第七章 PCB设计入门教学目标： 1、了解电路板种类 2、熟悉封装的种类 3、理解元件封装尺寸的含义 4、熟悉电路板常用名词
5、理解电路板层概念和功能7.1.印制电路板简介PCB（ Printed Circuit Board），中文名称为印制电路板，又称
印刷线路板.几乎每个电子产品都有PCB板，它为电子元器件的放置和电气连接提供了一个平台。PCB的基板是由绝缘隔热材质，如玻璃纤维环
氧树脂板，在PCB的表面均匀地覆盖者红褐色的铜箔，通过有选择地去除不需要的铜箔部分来获得所需要的的导电图形的方法，留下来的部分变成
网状的细小线路，这些线路被称作导线或布线，用来提供给PCB上的元器件的电气连接。7. 2 印制电路板的种类按照线路板层数可分为单面
板、双面板、多层线路板和软性印制电路板。单层板（Single-sided Boards）：单层板是最基本的PCB，零件集中在电路板
的一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以这种PCB叫作单面板（Single-sided Boards），因为单
面板在设计线路上有许多严格的限制（因为只有一面，布线间不能交叉而必须绕独自的路径），所以只有早期的电路和初级电路才使用这类板子。
双层板（Double-Sided Boards）：这种电路板的两面都有布线，双层板两面间的导线通过孔（Via，金属导孔）相连，因为
双面板的面积比单面板大了一倍，双面板解决了单面板中因为布线交错的难点（可以通过孔导通到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上
。多层板（Multi-Layer Boards）：多层板是在双层板的基础上发展而来的，它除了包含顶层、底层两个信号层外，还增加了内
部电源层、接地层，以及中间信号层，现在电脑板卡通常是4至8层结构。软性电路板又称柔性线路板、挠性线路板。简称软板或FPC，是相对于
普通硬树脂线路板而言，软性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、配线空间限制较少、灵活度高等优点。7.3 元器件封装元件封装是指元
件的外形和管脚分布。在PCB板中元件封装是实际元件的几何模型，其尺寸大小和高度都需要考虑。电子技术飞速发展，电子元件日新月异，电子
元件品牌和生产厂家众多，元件有很多系列，每个系列的元件尺寸不尽相同，对应的元件封装也不尽相同。因此，PCB板设计时要充分考虑元件的
不同，合理选用元件封装。才能够保障元件能够装配和产品质量。7.3.1封装类型电子元件有通孔插装技术（THT）和表面贴装技术（SMT
）两大类，对应的封装也有通孔插装技术元件封装和贴片元件封装7.3.2 通孔插装技术元件封装电子技术发展初器，常用的二极管、三极管、
电阻、电容和集成电路（IC）等是插装技术元件；电子元件多，封装也多。例如，通孔插装的集成电路（IC）就有单列直插式、双列直插式（D
IP，DualIn-Line Package）、球栅阵列封装（BGA）等等。电子技术不断朝集成化发展，出现了集成元件和贴片元件，现
在插装元件和贴片元件共存，PCB设计过程中也有注意跟进元件选用对应类型的封装。同种元件也可以有不同的封装形式，如电阻的封装就有AX
IAL-0.3、AXIAL-0.4 、AXIAL-0.5等。7.3.2.1电阻电阻是最基本元件，电阻按额定功率有1/16W 、 1
/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W等系列，元件大小不一样，电阻的封装常用有AXIAL-0.
