊漆:在经过以上步骤后,电路板已经初步制作完成,但为了更好的装配元件和提高可靠性,还必须在元件的焊盘上涂抹一层助焊剂,该助焊剂有利用焊盘与元件管脚的焊接。而在焊接过程中为了防止和附近其它导线短接的可能性,还必须在铜箔导线上涂上一层绿色的阻焊漆,同时阻焊漆还可保护其下部的铜箔导线在长期恶劣的工作

8、环境中被氧化腐蚀。印制电路板的制作流程印标注:为了元件装配和维修的过程中识别元件,还必须在电路板上印上元件的编号以及其它必要的标注。成品分割和检查测试:随后将整张制作完成的电路板分割为小的成品电路板。最后还要对电路板进展检查测试。6.2.1 层面Layers的概念 印制电路板的铜箔导线是在一层或多层敷着整面铜箔的绝缘基板上通过化学反响腐蚀出来的,元件标号和参数是制作完电路板后印刷上去的,因此在加工、印刷实际电路板过程中所需要的板面信息,在Protel DXP的 PCB编辑器中都有一个独立的层面Layers与之相对应,电路板设计者通过层面Layers给电路板厂家提供制作该板所需的印制参数,因此理

9、解层面对于设计印制电路板至关重要,只有充分理解各个板层的物理作用以及它和Protel DXP中层面的对应关系,才能更好的利用PCB编辑器进展电路板设计。6.2.2 Protel DXP PCB编辑器常用层面 1.信号层信号层(Signal Layers)1底层底层Bottom Layer:又称为焊锡面,主要用于制:又称为焊锡面,主要用于制作底层铜箔导线,它是单面板唯一的布线层,也是双面板作底层铜箔导线,它是单面板唯一的布线层,也是双面板和多面板的主要布线层,注意单面板只使用底层和多面板的主要布线层,注意单面板只使用底层Bottom Layer,即使电路中有外表贴装元件也只能安装于底层。,即使电

10、路中有外表贴装元件也只能安装于底层。2顶层顶层Top Layer:主要用在双面板、多层板中制:主要用在双面板、多层板中制作顶层铜箔导线,在实际电路板中又称为元件面,元件管作顶层铜箔导线,在实际电路板中又称为元件面,元件管脚安插在本层面焊孔中,焊接在底面焊盘上。由于在双面脚安插在本层面焊孔中,焊接在底面焊盘上。由于在双面板、多层板顶层可以布线,因此为了安装和维修的方便,板、多层板顶层可以布线,因此为了安装和维修的方便,外表贴装元件尽可能安装于顶层。外表贴装元件尽可能安装于顶层。3中间信号层中间信号层Mid1Mid14:在一般电路板中较少:在一般电路板中较少采用,一般只有在采用,一般只有在5层以上

11、较为复杂的电路板中才采用。层以上较为复杂的电路板中才采用。2.内电层Internal Plane 内电层Internal Plane主要用于放置电源/地线,Protel DXP PCB编辑器可以支持16个内部电源/接地层。因为在各种电路中,电源和地线所接的元件管脚数是最多的,所以在多层板中,可充分利用内部电源/接地层将大量的接电源或接地的元件管脚通过元件焊盘或过孔直接与电源或地线相连,从而极大地减少顶层和底层电源/地线的连线长度。3.丝印层Silkscreen Layer 丝印层主要通过丝印的方式将元件的外形、序号、参数等说明性文字印制在元件面或焊锡面,以便于电路板装配过程中插件即将元件插入焊

12、盘孔中、产品的调试、维修等。丝印层一般分为顶层Top Overlayer和底层Bottom Overlayer,一般尽量使用顶层,只有维修率较高的电路板或底层装配有贴片元件的电路板中,才使用底层丝印层以便于维修人员查看电路如电视机、显示器电路板等。4.机械层Mechanical Layer 机械层没有电气特性,在实际电路板中也没有实际的对象与其对应,是PCB编辑器便于电路板厂家规划尺寸制板而设置,属于逻辑层即在实际电路板中不存在实际的物理层与其相对应,主要为电路板厂家制作电路板时提供所需的加工尺寸信息,如电路板边框尺寸、固定孔、对准孔、以及大型元件或散热片的安装孔等尺寸标注信息,Protel

