《Altium Designer winter 09电路设计案例教程》-第5讲第3章 多谐振荡器PCB图

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第3章 多谐振荡器PCB图的设计 多谐振荡器PCB PCB图的设计

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教学目的及要求： 教学目的及要求：1.熟悉印刷电路板的基础知识 熟悉印刷电路板的基础知识 2.熟悉掌握用 熟悉掌握用PCB向导来创建 向导来创建PCB板 熟悉掌握用 向导来创建 板 3.熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装 熟练掌握用封装管理器检查所有元件的封装 4.熟练掌握用 熟练掌握用Update PCB命令原理图信息导入到目标 命令原理图信息导入到目标PCB文件 熟练掌握用 命令原理图信息导入到目标 文件

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复习并导入新课第2章 绘制多谐振荡器电路原理图 章 2.1 项目及工作空间介绍 2.2 创建一个新项目 创建一个新项目 2.3 创建一个新的原理图图纸 2.3.1 创建一个新的原理图图纸的步骤 2.3.2 将原理图图纸添加到项目 2.3.3 设置原理图选项 2.3.4 进行一般的原理图参数设置 2.4 绘制原理图 2.4.1 在原理图中放置元件 2.4.2 连接电路 2.4.3 网络与网络标记 2.5 编译项目

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3.1 印制电路板的基础知识印制电路板英文简称为PCB 印制电路板英文简称为 (Printed Circle Board)如图 所 )如图3-2所 印制电路板的结构原理为： 示。印制电路板的结构原理为： 在塑料板上印制导电铜箔， 在塑料板上印制导电铜箔，用铜 箔取代导线， 箔取代导线，只要将各种元件安 装在印制电路板上， 装在印制电路板上，铜箔就可以 将它们连接起来组成一个电路。 将它们连接起来组成一个电路。

图3-2 PCB板 板

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1.印制电路板的种类根据层数分类，印制电路板可分为单面板、双面板和多层板。 根据层数分类，印制电路板可分为单面板、双面板和多层板。 (l)单面板 ) 单面印制电路板只有一面有导电铜箔，另一面没有。 单面印制电路板只有一面有导电铜箔，另一面没有。在使用 单面板时，通常在没有导电铜箔的一面安装元件，将元件引 单面板时，通常在没有导电铜箔的一面安装元件， 脚通过插孔穿到有导山铜箔的一面， 脚通过插孔穿到有导山铜箔的一面，导电铜箔将元件引脚连 接起来就可以构成电路或电子设备。单面板成本低， 接起来就可以构成电路或电子设备。单面板成本低，但因为 只有一面有导电铜箔，不适用于复杂的电子设备。 只有一面有导电铜箔，不适用于复杂的电子设备。

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(2)双面板双面板包括两层：顶层( )。与单面板 双面板包括两层：顶层(Top Layer)和底层(Bottom Layer)。与单面板 )和底层( )。 不同，双面板的两层都有导电铜箔，其结构示意图如图3-3所示 所示。 不同，双面板的两层都有导电铜箔，其结构示意图如图 所示。双面板 的每层都可以直接焊接元件，两层之间可以通过穿过的

元件引脚连接， 的每层都可以直接焊接元件，两层之间可以通过穿过的元件引脚连接， 也可以通过过孔实现连接。 也可以通过过孔实现连接。过孔是一种穿透印制电路板并将两层的铜箔 连接起来的金属化导电圆孔。 连接起来的金属化导电圆孔。

图3-3 双面板

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(3)多层板多层板是具有多个导电层的电路板。 多层板是具有多个导电层的电路板。多层板的结构示意图如 所示。 图3-4所示。它除了具有双面板一样的顶层和底层外，在内 所示 它除了具有双面板一样的顶层和底层外， 部还有导电层，内部层一般为电源或接地层， 部还有导电层，内部层一般为电源或接地层，顶层和底层通 过过孔与内部的导电层相连接。 过过孔与内部的导电层相连接。多层板一般是将多个双面板 采用压合工艺制作而成的，适用于复杂的电路系统。 采用压合工艺制作而成的，适用于复杂的电路系统。

