印制电路板的设计与制造

印制电路板的设计与制造

作者:陈强

书号:ISBN 978-7-111- 39085-5

丛书名:全国高等职业教育

规划教材

定价:24.00元

印刷日期:2012年8月

配套资源:电子教案、习题答案

本书特色:

★采用了最新的PCB高端设计软件Altium Designer Summer 09，这种软件强大的设计功能和全新的系统结构更加贴近电子设计人员的需求，也更加符合未来电子设计发展趋势的要求。

★各位编者都是具有多年PCB设计经验的高科技人才。各章内容以实例为中心展开叙述，结合作者在实际设计中积累的大量实践经验，总结了许多实际应用中的注意事项。

★本书的编写采用以产品为载体，以项目为章节的写作结构，每个项目中结合大量具体实例，详细阐述了PCB设计技术，所选用的实例都是企业的工程实例，具有很强的实践性和实用性。

前言

基本项目篇

项目一贴片式收音机印制电路板的设计

与制作2

项目能力目标2

项目描述2

项目分析3

项目实施3

任务一绘制贴片式收音机原理图3

一、任务描述3

二、任务目标5

三、任务实施过程5

四、任务学习指导15

(一)Protel 2004软件的原理图编辑模块

功能16

(二)绘制原理图的操作流程16

(三)Protel 2004软件主界面17

(四)Protel 2004软件系统工作环境18

(五)原理图工作窗口构成22

(六)原理图工作环境设置25

(七)原理图选项设置27

(八)原理图元件库管理29

(九)放置元件32

(十)查找元件34

(十一)编辑元件属性36

(十二)调整对象位置39

(十三)放置电源、接地和节点符号44

(十四)绘制导线44

(十五)放置原理图连线工具栏中其他

符号45

(十六)绘制图形53

(十七)原理图快捷菜单62

(十八)更新原理图流水号63

(十九)检验原理图电气规则64

(二十)设置和编译项目66

(二十一)生成原理图的相关报表69

(二十二)打印输出原理图76

五、任务检查及评价77

任务二设计贴片式收音机印制电路板78

一、任务描述78

二、任务目标78

三、任务实施过程78

四、任务学习指导107

(一)PCB基础知识107

(二)PCB设计流程112

(三)新建PCB文件112

(四)PCB工作窗口介绍117

(五)设置PCB文件工作环境参数119

(六)PCB文件选项设置122

(七)设置PCB文件的工作层124

(八)元件封装库操作127

(九)规划PCB外形128

(十)设计PCB文件的基本操作130

(十一)PCB文件的快捷菜单146

(十二)导入工程变化订单147

(十三)PCB元件布局原则151

(十四)PCB布局操作153

(十五)添加网络连接157

(十六)PCB布线设计原则159

(十七)设置PCB设计规则160

(十八)元件布线176

(十九)调整文字标注179

(二十)PCB设计规则检查180

(二十一)PCB3D效果图182

(二十二)PCB报表的生成与打印182

五、任务检查及评价189

任务三制作贴片式收音机印制电路板189

一、任务描述189

二、任务目标190

三、任务实施过程190

四、任务学习指导197

(一)印制电路板的种类198

(二)印制电路板的选用200

(三)印制电路板的制造方法201

(四)图形转移方法203

(五)热转印法手工制作单层印制电路板

基本流程203

五、任务检查及评价205

项目检查及评价206

项目练习206

项目二可调直流稳压电源印制电路板

的设计与制作209

项目能力目标209

项目描述209

项目分析210

项目实施210

任务一绘制可调直流稳压电源原

理图210

一、任务描述210

二、任务目标212

三、任务实施过程212

四、任务学习指导217

(一)新建原理图元件库文件218

(二)原理图元件库编辑管理器218

(三)原理图元件库文件中的Tools菜单和

实用工具栏219

(四)绘制原理图自制元件223

(五)生成相关报表文件225

五、任务检查及评价225