13、DXP PCB编辑器可以支持16个机械层。5.制止布线层Keep Out Layer 制止布线层在实际电路板中也没有实际的层面对象与其对应,属于Protel DXP PCB编辑器的逻辑层,它起着标准信号层布线的目的,即在该层中绘制的对象如导线,信号层的铜箔导线无法穿越,所以信号层的铜箔导线被限制在制止布线层导线所围的区域内。该层主要用于定义电路板的边框,或定义电路板中不能有铜箔导线穿越的区域,如电路板中的挖空区域,如后面实例章节中的“电脑P4主电源板中就有采用。6.阻焊层Solder Mask Layer 阻焊层主要为一些不需要焊锡的铜箔局部如导线、填充区、敷铜区等涂上一层阻焊漆一般为绿色,用

14、于阻止进展波峰焊接时,焊盘以外的导线、敷铜区粘上不必要的焊锡而设置,从而防止相邻导线波峰焊接时短路,还可防止电路板在恶劣的环境中长期使用时氧化腐蚀。因此它和信号层相对应出现,也分为顶部Top Solder Mask、底部Bottom Solder Mask二层。7.焊锡膏层Paste Mask Layer 贴片元件的安装方式比传统的穿插式元件的安装方式要复杂很多,该安装方式必须包括以下几个过程:刮锡膏贴片回流焊,在第一步“刮锡膏时,就需要一块掩模板,其上就有许多和贴片元件焊盘相对应的方形小孔,将该掩模板放在对应的贴片元件封装焊盘上,将锡膏通过掩模板方形小孔均匀涂覆在对应的焊盘上,与掩模板相对应

15、的就是焊锡膏层。8.其它层Other 以上介绍的层面根本上都存在和实际电路板相对应的板面,可以在学习过程中结合实际电路板理解记忆。在PCB电路板设计过程中经常用到以上各层面的概念,因此务必理解清楚。另外在Protel DXP PCB编辑器中为了制作者编辑、绘图的方便,还有一些实际物理意义不强的辅助层面,如复合层Multi Layer,一般用于显示焊盘和过孔。6.2.3 显示层面的设置方法 进入Protel DXP PCB编辑器后,执行【Design】/【Board Layers】菜单命令,将弹出如下页图所示的层面设置对话框,可根据不同的设计需要在相应板层后面的复选框中打上“,选中该项,以便显示

16、该层面。显示层面设置对话框 6.3 元件封装概述 元件封装是指在PCB编辑器中为了将元器件固定、安装于电路板,而绘制的与元器件管脚相对应的焊盘、元件外形等,由于它的主要作用是将元件固定、焊接在电路板上,因此它对焊盘大小、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,如下页图所示,否那么直接关系到制作电路板的成败和质量。元件封装与元件实物、原理图元件的对应关系 焊盘 其中最关键的组成局部是和元件管脚一一对应的焊盘,它的形状如下图,焊盘的作用是将元件管脚固定焊接在电路板的铜箔导线上,因此它的各参数直接关系到焊点的质

17、量和电路板的可靠性 焊盘属性 一般包含如下参数:焊盘长度X-Size、焊盘宽度(Y-Size)、孔径Hole-Size、序号(Designator)、形状Shape等。6.4 添加和浏览PCB元件库 Protel DXP中常见的元器件封装库,根本上都在Protel DXP安装目录下面的“*:Program FilesAltiumLibraryPcb目录下,读者可按以下方法参加和浏览元件库。6.4.2 添加封装库 1点击工作区右下方的【Libraries】标签,翻开库文件面板,如下图 封装形式当前封装库封装库中的引脚封装 当前引脚封装预览翻开添加、移除元件库对话框 2.点击【Footprints

18、】单项选择按钮,可以看到库文件面板中将显示当前封装库中的引脚封装。3.翻开添加、移除元件库对话框。单击库文件面板中的【Libraries】元件库按钮,弹出如下图的添加、移除元件库对话框。选择封装库 在添加、移除元件库对话框中单击【Add Library】添加元件库按钮,弹出选择封装库对话框,如下图,Protel DXP的PCB封装库默认保存在安装盘的“*:Program FilesAltiumLibraryPcb目录下,选中要添加的封装库。6.4.3 浏览元件库 由于存在各种封装库,即使同一个库也有很多元件封装,设计人员特别是初学者对于不同库中不同的元件封装不可能全部熟悉,因此在选择适宜的元件

