印制电路板的设计与制作
(PB印制电路板)印制电路板(PB)设计与制作
（PB 印制电路板）印制电路板(PB)设计与制作第一章初识Protel99SE电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题，如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。
您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁，为布通电路板的线路而废寝忘食，为手绘的电路板歪歪扭扭而感到灰心丧气。
卓越的 Protel99 将彻底把您从烦恼的工作中解放出来，在它的帮助下，您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。
第一节 Protel99SE 的发展与演变随着现代科学日新月异的发展，现代电子工业也取得了长足的进步，大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。
在这种情况下，传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。
幸运的是电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题，精明的软件厂商针对广大电子界人士的需求及时推出了自己的电子线路软件。
这些软件有一些共同的特征：它们都能够协助用户完成电子产品线路的设计工作，比较完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能，更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。
Protel99 继续保持了 ProtelTechnology 公司的革新传统，它具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能，使用户可比以往任何时候更轻松地驾驭电子线路设计的全过程。
Protel 软件的良好信誉以及Protel99 的卓越表现使之很快成为众多用户的首选软件。
第二节 Protel99SE 的特点Protel99 主要有两大部分组成：一．原理图设计系统。
它主要用于电路原理图的设计，为印制电路板的设计打好基础。
二．印制电路板设计系统。
它主要用于印制电路板的设计，产生最终的 PCB 文件，直接联系到印制电路板的生产。
一．原理图设计系统Protel99 的原理图编辑器提供高速，智能的原理图编辑手段，产生高质量的原理图输出结果，它的元件库提供了超过六万种元件，最大限度地覆盖了众多的电子元件生产厂家的繁复庞杂的元件类型。
印制电路板的设计与制作培训课件
4.元器件排列方式 不规那么排列：指元器件轴线方向不一致，在板上的排 列顺序无规那么。其优点是印制导线短而少，减小了印 制电路板间的分布参数，抑制了干扰。尤其是对于高频 电路有利。但看起来杂乱无章，不太美观。
规那么排列：是指元器件轴线方向排列一致，并与印 制电路板的四周垂直或平行。其优点是元器件排列标 准，板面美观整齐，安装、调试、维修方便。但导线 布设较为复杂，印制导线相应增多。
一、设计印制电路板的准备工作
1.印制电路板的设计前提 ➢确定设计方案，完成电路设计； ➢元器件的选择； ➢仿真验证； ➢电路方案试验； ➢对电路试验结果的分析及对电路设计的改进； ➢考虑整机的机械结构和安装使用。
2. 印制电路板的设计目标 ➢ 准确性：元器件和印制导线的连接关系必须符合印制
板的电气原理图。 ➢ 可靠性：印制电路板的可靠性是影响电子设备可靠性
5. 元器件焊盘的定位 ➢焊盘的中心（即引线孔的中心）距离印制板的边缘不 能太近，一般距离应在2.5mm以上，至少应该大于板 的厚度。 ➢焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上，如图415所示。在国际IEC标准中，正交网格的标准格距为 2.54mm（0.1in）；国内的标准是2.5mm。
§4.3 印制电路板上的焊盘及导线
四、印制导线的抗干扰和屏蔽
1. 地线布置引起的干扰
原因：
I1
I2
如印制导线AB长为10cm
要尽可能防止异形孔，以便降低加工本钱。
2. 焊盘的外径
密度的单面电路板： Dmin＝d+1mm
双面电路板： Dmin≥2d
D
3. 焊盘的形状
岛形焊盘：
适用于元器件密集、不规那 么排列的电子产品。由于焊盘 面积大，抗剥离强度增大，可 以降低覆铜板的档次。
印刷电路板设计与制作电路原理图的设计
•印刷电路板设计基础•电路原理图设计基础•印刷电路板制作流程目•电路原理图的设计实例•印刷电路板的制作实例录线路基板元件0302011. 确定设计要求2. 规划电路布局3. 线路设计6. 制造与检测4. 生成设计文件5. 校验与修正元件布局规范线路设计规范材料选择规范010203043. 搭建电路4. 调整与测试元件符号的正确使用清晰简洁的连线标注的完整与清晰抗干扰措施确定功能需求根据功能需求，设计电路原理图，实现电路的逻辑功能。