任务二设计可调直流稳压电源印制电

路板227

一、任务描述227

二、任务目标229

三、任务实施过程229

四、任务学习指导240

(一)新建元件封装库文件240

(二)元件封装库编辑管理器241

(三)元件封装库文件中的Tools菜单栏

和放置工具栏241

(四)绘制元件封装244

(五)生成项目元件封装库文件248

五、任务检查及评价249

任务三制作可调稳压电源印制电路板250

一、任务描述250

二、任务目标251

三、任务实施过程251

四、任务学习指导260

(一)丝网印刷261

(二)预烘261

(三)图形打印261

(四)曝光261

(五)显影262

(六)烘干262

(七)修版262

(八)阻焊层和丝印层质量检验262

五、任务检查及评价262

项目检查及评价263

项目练习264

项目三功率放大器印制电路板的设计与

制作266

项目能力目标266

项目描述266

项目分析267

项目实施267

任务一绘制功率放大器原理图267

一、任务描述267

二、任务目标272

三、任务实施过程273

四、任务学习指导277

(一)自上而下的层次原理图设计

方法277

(二)自下而上的层次原理图设计

方法279

(三)多通道的层次原理图的设计

方法280

(四)生成层次原理图的层次报表280

五、任务检查及评价280

任务二设计功率放大器印制电路板281

一、任务描述281

二、任务目标281

三、任务实施过程282

四、任务学习指导288

(一)设计双层板的工作层288

(二)双面放置元件288

五、任务检查及评价290

任务三制作功率放大器印制电路板291

一、任务描述291

二、任务目标291

三、任务实施过程291

四、任务学习指导300

(一)图形电镀法301

(二)堵孔法304

五、任务检查及评价304

项目检查及评价305

项目练习306

项目四多功能信号发生器印制电路

板的设计与制作310

项目能力目标310

项目描述310

项目分析311

项目实施311

任务一绘制并仿真多功能信号发生器

原理图311

一、任务描述311

二、任务目标313

三、任务实施过程313

四、任务学习指导316

(一)仿真元件316

(二)仿真信号激励源327

(三)设置仿真分析方法331

(四)原理图仿真341

五、任务检查及评价347

任务二设计多功能信号发生器印制电

路板347

一、任务描述347

二、任务目标348

三、任务实施过程348

四、任务学习指导353

(一)信号完整性分析353

(二)设置信号完整性分析规则353

(三)设置元件的信号完整性模型359

(四)信号完整性分析器363

五、任务检查及评价369

任务三制作多功能信号发生器印制电

路板370

一、任务描述370

二、任务目标370

三、任务实施过程370

四、任务检查及评价372

项目检查及评价373

项目练习373扩展项目篇

项目五模拟烘手器印制电路板的

设计378

项目能力目标378

项目描述378

项目分析379

项目实施379

任务一绘制模拟烘手器原理图379

一、任务描述379

二、任务目标384

三、任务实施过程384

四、任务学习指导384

五、任务检查及评价388

任务二设计模拟烘手器印制电路板388

一、任务描述388

二、任务目标389

三、任务实施过程390

四、任务学习指导394

(一)多层板结构与特点396

(二)多层板的设计397

(三)设计印制电路板时常用的键盘快

捷键400

五、任务检查及评价401

项目检查及评价402

项目练习402

项目六超声波测距器印制电路板的

设计406

项目能力目标406

项目描述406

项目分析407

项目实施407

任务一绘制超声波测距器控制电路原

理图407

一、任务描述407

二、任务目标416

三、任务实施过程417

(一)控制电路原理图绘制417

(二)测量电路原理图绘制417

(三)显示电路原理图绘制418

(四)电源电路原理图绘制419