19、封装前,我们可能需要先浏览封装库,了解封装的具体形状和参数。6.5 常用直插式元件封装介绍 由于电子技术的飞速开展,电子元器件的种类日益增多,每一种又分为很多品牌和系列,而每个系列的产品封装又不尽一样,即使是同一类元件,不同的生产厂家提供的产品也可能有不同的封装,因此,合理选取元器件的封装是成功制作电路板的前提条件,需要制作者具有一定的实际经历,这也是初学者容易无视的地方,应在学习过程中注意总结积累。为了让读者对各种封装有一个初步的认识了解,下面介绍常用元器件的元件封装,为电路板的实际制作打下根底。6.5.1 电阻 电阻是各电路中使用最多的元件之一,编号一般以R开头,根据功率不同,体积也差异很

20、大,如下图,小的如1/8W电阻体积只有米粒大小,而大的功率电阻,如某些电器电源局部的限流或取样电阻的体积超过七号电池,因此不同体积的电阻,应根据实际大小选择适宜的封装。电阻封装 电阻元件封装命名一般由二局部组成,前面字母局部用于规定封装的类别,如电阻为AXIAL,无极性电容为RAD等,后一局部为数字,一般代表焊盘间距,单位为英寸。因此封装AXIAL-0.4表示该封装为电阻,焊盘间距为0.4英寸=400mil=10.16mm=1.016cm,根据体积不同,电阻封装可以从AXIAL-0.3AXIAL-1.0,如下图为电阻封装AXIAL-0.3。6.5.2 电容1.无极性电容无极性电容原理图库元件名

21、称为“CAP,根据容量不同,体积外形也差异较大,如下图。无极性电容元件封装 也由二局部组成:前面字母局部为RAD,后一局部为数字,和电阻一样代表焊盘间距,根据体积不同,无极性电容封装可以从RAD-0.1RAD-0.4,如下图为无极性电容原理图元件符号CAP,以及无极性电容封装RAD0.1。2.有极性电容 有极性电容如电解电容体积根据容量和耐压的不同,体积差异很大,如下图。电解电容的原理图符号和封装 电解电容的引脚封装也由二局部组成,字母局部为RB,如RB5-10.5,数字5表示焊盘间距,而10.5表示电解电容的圆筒外径。根据体积不同,电解电容封装RB5-10.5和RB7.6-15,如下图为电解

22、电容的原理图符号和封装RB5-10.5 6.5.3 二极管二极管编号一般以D开头,根据功率不同,体积和外形也差异很大,如下图。二极管的封装 二极管常用的封装有二种DIODE0.4小功率和DIODE0.7大功率。如下图为二极管原理图元件DIODE,封装DIODE0.4,注意二极管为有极性元件,封装外形上画有短线的一端代表负端,和实物二极管外壳上表示负端的白色或银色色环相对应。6.5.4 三极管 三极管在构造上分为二种类型,一种为PNP型,另一种为NPN型,在原理图库元件中常用名称为“PNP、PNP1或NPN、NPN1,标号一般以“Q或“T开头,根据功率不同,体积和外形差异较大,常用的元件封装根据

23、外形和外壳材料分为以下几种1塑封外壳三极管 小功率塑封三极管封装一般有BCY-W3系列,大功率的可采用SFM系列 Protel 99 SE中塑封三极管的封装 2金属外壳三极管 金属外壳三极管封装 其中E型外壳上突起表示发射极,依功率大小一般E型可选用CAN-3系列封装。对于特大功率的F型金属三极管可采用TO-3和TO-66封装。注意1Protel DXP的PCB封装库目录下,有一个专用的塑封外壳三极管封装库Cylinder with Flat Index.PcbLib。2三极管为有极性元件,应注意管脚之间的对应关系,原理图符号和PCB封装对于某些进口三极管是对应的,但对于一局部国产三极管那么有

24、可能不适宜,可以采用修改引脚封装的方法对三极管的焊盘序号进展修改,使其和原理图、实物相一致。3各元件在选择封装时主要考虑元件的安装、定位和焊接,不考虑其内部构造和材料,即不管三极管是PNP或NPN型,是锗材料或是硅材料,只要焊盘参数、管脚序号对应,均可采用一样的三极管封装。4三极管封装中的后缀数字不再象前面元件封装一样表示焊盘间距,而是用于表示外形的不同,只是封装中相互区分的代号而已。6.5.5 电位器 电位器实际就是一个可调电阻,在电阻参数需要调节的电器中广泛采用,根据材料和精度不同,在体积外形上也差异很大,如下图。电位器的封装 原理图库中电位器的常用名称是“RPOT1和“RPOT2,常用的

