印制电路板设计与制作
(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
印刷电路板设计与制作印刷电路板（Printed Circuit Board，PCB）设计与制作是一项涉及到电路设计、布局规划、元件安装和焊接等工艺的复杂任务。
以下是一般的PCB设计与制作步骤：1.电路设计：使用电路设计软件（如Eagle、KiCad等），绘制电路图，定义电路拓扑结构，并进行必要的电路分析和仿真。
2.PCB布局规划：将电路图转换为PCB布局，确定元件放置位置和走线路径。
考虑信号完整性、电源供应、散热要求和EMC等因素。
3.元件选择和采购：根据设计需求，选择合适的电子元件、连接器和其他器件，并进行采购。
4.PCB设计：使用PCB设计软件，将元件放置在PCB上，并进行走线连接。
确保布局合理、信号路径优化，并考虑层间堆栈、地平面设置等。
5.PCB文件生成：完成PCB设计后，生成所需的制造文件，如Gerber文件、钻孔文件等。
6.PCB制造准备：选择合适的PCB制造商或自行制作PCB。
准备基板材料，根据制造文件进行蚀刻、钻孔、覆铜等处理。
7.元件安装：根据PCB布局，将电子元件安装在PCB上。
这可以通过手工焊接、贴片设备或自动化组装完成。
8.焊接和连接：使用适当的焊接技术，如表面贴装技术（SMT）或插件焊接等，将元件与PCB进行连接。
确保焊点质量良好，连接可靠。
9.测试和验证：对制作好的PCB进行测试和验证，确保电路正常运行，并满足设计和性能要求。
10.调试和优化：如果有问题或改进的空间，进行调试和优化工作，修复故障、调整参数等。
11.最终生产和装配：经过测试和验证后，进行最终的批量生产和装配，制作完整的电子产品。
需要注意的是，PCB设计与制作涉及到专业的软件工具、制造流程和电子知识。
初学者可能需要较长时间和实践才能掌握这些技能。
此外，如果遇到复杂的设计或特殊需求，最好咨询专业的PCB设计师或制造商，以获得更准确和高质量的结果。
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。
印刷电路板设计与制作电路原理图的设计
印刷电路板制作的工艺流程
印刷电路板制作的检验标准
04
电路原理图的设计实现
选择专业的电路设计软件
选择如AltiumDesigner、CadenceOrCAD、MentorGraphics等专业的电路原理图设计软件，这些软件具有强大的设计功能和广泛的应用支持。
考虑软件的学习曲线和用户界面
选择适合自己的软件版本和界面，一些软件可能更适合初学者使用，具有更直观的用户界面，而另一些软件可能具有更高级的功能，适合经验丰富的设计师使用。
选择合适的电子元件
将电子元件按照一定的方式连接起来，以实现电路的功能。
搭建电路
通过仿真软件或实际搭建电路的方式，对电路的功能进行检查，确保电路能够正常工作。
检查电路功能
元件标准化
对于常用的电子元件，可以采用标准化的方式进行表示，以提高电路原理图的易读性和可维护性。
元件参数标注
对于电子元件，应标注其参数，如电阻值、电容值等，以便于电路分析和计算。
确保元器件选择与布局合理
印刷电路板的制作涉及到多种加工工艺和材料选择，如选择合适的基板材料、内层导线和孔的布局等。因此，制板与设计的协调十分重要。
适应加工工艺与材料
制板与设计的协调
提供清晰的技术要求
电路原理图设计应清晰地表达出技术要求，包括信号流程、电源分配、电磁兼容性等方面的考虑，为制板过程提供明确的指导。
环境适应性设计
进行严格的可靠性测试与验证，包括高温测试、低温测试、耐压测试等，确保产品符合IPC标准要求。
测试与验证
07
设计实例与经验分享
手机电路板设计
实例1
机器人电路板设计
实例2
智能家居电路板设计
实例3
设计实例介绍
印刷电路板设计与制作电路原理图的设计
电阻、电容、电感等元件：用 于调节电流、电压等参数。
开关、继电器等控制元件：用 于控制电路的通断。
电路原理图的设计流程
1. 分析设计要求
明确电路的功能和参数要求。
3. 搭建电路
按照设计要求，将各个元件搭建起来，构成 完整的电路。
2. 选择合适的元器件
根据设计要求，选择合适的电阻、电容、电 感等元件。
实例二：制作复杂的双面板印刷电路板
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。
实例三：制作高频电路的印刷电路板
01
材料
02
铜箔基板
焊料
03
实例三：制作高频电路的印刷电路板
• 电阻、电容、电感等元件
4. 在另一面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。
5. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内 ，连接元件和导线。
6. 调试高频电路，确保功能正常 。
THANKS
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焊料
实例一：制作简单的单面板印刷电路板
• 电阻、电容、电感等元件
实例一：制作简单的单面板印刷电路板
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。
实例一：制作简单的单面板印刷电路板
2. 将焊料涂在铜箔基板上，连接元件和导线。 3. 调试电路，确保功能正常。
实例二：制作复杂的双面板印刷电路板
材料 铜箔基板
焊料
实例二：制作复杂的双面板印刷电路板
• 电阻、电容、电感等元件
实例二：制作复杂的双面板印刷电路板
导线 绝缘层 步骤
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思维导图
（1）民用印制板：