(五)层次电路主控模块电路设计419

四、任务学习指导422

五、任务检查及评价423

任务二设计超声波测距器控制印制电

路板424

一、任务描述424

二、任务目标427

三、任务实施过程427

四、任务学习指导428

五、任务检查及评价428

项目检查及评价429

项目练习430

项目七激光显示器印制电路板的

设计433

项目能力目标433

项目描述433

项目分析433

项目实施434

任务一绘制激光显示器控制电路原

理图434

一、任务描述434

二、任务目标438

三、任务实施过程438

四、任务学习指导438

五、任务检查及评价439

任务二设计激光显示器印制电路板439

一、任务描述439

二、任务目标440

三、任务实施过程440

四、任务学习指导442

五、任务检查及评价443

项目检查及评价443

项目练习444

参考文献447

本书内容包括印制电路板组件的整个设计、制造和组装过程，从PCB安规设计、可靠性设计、热设计、电磁兼容性设计、可制造性设计、可测试性设计、可维修性设计、布局设计、布线设计、制作工艺、组装工艺直至最终的测试及维修工艺，回避了复杂的理论，为解决当今微电子设计领域日益增加的布线密度问题提供了指导和准则，并根据对现行标准和众多设计经验的体会，提供了大量的印制板设计制造数据和图示，力求图文并茂，内容详实，通俗易懂。

《印制电路板设计制造技术》具有新颖性和实用性，列举了大量工程案例，包括PCB设计系统软件的应用。

《印制电路板设计制造技术》可供电力、电子信息、电气及其自动化等专业的技术人员作为电磁兼容性分析、测试和设计的参考和指南。

前言

第1章 印制电路板的类型

1.1 按布线层数划分

1.1.1 单面印制电路板

1.1.2 双面印制电路板

1.1.3 多层印制电路板

1.2 按机械特性划分

1.2.1 刚性板

1.2.2 软印制电路板

1.2.3 刚-挠特种基板

第1章 印制电路板上的元器件

2.1 插装元器件

2.1.1 固定电阻器

2.1.2 电位器

2.1.3 电容器

2.1.4 电感器

2.1.5 晶体二极管

2.1.6 七段字符显示器

2.1.7 晶体三极管

2.1.8 场效应晶体管

2.1.9 晶闸管

2.1.10 光耦合器

2.1.11 变压器

2.1.12 继电器

2.1.13 保险元件

2.1.14 晶体振荡器

2.1.15 霍尔器件

2.1.16 集成电路

2.1.17 三端固定集成稳压电路

2.1.18 开关

2.1.19 插接件

2.2 表面安装元器件

2.2.1 概述

2.2.2 表面安装电阻器和电位器

2.2.3 表面安装电容器

2.2.4 表面安装电感器

2.2.5 表面安装半导体器件

2.2.6 SMT元器件的选用

第3章 印制电路板设计

3.1 印制电路板材料设计

3.1.1 覆铜板的组成

3.1.2 覆铜板的非电技术指标

3.1.3 常用覆铜板的性能特点

3.2 印制电路板形状和尺寸设计

3.2.1 确定印制电路板的外形及结构

3.2.2 印制电路板尺寸设计

3.3 PCB电磁兼容性设计

3.3.1 印制电路板上的干扰

3.3.2 叠层设计

3.3.3 接地设计

3.3.4 滤波

3.3.5 屏蔽

3.3.6 模拟、数字混合线路板的设计

3.3.7 电源完整性(PI)设计

3.3.8 PCB板的信号完整性设计

3.3.9 ESD防护设计

3.4 印制电路板布局设计

3.4.1 印制电路板布局应具备的条件

3.4.2 布局的原则

3.4.3 元器件布局

3.4.4 基准点设计

3.4.5 布局可制造性要求

3.5 印制电路板导线的布设

3.5.1 PCB板布线的一般原则

3.5.2 即制电路板的对外连接

3.5.3 印制导线的尺寸和图形

3.5.4 走线的可制造性设计

3.6 印制电路板上的孔与焊盘设计

3.6.1 定位孔的绘制与定位方法

3.6.2 器件孔

……

第4章 印制电路板制造技术

第5章 印制电路板组装技术

第6章 印制电路板装配环境

第7章 印制电路板组件测试及维修