25、封装为VR系列,从VR2VR5,如下图,这里后缀的数字也只是表示外形的不同,而没有实际尺寸的含义,其中VR5一般为精细电位器封装。6.5.6 场效应管 场效应管在外形上和塑封三极管极为相似,在原理图库元件中场效应管的常用名称为“JFET-N(N沟道结型管)、“JFET-P(P沟道结型管)、“MOSFET-N(N沟道增强型管)、“MOSFET-P(P沟道增强型管)等,常用的封装和塑封三极管一样,但应注意管脚序号和焊盘序号的对应问题。6.5.7 单排直插元件 单排直插元件如用于不同电路板之间电信号连接的单排插座,单排集成块等。一般在原理图库元件中单排插座的常用名称为“Header系列,它们常用的封

26、装一般采用“SFM系列,如下图为封装SFM-T10/V。6.5.8 双列直插元件 常见的双列直插元件如种类繁多的双列直插集成块,依据功能不同,它们在原理图库元件中的名称也不尽一样。如数字电路中的与门74LS20、模拟电路中的比较器LM339等,它们常用的封装一般采用“DIP系列,后缀数字表示引脚数目,如下图为双列直插元件和封装DIP-16。6.5.9 整流桥堆整流桥堆是电源电路中常用的整流元件。外形有方形和长方形二种,如下图。整流桥堆原理图元件 各种整流桥堆封装 Protel 99 SE中各种整流桥堆封装 注意:1应检查整流桥堆封装中焊盘序号和原理图元件中引脚序号的对应关系,如果不对应也要根据

27、实际情况修改封装焊盘序号后才能使用。2Protel DXP的PCB封装库目录下,有一个专用的整流桥堆封装库Bridge Rectifier.PcbLib。6.5.10 晶体振荡器 晶体振荡器一般用于单片机等含振荡时钟的电路中,在原理图中名称为“XTAL,外形有圆柱形和长方形二种,如下图。晶体振荡器的封装 在原理图中名称为“XTAL,外形有圆柱形和长方形二种,依据外形不同,常用的封装可选用BCY-W2/D系列或BCY-W2/E系列,如下图。注意:Protel DXP的PCB封装库目录下,有一个专用的晶体振荡器封装库Crystal Oscillator.PcbLib。6.6 常用外表贴装元件封装介

28、绍 随着电子技术的开展,人们对于电子设备的便捷性和智能化要求越来越高,从而导致了电路板的复杂程度越来越高,但面积却越来越小,因此电路板的元件密度不断提高,促使芯片设计者不断的改进元件的封装技术,缩小元件的体积,正是在这种技术要求下产生了外表贴装元件SMDSurface Mounted Devices。外表贴装回流焊接技术 外表贴装元件体积小,没有管脚或管脚非常细小精细,可以大量的节省电路板面积,但因为没有管脚或管脚太细小,它们不能再采用传统的穿插式元件波峰焊接(Wave Soldering)工艺,而必须采用先进的外表贴装回流焊接技术,其组装焊接必须经过“刮锡膏贴片回流焊三个过程,刮锡膏就是利用

29、掩模板将锡膏粘在相应的外表焊盘上,掩模板上有许多和外表贴装元件焊盘相对应的方形小孔,将该掩模板放在对应的贴片元件封装焊盘上,将锡膏通过掩模板方形小孔均匀涂覆在对应的焊盘上,锡膏主要成分是松香和焊锡,并且呈黏糊状,具有较好的粘合性,取下掩模板后,锡膏就粘在相应的焊盘上,以便于下一步元件的固定贴片,贴片后元件并没有真正焊接于电路板,必须尽快送到回流焊接炉加热,使锡膏中的锡末完全溶化变成焊点外表贴装回流焊接技术是电子产品焊接工艺中较先进的焊接方法。6.6.2 片状元件Chip封装 常用的片状元件有贴片电阻和贴片电容,贴片电阻的外形如下图。贴片电容 贴片电容的外形如下图,它们的体积和传统的穿插式电阻、

30、电容比较而言非常细小,小的只有芝麻般大小,已经没有元件管脚,二端白色的金属端直接通过锡膏与电路板的外表焊盘相接。片状元件封装 贴片电阻和贴片电容在外形上非常相似,所以它们可以采用一样的引脚封装,常用贴片电阻、电容的封装如下图。封装位于Protel DXP默认路径下的Chip Capacitor-2 Contacts.PcbLib和Miscellaneous Devices.IntLib封装库中。6.6.3 贴片二机管封装 常用贴片二极管和封装图如下图。其中较尖的一头为二极管的负极。封装位于Protel DXP默认路径下的Small Outline Diode-2 Gullwing Leads.