设计电路原理图电路元件选择准备电路原理图元件布局设计根据电路原理图和元件选择，对印刷电路板上的元件进行布局设计，考虑元件之间的连接和信号干扰问题。
确定板型和尺寸根据产品需求和电路原理图，确定印刷电路板的形状和尺寸。
热设计考虑对于有较大功率元件的电路板，需要考虑热设计问题，如散热片的选用和放置等。
信号线布设电源线布设校验与修正导出生产文件生成CAM文件生成印刷电路板的生产文件总结词详细描述实例一：简单的数字电路原理图设计实例二：复杂的模拟电路原理图设计总结词复杂、精密、涉及多种器件详细描述该设计实例是一个复杂的模拟电路，由放大器、比较器、模拟开关和电阻等器件组成。
电路原理图较为复杂，包含多种器件，且器件之间的连接关系也较为复杂。
设计过程中需要考虑多种参数和约束条件，如信号带宽、电源功耗、热设计等。
实例三：高频电路原理图的设计总结词详细描述材料铜箔基板焊料导线步骤1. 在铜箔基板上画出电路原理图，标明元件位置和连接方式。
3. 调试电路，确保功能正常。
材料铜箔基板焊料4. 在另一面铜箔基板上画出电路原理图，标明元件位置和连接方式。
5. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内，连接元件和导线。
6. 调试电路，确保功能正常。
030102实例三：制作高频电路的印刷电路板32. 将绝缘层覆盖在铜箔基板上，根据元件位置和连接方式钻孔。
3. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内，连接元件和导线。
1. 在铜箔基板上画出高频电路原理图，标明元件位置和连接方式。
印制电路板设计步骤和方法
印制电路板设计步骤和方法
印制电路板（PCB）的设计步骤和方法如下：
1. 确定电路板尺寸和布局：根据电路的功能和复杂度，确定电路板的尺寸和布局。
考虑电路板的形状、大小、接口位置等因素，以确保电路板能够满足实际应用需求。
2. 准备电路原理图：根据电路的功能和设计要求，画出电路原理图。
确保原理图正确无误，并经过仔细检查和验证。
3. 设计电路板布线图：根据电路原理图，设计电路板布线图。
确定导线的走向、宽度、间距等参数，并选择合适的元器件放置位置。
在布线过程中，要遵循电磁兼容性、抗干扰等原则，以确保电路性能稳定可靠。
4. 制作电路板：将设计好的电路板布线图制作成物理电路板。
这一步通常包括打印电路板图、制版、腐蚀、去膜等工序，最终得到实际的电路板。
5. 测试和调试：在制作好的电路板上进行测试和调试。
检查电路板的电气性能是否符合设计要求，并排除可能存在的故障和问题。
6. 优化和改进：根据测试和调试的结果，对电路板进行优化和改进。
对电路板进行重新设计和布线，以提高其性能和稳定性。
以上是印制电路板设计的基本步骤和方法。
在实际应用中，根据具体情况和需求，可以采用不同的设计方法和工具，以达到最佳的设计效果。
印制电路板(PCB)的设计与制作
Rb1
Rc
C2
V C1
ebc
C3
Rb2 Re1
C2
元器件图形
印制板图
2. 印制电路板发展过程
印制电路板随着电子元器件的发展而发展， 由此可以分为下面几个发展阶段：
● 电子管分立器件
导线连接
● 半导体分立器件
单面印刷板
● 集成电路
双面印刷板
● 超大规模集成电路
多层印刷板
2. 印制电路板发展过程
电子管体积大、重量重、耗电高,使用 导线连接。
1. PCB的分类
按孔导通状态分：埋孔板，盲孔板，通孔板
盲孔 Blind Via 盲孔 Blind Via
埋孔 Buried Via
通孔 Drilled Through Via
1. PCB的分类
按成品软硬区分 ：
▪ 硬板 Rigid PCB (刚性板） ▪ 软板 Flexible PCB （挠性板） 见左下图 ▪ 软硬板 Rigid-Flex PCB （刚挠结合板）见右下图
电解电容
电阻 接线端子
2. 印制电路板发展过程
相对于电子管，半导体器件体积小、重量 轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板
电子管
三极管
电阻
电解电容
2. 印制电路板发展过程
焊接面（底层）
单面板
元件面（顶层）
2. 印制电路板发展过程
集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面 板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面 板——双面布线。
显示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
印制电路板的设计与制作
印制电路板的设计和制作本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原那么；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的根本步骤及设计例如；印制电路板的手工制作和专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤和方法。