图3-4 多层板

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2.元件的封装印制电路板是用来安装元件的，而同类型的元件， 印制电路板是用来安装元件的，而同类型的元件， 如电阻，即使阻值一样，也有大小之分。 如电阻，即使阻值一样，也有大小之分。因而在设 计印制电路板时， 计印制电路板时，就要求印制电路板上大体积元件 焊接孔的孔径要大、距离要远。为了使印制电路板 焊接孔的孔径要大、距离要远。 生产厂家生产出来的印制电路板可以安装大小和形 状符合要求的各种元件，要求在设计印制电路板时， 状符合要求的各种元件，要求在设计印制电路板时， 用铜箔表示导线， 用铜箔表示导线，而用与实际元件形状和大小相关 的符号表示元件。这里的形状与大小是指实际元件 的符号表示元件。这里的形状与大小是指实际元件 在印制电路板上的投影。这种与实际元件形状和大 在印制电路板上的投影。 小相同的投影符号称为元件封装。例如， 小相同的投影符号称为元件封装。例如，电解电容 的投影是一个圆形， 的投影是一个圆形，那么其元件封装就是一个圆形 符号。 符号。

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(l)元件封装的分类按照元件安装方式， 按照元件安装方式，元件封装可以分为直插式和表面粘贴式 两大类。 两大类。 典型直插式元件封装外型及其PCB板上的焊接点如图 所示。 板上的焊接点如图3-5所示 典型直插式元件封装外型及其 板上的焊接点如图 所示。 直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中， 直插式元件焊接时先要将元件引脚插入焊盘通孔中，然后再 焊锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板， 焊锡。由于焊点过孔贯穿整个电路板，所以其焊盘中心必须 有通孔，焊盘至少占用两层电路板。 有通孔

,焊盘至少占用两层电路板。

穿孔安装式元件外型及其PCB焊盘 图3-5 穿孔安装式元件外型及其 焊盘

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典型的表面粘贴式封装的PCB图如图 所示。此类 图如图3-6所示 典型的表面粘贴式封装的 图如图 所示。 封装的焊盘只限于表面板层，即顶层或底层， 封装的焊盘只限于表面板层，即顶层或底层，采用 这种封装的元件的引脚占用板上的空间小， 这种封装的元件的引脚占用板上的空间小，不影响 其他层的布线，一般引脚比较多的元件常采用这种 其他层的布线， 封装形式， 封装形式，但是这种封装的元件手工焊接难度相对 较大，多用于大批量机器生产。 较大，多用于大批量机器生产。

表面粘贴式封装的器件外型及其PCB焊盘 图3-6 表面粘贴式封装的器件外型及其 焊盘

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(2)元件封装的编号常见元件封装的编号原则为：元件封装 常见元件封装的编号原则为： 类型+焊盘距离 焊盘数) 元件外型尺 焊盘距离( 类型 焊盘距离(焊盘数)+元件外型尺 寸。可以根据元件的编号来判断元件封 装的规格。例如有极性的电解电容， 装的规格。例如有极性的电解电容，其 封装为RB.2-.4,其中“.2”为焊盘间距， 为焊盘间距， 封装为 ，其中“ 为焊盘间距 为电容圆筒的外径， “.4”为电容圆筒的外径，“RB7.6-15”表 为电容圆筒的外径 表 示极性电容类元件封装， 示极性电容类元件封装，引脚间距为 7.6mm,元件直径为 ，元件直径为15mm。 。

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3.铜箔导线

印制电路板以铜箔作为导线将安装在电路板上的元 件连接起来，所以铜箔导线简称为导线( 件连接起来，所以铜箔导线简称为导线(Track)。 )。 印制电路板的设计主要是布置铜箔导线。 印制电路板的设计主要是布置铜箔导线。 与铜箔导线类似的还有一种线，称为飞线， 与铜箔导线类似的还有一种线，称为飞线，又称预 拉线。飞线主要用于表示各个焊盘的连接关系， 拉线。飞线主要用于表示各个焊盘的连接关系，指 引铜箔导线的布置，它不是实际的导线。 引铜箔导线的布置，它不是实际的导线。

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4.焊盘焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡， 焊盘的作用是在焊接元件时放置焊锡，将元件引脚与铜箔导 线连接起来。焊盘的形式有圆形、方形和八角形， 线连接起来。焊盘的形式有圆形、方形和八角形，常见的焊 盘如图3-7所示 焊盘有针脚式和表面粘贴式两种， 所示。 盘如图 所示。焊盘有针脚式和表面粘贴式两种，表面粘 贴式焊盘无须钻孔；而针脚式焊盘要求钻孔， 贴式焊盘无须钻孔；而针脚式焊盘要求钻孔，它有过孔直径 和焊盘直径两个参数。 和焊盘直径两个参数。 在设计焊盘时，要考虑

到元件形状、引脚大小、安装形式、 在设计焊盘时，要考虑到元件形状、引脚大小、安装形式、 受力及振动大小等情况。例如，如果某个焊盘通过电流大、 受力及振动大小等情况。例如，如果某个焊盘通过电流大、 受力大并且易发热，可设计成泪滴状(后面章节会介绍)。 受力大并且易发热，可设计成泪滴状(后面章节会介绍)。

