用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程

用PROTEL99制作印刷电路版的基本流程

                             
一、电路版设计的先期工作

1、利用原理图设计工具绘制原理图，并且生成对应的网络表。当然，有些特殊情况下，如电路版比较简单，已经有了网络表等情况下也可以不进行原理图的设计，直接进入PCB设计系统，在PCB设计系统中，可以直接取用零件封装，人工生成网络表。

   2、手工更改网络表 将一些元件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网络上，没任何物理连接的可定义到地或保护地等。将一些原理图和PCB封装库中引脚名称不一致的器件引脚名称改成和PCB封装库中的一致，特别是二、三极管等。

二、画出自己定义的非标准器件的封装库
建议将自己所画的器件都放入一个自己建立的PCB 库专用设计文件。

三、设置PCB设计环境和绘制印刷电路的版框含中间的镂空等

1、进入PCB系统后的第一步就是设置PCB设计环境，包括设置格点大小和类型，光标类型，版层参数，布线参数等等。大多数参数都可以用系统默认值，而且这些参数经过设置之后，符合个人的习惯，以后无须再去修改。

2、规划电路版，主要是确定电路版的边框，包括电路版的尺寸大小等等。在需要放置固定孔的地方放上适当大小的焊盘。对于3mm 的螺丝可用6.5~8mm 的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘对于标准板可从其它板或PCB izard 中调入。

注意：在绘制电路版地边框前，一定要将当前层设置成Keep Out层，即禁止布线层。

四、打开所有要用到的PCB 库文件后，调入网络表文件和修改零件封装

这一步是非常重要的一个环节，网络表是PCB自动布线的灵魂，也是原理图设计与印象电路版设计的接口，只有将网络表装入后，才能进行电路版的布线。

   在原理图设计的过程中，ERC检查不会涉及到零件的封装问题。因此，原理图设计时，零件的封装可能被遗忘，在引进网络表时可以根据设计情况来修改或补充零件的封装。

   当然，可以直接在PCB内人工生成网络表，并且指定零件封装。

五、布置零件封装的位置，也称零件布局

Protel99可以进行自动布局,也可以进行手动布局。如果进行自动布局，运行"Tools"下面的"Auto Place",用这个命令，你需要有足够的耐心。布线的关键是布局，多数设计者采用手动布局的形式。用鼠标选中一个元件，按住鼠标左键不放，拖住这个元件到达目的地，放开左键，将该元件固定。Protel99在布局方面新增加了一些技巧。新的交互式布局选项包含自动选择和自动对齐。使用自动选择方式可以很快地收集相似封装的元件，然后旋转、展开和整理成组，就可以移动到板上所需位置上了。当简易的布局完成后，使用自动对齐方式整齐地展开或缩紧一组封装相似的元件。

提示：在自动选择时，使用Shift+X或Y和Ctrl+X或Y可展开和缩紧选定组件的X、Y方向。

   注意：零件布局，应当从机械结构散热、电磁干扰、将来布线的方便性等方面综合考虑。先布置与机械尺寸有关的器件，并锁定这些器件，然后是大的占位置的器件和电路的核心元件，再是外围的小元件。

六、根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定

假如板上空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区。对于大板子，应在中间多加固定螺丝孔。板上有重的器件或较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔，有需要的话可在适当位置放上一些测试用焊盘，最好在原理图中就加上。将过小的焊盘过孔改大，将所有固定螺丝孔焊盘的网络定义到地或保护地等。

放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果，存盘。

七、布线规则设置

   布线规则是设置布线的各个规范（象使用层面、各组线宽、过孔间距、布线的拓朴结构等部分规则，可通过Design-Rules 的Menu 处从其它板导出后，再导入这块板）这个步骤不必每次都要设置，按个人的习惯，设定一次就可以。

   选Design-Rules 一般需要重新设置以下几点:

1、安全间距(Routing标签的Clearance Constraint)

它规定了板上不同网络的走线焊盘过孔等之间必须保持的距离。一般板子可设为0.254mm，较空的板子可设为0.3mm，较密的贴片板子可设为0.2-0.22mm，极少数印板加工厂家的生产能力在0.1-0.15mm，假如能征得他们同意你就能设成此值。0.1mm 以下是绝对禁止的。