31、PcbLib封装库中。6.6.4 贴片三极管、场效应管三端稳压器等的封装 一般贴片三极管、场效应管、三端稳压器等元件外形非常相似,只要大小尺寸根本一样,管脚极性相配,就可以使用一样的封装。小功率、小体积的可以采用SOT23系列封装,封装位于Protel DXP默认路径下的SOT 23.PcbLib封装库中。贴片三极管、场效应管三端稳压器等的封装 功率、体积较大的可以采用SOT223系列封装,封装位于Protel DXP默认路径下的SOT 223.PcbLib封装库中。另一种功率较大的封装为SOT89系列,封装位于Protel DXP默认路径下的SOT 89.PcbLib封装库中 小尺寸封装SO

32、PSmall Outline Package的元件外形和封装图如下图,元件的二面有对称的管脚,管脚向外张开一般称为鸥翼型管脚。SOP派生出的J型管脚小尺寸封装 SOJ SOJ封装的元件和封装如下图,元件的二面有管脚,而且管脚向元件底部弯曲称为J型管脚,其封装库位于Protel DXP默认路径下的Small Outline with J Leads.PcbLib封装库中。2缩小型SOP封装 SSOP封装的元件和封装如下图,其封装库位于Protel DXP默认路径下的Shrink Small Outline(0.6mm Pitch).PcbLib封装库中,0.6mm Pitch表示管脚间距为0.6

33、mm。3薄小尺寸封装TSOP TSOP封装的元件和封装如图6.45所示,其中1220表示封装尺寸,G48表示管脚数,P.5表示焊盘间距。其封装库位于Protel DXP默认路径下的TSOP(0.4mm Pitch).PcbLib、TSOP(0.5mm Pitch).PcbLib、TSOP(0.6mm Pitch).PcbLib封装库中。6.6.6 塑料方形扁平式封装PQFP 塑料方形扁平式封装PQFPPlastic Quad Flat Package的元件外形和封装图如下图,该封装的元件四边都有管脚,管脚向外张开,该封装在大规模或超大规模集成电路封装中经常被采用,因为它四周都有管脚,所以可以使

34、管脚数目较多,而且管脚距离也很短。塑料方形扁平式封装PQFP PQFP封装库位于Protel DXP默认路径下的QFP(0.6mm Pitch,Square)-Corner Index.PcbLib、QFP(0.6mm Pitch,Square)-Centre Index.PcbLib、QFP-Rectangle.PcbLib封装库中,Corner Index表示第一脚从封装的左上角开场,而Centre Index表示第一脚从封装的顶边中心开场,Rectangle表示封装为矩形,Square表示封装为正方形。6.6.7 塑料有引线芯片载体封装PLCC 塑料有引线芯片载体封装PLCCPlasti

35、c Leaded Chip Carrier封装的元件外形和封装图如下图,该封装的元件四边都有管脚,管脚向芯片底部弯曲。塑料有引线芯片载体封装PLCC PLCC封装库位于Protel DXP默认路径下的Leaded Chip Carrier(Square)-Corner Index.PcbLib、Leaded Chip Carrier(Square)-Centre Index.PcbLib、Leaded Chip Carrier-Rectangle.PcbLib封装库中,Corner Index表示第一脚从封装的左上角开场,而Centre Index表示第一脚从封装的顶边中心开场,Rectang

36、le表示封装为矩形,Square表示封装为正方形。6.6.8 6.6.8 球形网格阵列封装球形网格阵列封装BGABGA 球形网格阵列封装BGABall Grid Array封装的元件外形和封装图如图6.48所示,该封装构造比较特殊,元件外表无管脚,其管脚成球状矩阵式排列于元件底部,它是在20世纪90年代随着集成封装技术的进步而开展起来的一种新型封装,封装管脚数多,集成度高,它一出现就成为南、北桥等高精度、多功能、多管脚元件封装的最正确选择。球形网格阵列封装BGA BGA封装库位于Protel DXP默认路径下的BGA(1.5mm Pitch,Square).PcbLib、BGA(1.27mm

37、Pitch,Square).PcbLib、BGA(0.6mm Pitch,Square).PcbLib封装库中。6.6.9 管脚网格阵列封装PGA 管脚网格阵列封装PGAPin Grid Array封装的元件外形和封装图如下图,该封装构造和BGA很相似,不同的是其管脚引出元件底部并矩阵式排列,它是目前CPU的主要封装形式。管脚网格阵列封装PGA BGA封装库位于Protel DXP默认路径下的Pin Grid Array Package(PGA).PcbLib封装库中。6.7 PCB板设计流程 前面章节我们已经初步了解到利用Protel DXP进展电路板设计的最终目的是设计出正确、可靠、美观的