章末附有印制电路板的设计和制作训练。
现代印制电路板〔简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板〕的设计大多使用电脑专业设计软件进展，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。
因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制作。
ＰＲＯＴＥＬ就是一种被广泛使用的印制板设计软件，它设计出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所承受。
因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进展印制板设计的一般步骤，给出一个设计例如，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ１０８Ｋ。
１２１印制电路板的设计原那么印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，假设设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。
它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的根本功之一，是实践性十分强的技术工作。
印制电路板的设计是根据电路原理图进展的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最正确位置。
在确定元件的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理构造、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。
可先草拟几种方案，经比拟后确定最正确方案，并按正确比例画出设计图样。
画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原那么既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。
对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。
印制板的另一面用于布置印制导线〔对于双面板，元件面也要放置导线〕和进展焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。
如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。
《印制电路板的设计与制造》-习题答案
习题答案项目一思考与练习1.AltiumDesignerSummer09主要由哪几部分操作系统组成？答：AltiumDesignerSummer09主要由以下4大部分组成，①原理图设计系统（SCH）②印刷电路板设计系统（PCB）③FPGA系统④VHDL系统，其中前两个系统最常用。
2.在AltiumDesignerSummer09软件中，不同编辑器之间是怎样切换的？答：对于未打开的文件，在“Project”面板中双击不同的文件，这样打开不同的文件即可在不同的编辑器之间切换。
对于以打开的文件，单击“Project”面板中不同的文件或单击工作窗口最上面的文件标签即可在不同的编辑器之间切换。
3.电路板设计主要包括哪两个阶段？答：电路板设计主要包括两个阶段：原理图绘制和PCB设计。
4.简述原理图的设计流程。
答：原理图绘制的基本流程如图所示。
7.简述PCB设计流程。
答：PCB的设计的基本流程如图所示。
8.简述元件布局的基本原则。
答：（1）元件放置的层面：单面板元件一律放在顶层；双面板或多层板元件绝大多数放在顶层，个别元件如有特殊需要可以放在底层。
（2）元件的布局应考虑到元件之间的连接特性，先确定特殊元件的位置，然后根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。
（3）在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则：①尽可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能相互挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。
②某些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，以免放电引出意外短路。
带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
③对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。