（2）工业用印制板：
（3）军用印制板及航空航天用印制板。 5. 印制电路板的分类
任务二 印制电路板的组成
任务描述
理解单面板、双面板、多层板的组成及用途。
任务分析
通过理解单面板、双面板、多层板的制作工艺而掌握单面板、双面板、多层板的组成及 用途。
必备知识
6
1. 单面板 单面板是一种一面有敷铜，另一面没有敷铜的电路板，用户只可 在敷铜的一面布线并放置元件。
1. 知识目标 印制电路板概念及制作工艺流程。 2. 能力目标 单面板、双面板、多层板的组成及制作工艺流程。 3. 知识点 印制电路板概念。 4. 技能点 单面板、双面板、多层板的组成及制作工艺流程。 5. 重点 印制电路板概念。 6. 难点 单面板、双面板、多层板制作工艺流程。
思维导图
任务一 印制电路板的概念及作用
任务描述
理解单面板、双面板、多层板的制作流程。
任务分析
通过流程图理解单面板、双面板、多层板的制作工艺流程而掌握单面板、双面板、多层 板不同的制作工艺。
必备知识
9
1. 印制电路板制作流程 图1-14印制电路板制作流程图
2. 单面印制板的工艺流程
下料→丝网漏印→腐蚀→去除印料→孔加工→印标记→涂助焊剂→成品。
项目二
Protel DXP 2004 SP2 设计环境
学习指南
通过本项目学习使我们对《印制电路板的设计与制作》各种设计环境有一个初步的了解， 即原理图设计环境、印制电路板 PCB 的设计环境、电路仿真环境等。采用的学习方法是我们 通过动手操作打开原理图设计环境、印制电路板 PCB 的设计环境、电路仿真环境，来熟悉我 们即将要学习的各种开发设计环境界面，从而实现本项目的学习目标。然后完成每一个任务 后的《任务评价表》，同学按照该表的要求进行理论和实际的操作，通过自评、互评和教师 评价，最后通过你所得到项目分值，来确定你的每一个任务是否达标。
项目一
认知印制电路板
学习指南
本项目是一个基础项目，这个项目为下一步学习整个《印制电路设计与制作》内容打下 一个坚实的基础。采用的学习方法是通过图示来理解印制电路板的概念、单面板、双面板、 多层板的组成及制作工艺流程，从而实现本项目的学习目标。最后完成每一个任务《任务评 价表》，同学按照该表的要求进行理论和实际的操作，通过自评、互评和教师评价，通过你 所得到项目分值，来确定你的每一个任务是否达标。
3. 多层印制板的工艺流程
内层材料处理→定位孔加工→表面清洁处理→制内层走线及 图形→腐蚀→层压前处理→外内层材料层压→孔加工→孔金 属化→印外层图形→镀耐腐蚀可焊金属→去除感光胶腐蚀→ 插头镀金→外形加工→热熔→涂助焊剂→成品。
4. 具体流程 （1）下料 （2）钻孔（3）沉铜（4）全板镀铜（5）线路
图1-1单层印制电路板元件面
图1-2双层印制电路板
ห้องสมุดไป่ตู้
2. 印制电路板的主要功能 （1）为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。 （2）提供电路的电气连接。 （3）用标记符号将各个元器件标注出来，便于插装、检查及调试
3. 印制电路板发展历史 （1）早期电路板
（2）双面板
（3）多层电路板
4. 印制电路板应用的范围
图1-8 单面板剖面图 图1-9 单面板实物图
2. 双面板 双面板包括顶层（Top Layer）和底层（Bottom Layer）
图1-10双面板剖面图 图1-11双面板实物图
3. 多层板 多层板是包含了多个工作层的电路板
图1-12多层板剖面图
图1-13多层板实物图
任务三 印制电路板制作工艺流程
必备知识
12
（1）Protel DXP包含电路原理图设计、电路原理图仿真测试、印制电路板设计、自 动布线器和FPGA/CPLD设计，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。（2）Protel DXP提供了进行层次原理图设计的环境，支持“自上而下”和“自下而上”的层次电 路设计，能够完成更加大型、更为复杂的电路设计。（3）Protel DXP提供了丰富的元 件原理图库和PCB封装库，并且库的管理和编辑功能更加完善，操作更加简便。（4） Protel DXP提供了元件集成库的概念。（5）Protel DXP提供了电路原理图的混合仿真 功能，可以十分方便地检查电路原理图中各个设计模块的正确性。（6）Protel DXP提 供了丰富的设计检查功能。 （7）Protel DXP全面兼容TANGO以及Protel的先前版本。 （8）Protel DXP中同一设计的电路原理图和PCB之间具有动态连接功能。（9）Protel DXP同样也提供了丰富的快捷键支持以及连续操作功能，使得电路设计人员能够快速 有效地完成电路设计工作。（10）Protel DXP提供了全新的FPGA/CPLD设计功能，并 且支持VHDL设计和混合设计模式（如FPGA、SITUS拓扑布线技术）。
（6）图形电镀（7）蚀刻（8）退锡
（9）丝印阻焊油墨
（10）印字符
（11）化金/喷锡 （12）冲压/成型
（13）电测
（14）出货前的检验
任务四 Protel DXP 2004 SP2特点
任务描述
了解 Protel DXP 2004 SP2 特点。
任务分析
通过比较 Protel DXP 2004 SP2 与其它 EDA 软件不同，而掌握 Protel DXP 2004 SP2 特点。
任务描述
理解印制线路板概念，印制电路板应用的范围，了解印制电路板发展历史。
任务分析
通过理解印制线路板概念而掌握什么是印制线路板、它的发展历史、应用的范围及相应 的分类。
必备知识
3
1. 印制电路板 Printed Cricuit Board（PCB），印制板也称为印制线路板或印制电路板，通过印制板 上的印制导线、焊盘及金属化过孔实现元器件引脚之间的电气连接。