2、走线层面和方向（Routing标签的Routing Layers）

此处可设置使用的走线层和每层的主要走线方向。请注意贴片的单面板只用顶层，直插型的单面板只用底层，但是多层板的电源层不是在这里设置的（可以在Design-Layer Stack Manager中，点顶层或底层后，用Add Plane 添加，用鼠标左键双击后设置，点中本层后用Delete 删除），机械层也不是在这里设置的（可以在Design-Mechanical Layer 中选择所要用到的机械层，并选择是否可视和是否同时在单层显示模式下显示）。

机械层1 一般用于画板子的边框；
机械层3 一般用于画板子上的挡条等机械结构件；
机械层4 一般用于画标尺和注释等，具体可自己用PCB Wizard 中导出一个PCAT结构的板子看一下。

3、过孔形状（Routing标签的Routing Via Style）

它规定了手工和自动布线时自动产生的过孔的内、外径，均分为最小、最大和首选值，其中首选值是最重要的，下同。

4、走线线宽（Routing标签的Width Constraint）

它规定了手工和自动布线时走线的宽度。整个板范围的首选项一般取0.2-0.6mm，另添加一些网络或网络组（Net Class）的线宽设置，如地线、+5 伏电源线、交流电源输入线、功率输出线和电源组等。网络组可以事先在Design-Netlist Manager中定义好，地线一般可选1mm 宽度，各种电源线一般可选0.5-1mm 宽度，印板上线宽和电流的关系大约是每毫米线宽允许通过1安培的电流，具体可参看有关资料。当线径首选值太大使得SMD 焊盘在自动布线无法走通时，它会在进入到SMD 焊盘处自动缩小成最小宽度和焊盘的宽度之间的一段走线，其中Board 为对整个板的线宽约束，它的优先级最低，即布线时首先满足网络和网络组等的线宽约束条件。

   5、敷铜连接形状的设置（Manufacturing标签的Polygon Connect Style）

建议用Relief Connect 方式导线宽度Conductor Width 取0.3-0.5mm 4 根导线45 或90 度。

其余各项一般可用它原先的缺省值，而象布线的拓朴结构、电源层的间距和连接形状匹配的网络长度等项可根据需要设置。

选Tools-Preferences，其中Options 栏的Interactive Routing 处选Push Obstacle （遇到不同网络的走线时推挤其它的走线，Ignore Obstacle为穿过，Avoid Obstacle 为拦断）模式并选中Automatically Remove （自动删除多余的走线）。Defaults 栏的Track 和Via 等也可改一下，一般不必去动它们。

在不希望有走线的区域内放置FILL 填充层，如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线层，要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL。

   布线规则设置也是印刷电路版设计的关键之一，需要丰富的实践经验。

八、自动布线和手工调整

1、点击菜单命令Auto Route/Setup 对自动布线功能进行设置

选中除了Add Testpoints 以外的所有项，特别是选中其中的Lock All Pre-Route 选项，Routing Grid 可选1mil 等。自动布线开始前PROTEL 会给你一个推荐值可不去理它或改为它的推荐值，此值越小板越容易100%布通，但布线难度和所花时间越大。

2、点击菜单命令Auto Route/All 开始自动布线

假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次（千万不要用撤消全部布线功能，它会删除所有的预布线和自由焊盘、过孔）后调整一下布局或布线规则，再重新布线。完成后做一次DRC，有错则改正。布局和布线过程中，若发现原理图有错则应及时更新原理图和网络表，手工更改网络表（同第一步），并重装网络表后再布。

3、对布线进行手工初步调整

   需加粗的地线、电源线、功率输出线等加粗，某几根绕得太多的线重布一下，消除部分不必要的过孔，再次用VIEW3D 功能察看实际效果。手工调整中可选Tools-Density Map 查看布线密度，红色为最密，黄色次之，绿色为较松，看完后可按键盘上的End 键刷新屏幕。红色部分一般应将走线调整得松一些，直到变成黄色或绿色。

九、切换到单层显示模式下（点击菜单命令Tools/Preferences，选中对话框中Display栏的Single Layer Mode）

将每个布线层的线拉整齐和美观。手工调整时应经常做DRC，因为有时候有些线会断开而你可能会从它断开处中间走上好几根线，快完成时可将每个布线层单独打印出来，以方便改线时参考，其间也要经常用3D显示和密度图功能查看。