若是机内调节，应放在印制板上方便于调节的地方；若是机外调节，其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
④应留出电路板定位孔及固定支架所占用的位置。
（4）根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：①按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。
印制电路板(pcb)设计技术与实践 第3版
印制电路板(pcb)设计技术与实践第3版摘要：一、印制电路板概述- 定义与作用- 历史与发展二、PCB 设计技术与实践- 设计流程与方法- 设计工具与软件- 实践应用案例三、PCB 设计中的关键技术与挑战- 传输线与特性阻抗- 信号完整性分析- 电磁兼容性设计四、PCB 设计的未来发展- 新技术与新材料- 行业趋势与市场前景正文：印制电路板（PCB）是一种用于电子设备中的电子电路组件，它将各个电子元件通过导线和线路连接起来，实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节，它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
一、印制电路板概述印制电路板（PCB）是一种用于电子设备中的电子电路组件，它将各个电子元件通过导线和线路连接起来，实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节，它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
PCB 的历史可以追溯到20 世纪30 年代，最初主要用于电话交换机和电视机中。
随着电子技术的不断发展，PCB 的应用范围越来越广泛，涉及到通信、计算机、消费电子、医疗设备等多个领域。
二、PCB 设计技术与实践PCB 设计是一项复杂的工作，它需要掌握一系列的设计技术与实践。
设计流程通常包括电路设计、布局、布线、校验等步骤。
电路设计是PCB 设计的基础，它需要根据产品需求设计出合适的电路拓扑结构。
布局是将电路元件放置在PCB 上的过程，它需要考虑元件的封装、位置、间距等因素。
布线是将电路元件之间的导线连接起来的过程，它需要考虑导线的宽度、长度、间距、过孔等因素。
校验是检查PCB 设计是否符合要求的过程，它需要对电路拓扑、布局、布线等方面进行检查。
PCB 设计工具与软件是PCB 设计的重要支撑，它可以帮助设计师快速、高效地完成设计工作。
目前市场上有很多种PCB 设计软件，如Altium Designer、Cadence 等。
实践应用案例是检验PCB 设计技术与实践的重要标准。
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2. 参考方向
在复杂电路中难于判断元件中物理 问题的提出
量的实际方向，电路如何求解？
电流方向 AB？
E1
A IR B R
电流方向 BA？
E2
6
解题步骤：
(1) 在解题前先任意设定一个正方向，作为参考方向； (2) 根据电路列出物理量间相互关系的代数表达式； (3) 根据计算结果确定实际方向：
第1章 电路的基本定律与分析方法
1.1 电路的基本概念 1.2 电路的基本定律 1.3 电路的分析方法
本章学习目标
理解物理量的参考方向概念。 掌握电源与负载的判别。 理解电路的工作状态与电气设备的额定值。 掌握各种理想电路元件的伏安特性。 掌握基尔霍夫定律内容。 掌握支路电流法、节点电压法等电路分析方法。 掌握电源等效变换、叠加原理、等效电源定理及其应用。 理解电位的概念，掌握电位的计算。
E
-U
电路电流: I E
R0
R0 RL 电源内阻
端电压: U E IR0
电路功率: UI EI I 2R0
P PE P
负载 取用 功率
电源 产生 功率
内阻 消耗 功率
电源外特性:
U E
0
I
I
RL
负 载 电 阻
13
2.开路状态
I=0 U=E P=0
SI
+
E
-
U
R0
3.短路状态
Uab
2 R1
R2
2
b
设: E=10V
则： 当R1接入， R2不接入时 ： I=5A 当R1 、R2 同时接入时： I=10A
16
2、理想电流源 （恒流源):
I
a
Uab
Is
Uab
I
b
IS
伏安特性
特点：（1）输出电流不变，其值恒等于电 流源电流 IS；
（2）输出电压由外电路决定。 17
例3 恒流源两端电压由外电路决定 I
U=0
I E R0
I
+
E
-
U
R0
PE I 2R0
14
1.1.5 理想电路元件
1.理想电压源 （恒压源）:
Ia
Uab
+
E_
Uab
E
I
b
伏安特性
特点：(1）输出电 压不变，其值恒等于电动势。 即 Uab E；
（2）电源中的电流由外电路决定。 15
例2 恒压源中的电流由外电路决定 Ia
E
+ _
di 0 dt
u0
所以,在直流电路中电感相当于短路.