38、PCB电路板。在进展具体的PCB板设计前,我们有必要了解利用Protel DXP进展PCB板设计的一般工作流程,这样才能在具体设计制作过程中做到目的明确、提高效率、少走弯路。PCB板设计流程 1.PCB板制作前期准备 在进展PCB板实际制作之前,必须作好各方面的准备工作。如确保原理图绘制正确,根据实际元件为各原理图元件输入适宜的引脚封装。根据电器外壳尺寸或设计要求规划电路板的形状和尺寸。根据电路板元件密度上下和布线复杂程度确定电路板的种类。测量电路中有定位要求元件的定位尺寸,如电位器、各种插孔距离电路板边框的距离,安装孔的尺寸和定位等。2.制作PCB元件引脚封装*对于较为特殊的元件,如果PCB

39、封装库中找不到适宜的封装,就必须设计、制作、调用自制的PCB元件封装。3.新建PCB文件,规划电路板 从该步骤起,正式进入了PCB板设计阶段,应根据元件多少,产品尺寸、设计要求等规划电路板尺寸,电路板尺寸应尽量符合国家标准,可以采取向导和手工绘制的方法绘制电路板,一般采用向导的方法自动产生电路板可以降低设计难度。4.载入元件引脚封装和网络 在规划好电路板后,就可以载入元件引脚封装和网络,一般在载入元件引脚封装和网络时可能会碰到各种错误,此时应根据各错误提示,回到原理图中进展修改,再重新载入元件引脚封装和网络,直到错误排除。5.元件布局 载入元件引脚封装和网络后,就可以根据布局原那么进展自动布局

40、和手工调整,使元件的位置符合产品布局要求,并方便布线。6.设置布线规那么 在元件布局完成后,就可以进展布线工作了,布线一般采取自动布线和手工布线相结合的方式,在自动布线前必须设置自动布线规那么,确定布线层面,导线宽度等参数,为自动布线作准备。7.自动布线 设置好布线规那么后,就可以运行自动布线命令。8.手工修改 一般自动布线过程中系统侧重导线的布通率,导致自动布线结果必然存在导线弯曲过多,过长等不符合电气特性要求的局部导线,此时必须进展手工修改,同时根据实际需要和提高抗干扰能力与可靠性的要求,可以给电路板添加覆铜、安装孔、补泪滴等,还要修改和添加元件标注、尺寸标注、文字标注等。9.DRC设计规

41、那么检查 在设计完成后,可以运行DRC设计规那么检查,查看电路设计是否满足前面设置的布线等设计规那么,如果有违反规那么的对象,还必须采取措施修改。10.打印输出图纸和报表*为了更好地制作电路板、方便元件采购、焊接和装配,可以打印出PCB板图,产生必要的报表文件。11.送电路板厂商制板 电路板设计完成后,可以根据制作的数量送电路板厂商制板。上机实训浏览PCB元件引脚封装 1.1.上机任务上机任务 新建PCB文件,并添加、浏览Miscellaneous Devices.IntLib以及其它封装库的引脚封装,理解和设置Protel DXP PCB编辑器中各层面。2.任务分析 浏览熟悉常用元件的封装非

42、常重要,在浏览过程中最好结合6.5、6.6节介绍的内容分类型进展浏览。在设置Protel DXP PCB编辑器层面过程中结合实际电路板和6.2节理解各层面的作用。3.操作步骤和提示1新建工程文件,并保存为“浏览封装.PRJPCB。2新建PCB文件,并保存为“浏览封装.PCBDOC。3分别浏览6.5介绍的十种常用直插式元件的引脚封装,并在PCB图纸中放置如以下图所示引脚封装,并说明各封装分别适用于哪些元件。4理解和设置Protel DXP PCB编辑器中各显示层面。需放置的各种封装图 本章小结 本章是PCB板制作的前提和根底,对于后面章节PCB板实际制作起着至关重要的作用。本章首先讲解了印制电路板的种类和构造,然后与实际电路板对照引出Protel DXP PCB编辑器中层面的概念,以及PCB编辑器中显示层面的设置方法。然后与实际元件对照讲解了元件封装的含义,介绍了常用元件的封装,最后讲解了印制电路板的整体制作过程。

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