最后取消单层显示模式，存盘。

十、如果器件需要重新标注可点击菜单命令Tools/Re-Annotate 并选择好方向后，按OK钮。

并回原理图中选Tools-Back Annotate 并选择好新生成的那个*.WAS 文件后，按OK 钮。原理图中有些标号应重新拖放以求美观，全部调完并DRC 通过后，拖放所有丝印层的字符到合适位置。

注意字符尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面。对于过大的字符可适当缩小，DrillDrawing 层可按需放上一些坐标（Place-Coordinate）和尺寸（（Place-Dimension）。

最后再放上印板名称、设计版本号、公司名称、文件首次加工日期、印板文件名、文件加工编号等信息（请参见第五步图中所示）。并可用第三方提供的程序来加上图形和中文注释如BMP2PCB.EXE 和宏势公司ROTEL99 和PROTEL99SE 专用PCB 汉字输入程序包中的FONT.EXE 等。

十一、对所有过孔和焊盘补泪滴

补泪滴可增加它们的牢度，但会使板上的线变得较难看。顺序按下键盘的S 和A 键（全选），再选择Tools-Teardrops，选中General 栏的前三个，并选Add 和Track 模式，如果你不需要把最终文件转为PROTEL 的DOS 版格式文件的话也可用其它模式，后按OK 钮。完成后顺序按下键盘的X 和A 键（全部不选中）。对于贴片和单面板一定要加。

十二、放置覆铜区

将设计规则里的安全间距暂时改为0.5-1mm 并清除错误标记，选Place-Polygon Plane 在各布线层放置地线网络的覆铜（尽量用八角形，而不是用圆弧来包裹焊盘。最终要转成DOS 格式文件的话，一定要选择用八角形）。下图即为一个在顶层放置覆铜的设置举例：

设置完成后，再按OK 扭，画出需覆铜区域的边框，最后一条边可不画，直接按鼠标右键就可开始覆铜。它缺省认为你的起点和终点之间始终用一条直线相连，电路频率较高时可选Grid Size 比Track Width 大，覆出网格线。

相应放置其余几个布线层的覆铜，观察某一层上较大面积没有覆铜的地方，在其它层有覆铜处放一个过孔，双击覆铜区域内任一点并选择一个覆铜后，直接点OK，再点Yes 便可更新这个覆铜。几个覆铜多次反复几次直到每个覆铜层都较满为止。将设计规则里的安全间距改回原值。

十三、最后再做一次DRC

选择其中Clearance Constraints Max/Min Width Constraints Short Circuit Constraints 和Un-Routed Nets Constraints 这几项，按Run DRC 钮，有错则改正。全部正确后存盘。

十四、对于支持PROTEL99SE 格式（PCB4.0）加工的厂家可在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件；对于支持PROTEL99 格式（PCB3.0）加工的厂家，可将文件另存为PCB 3.0 二进制文件，做DRC。通过后不存盘退出。在观看文档目录情况下，将这个文件导出为一个*.PCB 文件。由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 画的板子，所以以下这几步是产生一个DOS 版PCB 文件必不可少的：

1、将所有机械层内容改到机械层1，在观看文档目录情况下，将网络表导出为*.NET 文件，在打开本PCB 文件观看的情况下，将PCB 导出为PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件。

2 、用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开PCB 文件，选择文件菜单中的另存为，并选择Autotrax 格式存成一个DOS 下可打开的文件。

3、用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文件。个别字符串可能要重新拖放或调整大小。上下放的全部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y大小互换的情况，一个一个调整它们。大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互换，只能自动调整一半后，手工一个一个改，请随时存盘，这个过程中很容易产生人为错误。PROTEL DOS 版可是没有UNDO 功能的。假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧来包裹焊盘，那么现在所有的网络基本上都已相连了，手工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的，所以前面推荐大家一定要用八角形来包裹焊盘。这些都完成后，用前面导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup ，各项值应比WINDOWS 版下小一些，有错则改正，直到DRC 全部通过为止。

