15 15
11.1 印刷电路版的基本知识
下面先简要介绍一些在布局时要考虑的相关问题： (1)合理选择印刷电路板的层数； (2)选择单元电路的位置； (3)元件的排列 安排元件的位置是布局时最关键的一步，需要综合考虑很多因素，
一般应考虑多种方案，反复权衡，取长补短。安排元件位置时要考虑 的主要问题如下：
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11.3 印刷电路版(PCB)设计
1 电路板工作层面
电路板可分为单面板、双面板和多层板，除此之外还有可操作的层面。工作层 面就是指在进行PCB设计时，进行操作的那个电路板层面。
(1)信号层(Signal Layer)。Protel98提供了16种信号层，它们是Top Layer、 Bottom Layer、Mid Layer1、Mid Layer2……Mid Layer14。信号层主要用于放置与 信号有关的电气元素，例如，Top Layer为顶层，用于放置元件面，BottomLayer为 底层，用作焊锡面，Mid Layer1—Mid Layer14为中间信号层。
球状格栅阵列封装
2．CPGA(Ceramic Pin Grid Array)
陶瓷引脚格栅阵列封装
3．CQFP(Ceramic Quad F1at Pack)
陶瓷四边有引线扁平封装
4．DIP(Dual In-Line Package)
双列直插式封装
5．JLCC(Ceramic J-Lead Chip Carrier) 陶瓷J型引线片式载体封装
10．PLCC(P1astic Leaded Chip Carrier) 塑料引线片式载体封装
11．PQFP(P1astic Quad F1at Pack)
塑料四边有引线扁平封装
12．RQFP(Power Quad F1at Pack)
功率型四边有引线扁平封装
13．TQFP(Thin(1.4mm)Quad Flat Pack) 细型四边有引线扁平封装
11.1 印刷电路版的基本知识
3 印刷电路板设计时的常用术语 除了前面介绍的有关印刷电路板的术语外，下面再介绍一些设计中的常用
术语：
(1)元件面(ComponentSide)。大多数元件都安装在其上的那一面。 (2)焊接面(SolderSide)。与元件面相对的那一面。 (3)丝印层(Overlay，Top Overlay)。丝印层是印制在元件面上的一种不导电的图形 (有时焊接面上也可印丝印层，即Bottom Overlay)，这些图形是一些器件的符号和标号， 用于标注元件的安装位置，一般通过丝印的方法，将绝缘的白色涂料印制在元件面上。 (4)阻焊图。它是为了防止不需要焊接的印刷导线被焊接而绘制的一种图形。在制板过 程中，可根据阻焊图的要求将不需要焊接的地方涂一—层阻焊剂，只露出需要焊接的部 位。使用CAD软件设计PCB时，当焊接面和元件面设计完成后，软件可自动生成阻焊图。 (5)焊盘(Land或Pad)。用于连接和焊接元件的一种导电图形。 (6)金属化孔(PlatedThroughHole)。金属化孔也称为通孔，孔壁沉积有金属的孔，主 要用于层间导电图形的电气连接。 (7)通孔(Via Hole)。通孔也称为中继孔，是用于导线转接的一种金属化孔。通孔一般 只用于电气连接，不用于焊接元件。 (8)坐标网格(Grid)。两组等距离平行正交而成的网格<或称为格点)。它用于元器件在 印刷电路板上的定位，一般要求元件的管脚必须位于网格的交点上，导线不一定按网格 定位。
6．MQFP(Metal Quad F1at Pack)
金属四all Grid Array)
塑料球状格栅阵列封装
8．PDIP(Plastic Dual In-Line Package) 塑料双列直插封装
9．PGA(Pin-Grid Array)
针栅阵列封装
(4)导线间距 导线之间的距离没有统一的要求，但两条导线之间的最小距离应
满足电气安全要求。考虑到工艺方便，导线间距应大于10密耳，在允 许的条件下，导线间距应尽量宽一些，在集成块两管脚之间(100mil) 一般只设计一根导线。当多条导线平行时，各导线之间的距离应均匀 一致。
(5)焊盘形状 常用的焊盘形状有4种：方形、圆形、长圆形和椭圆形。最常用的
第十一章 印刷电路版(PCB)的设计 （补充内容）
主要内容
11.1 印刷电路版的基本知识 11.2 原理图设计 11.3 印刷电路版(PCB)设计 11.4 印制电路技术
1 1
11.1 印刷电路版的基本知识
1 印刷电路板的种类
⑴刚性与挠性印刷电路板 ⑵单层、双层和多层印刷电路板
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11.1 印刷电路版的基本知识
它们大多为中小规模集成器件，其相邻管脚的间距为2．54mm。常用的封装 有：8、14、16、18、20、28、32、40脚，多于40脚一般采用其他封装形式。
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11.1 印刷电路版的基本知识
⑶针阵式封装(PGP) 针阵式封装(PGP——Pin Grid Package)是超大规模集成电路的一种封装
⑦在印刷电路板的边缘板面空白处尽量布上地线。
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11.1 印刷电路版的基本知识
6 印刷电路板的布线设计 布线设计是在布局基
本完成后进行的，在布线设 计时如果发现布局不合理 (如布线困难)，还要调整布 局。布线设计的基本考虑是 如何使导线最短，同时要使 导线的形状合理。布线设计 时的考虑要点如下：