图3-7 常见焊盘

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5.助焊膜和阻焊膜为了使印制电路板的焊盘更容易粘 上焊锡， 上焊锡，通常在焊盘上涂一层助焊 另外， 膜。另外，为了防止印制电路板不 应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡， 应粘上焊锡的铜箔不小心粘上焊锡， 在这些铜箔上一般要涂一层绝缘层 通常是绿色透明的膜), ),这层膜 (通常是绿色透明的膜),这层膜 称为阻焊膜。 称为阻焊膜。

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6.过孔双面板和多层板有两个以上的导电层，导电层之间相互绝缘， 双面板和多层板有两个以上的导电层，导电层之间相互绝缘， 如果需要将某一层和另一层进行电气连接， 如果需要将某一层和另一层进行电气连接，可以通过过孔实 过孔的制作方法为：在多层需要连接处钻一个孔， 现。过孔的制作方法为：在多层需要连接处钻一个孔，然后 在孔的孔壁上沉积导电金属(又称电镀), ),这样就可以将不 在孔的孔壁上沉积导电金属(又称电镀),这样就可以将不 同的导电层连接起来。 同的导电层连接起来。过孔主要有穿透式和盲过式街中问剑 所示。 缤3-8所示。穿透式过孔从顶层一直通到底层，而盲过孔 所示 穿透式过孔从顶层一直通到底层， 可以从顶层通到内层，也可以从底层通到内层。 可以从顶层通到内层，也可以从底层通到内层。 过孔有内径和外径两个参数， 过孔有内径和外径两个参数，过孔的内径和外径一般要比焊 盘的内径和外径小。 盘的内径和外径小。

图3-8 过孔的两种形式

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7.丝印层

除了导电层外， 除了导电层外，印制电路板还 有丝印层。 有丝印层。丝印层主要采用丝 印印刷的方法在印制电路板的 顶层和底层印制元件的标号、 顶层和底层印制元件的标号、 外形和一些厂家的信息。 外形和一些厂家的信息。

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3.2创建一个新的PCB文件 3.2创建一个新的PCB文件 创建一个新的PCB在将原理图设计转换为PCB设计之前，需要 设计之前， 在将原理图设计转换为 设计之前 创建一个有最基本的板子轮廓的空白PCB。 创建一个有最基本的板子轮廓的空白 。 中创建一个新的PCB设计的 在Altium Designer中创建一个新的 中创建一个新的 设计的 最简单方法是使用PCB向导，它可让设计者 向导， 最简单方法是使用 向导 根据行业标准选择自己

创建的PCB板的大小。 板的大小。 根据行业标准选择自己创建的 板的大小 在向导的任何阶段，设计者都可以使用Back 在向导的任何阶段，设计者都可以使用 按钮来检查或修改以前页的内容。 按钮来检查或修改以前页的内容。

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要使用PCB向导来创建PCB, 要使用PCB向导来创建PCB,完成 PCB向导来创建PCB 以下步骤： 以下步骤：1.在Files面板的底部的 . 面板的底部的New from template单元单击 单元单击PCB Board 面板的底部的 单元单击 Wizard创建新的 创建新的PCB。如果这个选项没有显示在屏幕上，单 创建新的 。如果这个选项没有显示在屏幕上， 击向上的箭头图标关闭上面的一些单元。 击向上的箭头图标关闭上面的一些单元。 2.PCB Board Wizard打开 设计者首先看见的是介绍页 点Next 打开,设计者首先看见的是介绍页 . 打开 设计者首先看见的是介绍页,点 按钮继续。 按钮继续。 3.设置度量单位为英制(Imperial)。注意：1000 mils = 1 )。注意 .设置度量单位为英制( )。注意： inch(英寸 、 1 inch=2.54cm(厘米)。 英寸)、 英寸 (厘米)。 4.向导的第三页允许设计者选择要使用的板轮廓。在本例 .向导的第三页允许设计者选择要使用的板轮廓。 中设计者使用自定义的板子尺寸， 中设计者使用自定义的板子尺寸，从板轮廓列表中选择 Custom,单击 ，单击Next。 。

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5.在下一页，进入了自定义板选项。在本例电路中，一个2 .在下一页，进入了自定义板选项。在本例电路中，一个 x 2 inch的板便足够了。选择 的板便足够了。 并在Width和Height栏 的板便足够了 选择Rectangular并在 并在 和 栏 键入2000。取消 键入 。取消Title Block & Scale、Legend String 和 、 Dimension Lines 以及 Corner Cutoff 和 Inner Cutoff复选框如图 复选框如图3复选框如图 9。单击 继续。 。单击Next继续。 继续

图3-9 PCB板形状设置 板形状设置

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