3至AXIAL-1.0等。电阻元件封装命名一般由两部分构成，前面字母为封装类别，如电阻为AXIAL；后一部分代表焊盘间距，单位为英
寸，0.3表示焊盘间距为0.3英寸。提示：英寸和mil(密尔)关系：1英寸=1000mil=25.4mm7.3.2.2 电容的封装
电容种类比较多，主要可以分为无极性电容（如陶瓷电容）和有极性电容（电解电容），封装有RAD系列，CAPR系列和RB系列。RAD系列
对应封装RAD-0.1至RAD-0.4；RAD表示电阻，0.1表示焊盘间距为0.1英寸；电容的封装CAPR系列和RB系列。对于CA
PR系列，第一个数字也代表焊盘间距，但单位为毫米（mm）,第二和第三个数字表示元件外形轮廓尺寸(长X宽，单位为mm)。如 对于RB
系列，第一数字表示焊盘间距（单位为mm）,第二个数字表示电解电容 圆筒外径，如RB5-10.5.。7.3.3 贴片元件封装简介现代
电子设备功能越来越强大，集成化程度越来越高，现在广泛采用表面贴片元件（SMT） 表面贴片元件的封装与插装技术元件封装有较大的区别。
下面简单介绍一下,贴片电阻和贴片电容在外形上非常相似，所以它们可以采用相同的引脚封装，常用贴片电阻、电容的封装如图所示。表面贴片元
件的封装与插装技术元件封装有较大的区别。下面简单介绍一下,贴片电阻和贴片电容在外形上非常相似，所以它们可以采用相同的引脚封装，常用
贴片电阻、电容的封装如图所示。图 7-9 贴片电阻、电容的封装2012-0805表示封装的尺寸， 2012是公制单位，0805
是英制单位，一般数字前两位表示焊盘间距，后面两位表示焊盘大小2012-0805表示焊盘间距为2.0mm(80mil)，焊盘大小大约
是1.2mm(50mil)7.3.4通过库标签浏览元件封装元件种类和规格多，对于封装也多，同一种元件也可以选用不同的封装，通常可以
通过库标签来浏览和选择封装。下面就是电容的库浏览。7.5 电路板工作层面的类型PCB一般包括很多层，不同的层包含不同的设计信息。电
路板设计者给电路板厂家提供层（Layers）信息，理解各层作用对电路板设计至关重要，读者结合实际电路板和后面章节的学习逐步理解层的
作用。【Top Layer】顶层，信号层，铜箔默认为红色。通常在顶层制作铜箔导线，元件元件安插在本层面的焊孔中，焊接在底层焊接面上
，所以本层又称为元件面，表面贴片元件也尽可能安装在顶层。【Bottom Layer】底层，信号层，铜箔导线默认为蓝色，底层又称为
焊接层。【Top Overlay】和【Bottom Overlay】顶层丝印层和底层丝印层，显示元件外形、编号以及元件在电路板中
的布局情况。丝印层是为了方便电路的安装和维修，在电路板的表面印上所需要的标志图案和文字代号等，如元件编号、元件外形、厂家标志、生产
日期等。主要通过丝印的方式印制上去。【Mechanical4】机械层，主要为电路板厂制作电路板时提供所需要的加工尺寸信息，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住信息，机械层没有电气特性。本软件支持16个机械层。【Keep Ou
t Layer】禁止布线层，一般位于电路板的边框，用于限制铜箔导线的范围，自动布线时铜箔导线被限制在该层导线限制的区域范围内。【M
ulti ayer】复合层，用于提供焊盘和过孔等信息。7.4 电路板常用名词1、导线 铜膜导线也称为铜膜走线，简称导线，用于连接
各个焊盘和过孔，印制导线的质量体现在其宽度（Width）和导线之间的间距（Clearance）2个方面。导线宽度参数有导线设计宽度
及其允许偏差、最小线宽等；导线间距主要由电气安全要求、生产工艺的精度和导线间所承受的电荷的大小。 、焊盘、过孔、铜膜导线、飞线2、
焊盘（Pad）。用于放置焊锡,以便焊接元件引脚导线，印刷电路板上所有元器件的电气连接都是通过焊盘来实现的，由于焊盘工艺不同，焊盘一
般可以分为两种类型，一种是非过孔焊盘(单面板、SMT工艺)；另外一种是过孔焊盘（双层板、多层板）对于有过孔的焊盘，其尺寸主要体现在
过孔的直径和焊盘的直径，如果元件库已经提供了所用元件的封装模型，则在PCB中放置元件，系统会自动导入对应的元件封装、编号等标志。3
、过孔（Via）是用来实现双层板或多层板相邻层之间的电气连接，是多层PCB板的重要组成部分之一，从工艺制作流程来分，过孔一般分三类：通孔（Through via）从顶层贯通到底层为通孔；盲孔（Blind via）从顶层通到内层或从内层到底层为盲孔；内层间的埋孔（Buried via）。4、飞线：在PCB的自动布线时，有供观察用的类似橡皮筋的网络连线，它在形式上表明了各个焊盘间的连接关系，并没有实际的电气连接关系。 |
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