⑤管脚要顺。对于3个管脚以上的元件，必须按管脚／顷序放置， 避免管脚扭曲。对于集成块，要注意方向。
⑥排列整齐均匀，间距合理。元件之间的间距要合理，不要堆挤在 一起，要考虑到器件外形的实际大小，留有余量。同类元件的间距要 一致，布局应做到整齐、均匀、美观。在印刷电路板边缘要留有一定 距离，一般不小于5mm。
是圆形焊盘。
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11.1 印刷电路版的基本知识
5 印刷电路板布局设计 印刷电路板布局是指安排元器件在板上的位置。印刷电路板布局
是整个PCB设计中最重要的一环，对于模拟电路和高频电路尤为关键。 印刷电路板布局的基本原则是：
(1)保证电路的电气性能； (2)便于产品的生产、维护和使用； (3)导线尽可能短。
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11.2 原理图设计
一般而言，设计电路 板最基本的过程可以分为 三大步骤：
(1)电路原理图的设计 与绘制。
(2)产生网络表。 (3)印刷电路板的设计。
在完成上述基本操作 的过程中，用户可进行创 建项目元件库、编辑新元 件、生成元件列表等操作。
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11.2 原理图设计
原理图设计的主要任务
⑴分离封装 分离封装是一般分离元件的封装形式。分离元件种类繁多，管脚形式多
样，同一种元件的管脚排列也不尽相同。例如，同是小功率三极管，有一字 形排列的，也有三角形排列的。在排版设计时，必须查出或测出管脚的间距， 调用CAD软件库中相应的焊盘类型。
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11.1 印刷电路版的基本知识
⑵双列直插式封装(DIP) 双列直插式封装，英文简称DIP(Dual ln-line Package)，如图所示。
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11.1 印刷电路版的基本知识
⑸ PGA & PLCC PGA(Pin-Grid Array)——针栅阵列封装 PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)——塑料引线片式载体封装
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11.1 印刷电路版的基本知识
HDPLD典型器件封装型式说明
1．BGA(Ball Grid Array)
1 印刷电路板的种类
⑴刚性与挠性印刷电路板 ⑵单层、双层和多层印刷电路板 ⑶印刷电路板的材料
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11.1 印刷电路版的基本知识
2 元器件的封装形式 元器件的封装形式与印刷电路板的排版设计密切相关，它关系到设计时
如何设置焊盘、以何种方式将元器件固定在印刷电路板上等问题。元器件的 基本封装形式很多，下面仅举几个例子进行说明。
(2)孔径和焊盘尺寸
标称孔径和最小焊盘直径如表所示。实际制作中，最小孔径受生产 印刷电路板的厂家具有的工艺水平的限制，就目前而言，一般选0.8mm 以上，焊盘尺寸一般也要比表中所列数据稍大些。
标称孔径与最小焊盘直径
标称孔径
0.4 0.5 0.6 0.8 0.9 1.0
最小焊盘直径 1.0 1.0 1.2 1.4 1.5 1.6
14．VQFP(Very Thin(1.0mm)Quad Fact) 超细型四边有引线扁平封装
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第十一章 印刷电路版(PCB)的设计
SMD
SIP 器件封装实例
PLCC DIP
SMD
分离器件
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第十一章 印刷电路版(PCB)的设计
器件封装实例
金手指
SMD
BGA 球状栅格阵列封装
SMD
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③大面积地线应设计成网状。当地线的面积较大，超过直径为25mm的圆的 区域时，应开局部窗口，使地线成为网状。这是因为大面积的铜箔在焊接时， 受热后容易产生膨胀造成脱落，也容易影响焊接质量。窗口的形式和要求如 图所示。
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第十一章 印刷电路版(PCB)的设计
主要内容
11.1 印刷电路版的基本知识 11.2 原理图设计 11.3 印刷电路版(PCB)设计 11.4 印制电路技术
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11.1 印刷电路版的基本知识
4 印刷电路板设计常用标准
印刷电路板的设计必须符合有关标准，下面列出几个最基本的标 准(。1)网格尺寸
一般分公制和英制两种标准。最基本的坐标网格间距为2.5mm，当 需要更小的网格时，可采用1.25mm和0.625mm。国外生产的集成电路一 般采用英制规范，例如，双列直插式(DIP)的管脚间距为2.54mm(十分 之一英寸)，所以，在放置元件时一般可采用英制坐标网格。
①尽量把元件设置在元件面上。这样有利于生产和维护。 ②调节方便。一些需要调节的元件应安排在规定的位置或便于调节 的地方。 ③散热。对于大功率管、电源变压器等需要散热的器件，应考虑散 热问题。