也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家选File-CAM Manager 按Next>钮出来六个选项，Bom 为元器件清单表，DRC 为设计规则检查报告，Gerber 为光绘文件，NC Drill 为钻孔文件，Pick Place 为自动拾放文件，Test Points 为测试点报告。选择Gerber 后按提示一步步往下做。其中有些与生产工艺能力有关的参数需印板生产厂家提供。直到按下Finish 为止。在生成的Gerber Output 1 上按鼠标右键，选Insert NC Drill 加入钻孔文件，再按鼠标右键选Generate CAM Files 生成真正的输出文件，光绘文件可导出后用CAM350 打开并校验。注意电源层是负片输出的。

十五、发Email 或拷盘给加工厂家，注明板材料和厚度（做一般板子时，厚度为1.6mm，特大型板可用2mm，射频用微带板等一般在0.8-1mm 左右，并应该给出板子的介电常数等指标）、数量、加工时需特别注意之处等。Email发出后两小时内打电话给厂家确认收到与否。

十六、产生BOM 文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式。

十七、将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分（即先把其它不相关的部分选中后删除），导出为公制尺寸的AutoCAD R14 的DWG 格式文件给机械设计人员。

二十一、整理和打印各种文档。如元器件清单、器件装配图（并应注上打印比例）、安装和接线说明等。

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用PROTEL99SE 布线的基本流程

                                  用PROTEL99SE 布线的基本流程
01 得到正确的原理图和网络表手工更改网络表将一些元
   件的固定用脚等原理图上没有的焊盘定义到与它相通的网
   络上没任何物理连接的可定义到地或保护地等

02 画出自己定义的非标准器件的封装库

03 画上禁止布线层含中间的镂空等在需要放置固定孔的
   地方放上适当大小的焊盘对于3mm的螺丝可用
   6.5~8mm的外径和3.2~3.5mm 内径的焊盘对于标准板可
   从其它板或PCB Wizard 中调入

04 打开所有要用到的PCB 库文件后调入网络表文件

05 元件手工布局应当从机械结构散热电磁干扰将来
   布线的方便性等方面综合考虑先布置与机械尺寸有关的
   器件并锁定这些器件然后是大的占位置的器件和电路的
   核心元件再是外围的小元件对于同一个器件用多种封
   装形式的可以把这个器件的封装改为第二种封装形式并
   放好后对这个器件用撤消元件组功能然后再调入一次网
   络表并放好新调入的这个器件有更多种封装形式时依此
   类推放好后用VIEW3D 功能察看一下实际效果存盘

06 根据情况再作适当调整然后将全部器件锁定假如板上
   空间允许则可在板上放上一些类似于实验板的布线区
   对于大板子应在中间多加固定螺丝孔板上有重的器件或
   较大的接插件等受力器件边上也应加固定螺丝孔有需要
   的话可在适当位置放上一些测试用焊盘最好在原理图
   中就加上将过小的焊盘过孔改大将所有固定螺丝孔
   焊盘的网络定义到地或保护地等

07 制订详细的布线规则象使用层面各组线宽过孔间
   距布线的拓朴结构等在不希望有走线的区域内放置
   FILL 填充层如散热器和卧放的两脚晶振下方所在布线
   层要上锡的在Top 或Bottom Solder 相应处放FILL

08 对部分重要线路进行手工预布线如晶振PLL 小信号模
   拟电路等预布线完成后存盘

09 对自动布线功能进行设置请选中其中的Lock All Pre-
   Route 功能然后开始自动布线

10 假如不能完全布通则可手工继续完成或UNDO 一次千
   万不要用撤消全部布线功能它会删除所有的预布线和自
   由焊盘过孔后调整一下布局或布线规则再重新布线
   完成后做一次DRC 有错则改正布局和布线过程中若发
   现原理图有错则应及时更新原理图和网络表手工更改网
   络表同第一步并重装网络表后再布

11 对布线进行手工初步调整需加粗的地线电源线功率
   输出线等加粗某几根绕得太多的线重布一下消除部分
   不必要的过孔再次用VIEW3D 功能察看实际效果

12 切换到单层显示模式下将每个布线层的线拉整齐和美观
   手工调整时应经常做DRC 因为有时候有些线会断开快
   完成时可将每个布线层单独打印出来以方便改线存盘