21
电感的储能
电感是一种储能元件, 储存的磁场能量为：
WL
0t
uidt
0i
Lidi
1 2
Li2
WL
1 2
Li2
？电感中的电流是直流时, 储 存的磁场能量是否为0？
若计算结果为正，则实际方向与参考方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与参考方向相反； 若未标参考方向，则计算结果的正、负无意义！
7
物理量正方向的表示方法
1
正负号
a
+u
_b
2 箭头a
ub a
3#43; E_
R Uab
b
I
b R
Iab
8
例1
R a
IR
+E -
b
U 已知：E=2V, R=1Ω
Is
U
R
设: IS=1 A
则: R=1 时， U =1 V R=10 时， U =10 V
18
例4 a Is
Uab=?
I
_
E
+
电压源中的电流 如何决定？电流 源两端的电压等 于多少？
b 原则：Is不能变，E 不能变。
恒压源中的电流 I= IS
恒流源两端的电压 Uab = - E
19
3. 电阻 R:表征电路中消耗电能的理想元件
流为 I， 则这部分电路消耗的功率为:
aI
Ia
U R P=UI
+ U P = -U I
b
-
b
电源与负载的判别
若 P 0 则该元件吸收功率,为负载; 若 P 0 则该元件发出功率,为电源。
根据能量守衡关系 P（吸收）= P（发出）
12
1.1.4 电源的工作状态
电源
S
1.有载工作状态
电源电动势 +
I
+ _E
U
4
1.1.2 基本物理量的参考方向
1. 电路的基本物理量
基本物理量主要有：电流、电压、电动势
物理量
正方向
单位
电流(I或i) 正电荷移动的方向
A, kA, mA, A
电压(U或u)
高电位
低电位 V, kV, mV, V
电动势(E或e) 低电位 高电位
V, kV, mV, V
注意：1.直 流量符号用大写字母表示，交流量用小写字母表示 2. k：×103；m ：×10-3 ； ：×10-6
= -1A
（实际方向与参 考方向相反）
小结
(1) 在以后的解题过程中，一定要先假定“正方向” (即在图中标示物理量的参考方向)，然后再列方程 计算。缺少“参考方向”的物理量是无意义的.
(2) U 与I 的参考方向相同，称为关联参考方向 U 与 I的参考方向不同，称为非关联参考方向
a
IR b
UR
（关联参考方向）
2
1.1 电路的基本概念
1.1.1 电路的组成及电路模型 1.电路主要由三大部分组成：
电源（或信号源）： 提供电能（或信号）的部分； 例如电池、信号源等
负 载： 吸收或转换电能的部分；例如电灯、电动 机、电炉等
中间环节： 连接和控制的部分；例如导线和开关等。
3
2.电路模型
实际电路分析要考虑的电磁性质较为复杂，为了便于 分析计算，一般要将实际电路模型化，用理想元件 （电阻、电感、电容、恒压源、恒流源等）近似来代 替实际元件，这样得到电路称为电路模型，本课程所 讨论的电路都是指电路模型。
a
IR b
UR
（非关联参考方向）
(3)为了避免列方程时出错，习惯上选择关联参考方向 ，这样只需标出U与 I其中之一的方向即可。 10
1.1.3 能量与功率
物理量 符号
单位
两者关系
电能 功率
W
焦耳（J） 千瓦时(kW.h),也称度
P 瓦特（W）, kW, mW
W=Pt
11
功率的计算
设电路任意两点间的电压为 U ,流入此 部分电路的电
i uR
伏 - 安 特性 （线性电阻，u与i关联方向时）
u iR
（常用单位：、k、M ）
电阻元件是耗能元件
吸收功率
P ui i2R u2 （W）
R
消耗能量 W 0t uidt
20
4.电感 L
i
i
u
u
L
伏 - 安 特性
u L di dt
（单位：H, mH, H）
当 i I (直流) 时,
求： 当U 分别为 3V 和 1V 时，求IR的大小和方向? 解： (1) 假定电路中物理量的正方向如图所示；
(2) 列电路方程：U =UR + E
U =U - E R
IR
= UR R
=U- E R
(3) 计算 U = 3V
IR
=
3-2 1
= 1A
（实际方向与参 考方向一致）
U = 1V
IR
=
1-2 1