13 全部调完并DRC 通过后拖放所有丝印层的字符到合适位
   置注意尽量不要放在元件下面或过孔焊盘上面对于
   过大的字符可适当缩小最后再放上印板名称设计版本
   号公司名称文件首次加工日期印板文件名文件加
   工编号等信息并可用第三方提供的程序加上中文注释

14 对所有过孔和焊盘补泪滴对于贴片和单面板一定要加

15 将安全间距暂时改为0.5~1mm 在各布线层放置地线网络
   的覆铜尽量用八角形而不是用圆弧来包裹焊盘最终要
   转成DOS 格式文件的话一定要选择用八角形

16 最后再做一次DRC 有错则改正全部正确后存盘

17 对于支持PROTEL99SE 格式PCB4.0 加工的厂家可在
   观看文档目录情况下将这个文件导出为一个*.PCB 文件对
   于支持PROTEL99 格式PCB3.0 加工的厂家可将文件
   另存为PCB 3.0 二进制文件做DRC 通过后不存盘退出
   在观看文档目录情况下将这个文件导出为一个*.PCB 文件
   由于目前很大一部分厂家只能做DOS 下的PROTEL
   AUTOTRAX 画的板子所以以下这几步是产生一个DOS
   版PCB 文件必不可少的
     1 在观看文档目录情况下将网络表导出为*.NET 文
     件在打开本PCB 文件观看的情况下将PCB 导出为
     PROTEL PCB 2.8 ASCII FILE 格式的*.PCB 文件
     2 调用PROTEL FOR WINDOWS PCB 2.8 打开这个
     PCB 文件选择文件菜单中的另存为菜单并选择Autotrax
     格式存成一个DOS 下可打开的文件
     3 用DOS 下的PROTEL AUTOTRAX 打开这个文
   件个别字符串可能要重新拖放或调整大小上下放的全
   部两脚贴片元件可能会产生焊盘X-Y 大小互换的情况一
   个一个调整它们大的四列贴片IC 也会全部焊盘X-Y 互
   换只能自动调整一半后手工一个一个改请随时存盘
   这个过程中很容易产生人为错误PROTEL DOS 版可是没
   有UNDO 功能的假如你先前布了覆铜并选择了用圆弧
   来包裹焊盘那么现在所有的网络基本上都已相连了手
   工一个一个删除和修改这些圆弧是非常累的所以前面推
   荐大家一定要用八角形来包裹焊盘这些都完成后用前面
   导出的网络表作DRC Route 中的Separation Setup 各项值
   应比WINDOWS 版下小一些有错则改正直到DRC 全部
   通过为止
   也可直接生成GERBER 和钻孔文件交给厂家

18 发Email 或拷盘给加工厂家注明板材料和厚度数量加
   工时需特别注意之处等Email 发出后两小时内打电话给厂
   家确认收到与否没收到重发直至收到

19 产生BOM文件并导出后编辑成符合公司内部规定的格式

20 将边框螺丝孔接插件等与机箱机械加工有关的部分导
   出为R14 的DWG 格式文件给机械设计人员

21 整理和打印各种文档

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蛇形走线有什么作用

                                    蛇形走线有什么作用?
    本人和同行讨论也参考了一些资料，蛇形走线作用大致如下：希望大家补充纠正。

   PCB上的任何一条走线在通过高频信号的情况下都会对该信号造成时延时，蛇形走线的主要作用是补偿“同一组相关”信号线中延时较小的部分，这些部分通常是没有或比其它信号少通过另外的逻辑处理；最典型的就是时钟线，通常它不需经过任何其它逻辑处理，因而其延时会小于其它相关信号。

   高速数字PCB板的等线长是为了使各信号的延迟差保持在一个范围内,保证系统在同一周期内读取的数据的有效性(延迟差超过一个时钟周期时会错读下一周期的数据),一般要求延迟差不超过1/4时钟周期,单位长度的线延迟差也是固定的,延迟跟线宽,线长,铜厚,板层结构有关,但线过长会增大分布电容和分布电感,使信号质量,所以时钟IC引脚一般都接RC端接,但蛇形走线并非起电感的作用,相反的,电感会使信号中的上升元中的高次谐波相移,造成信号质量恶化,所以要求蛇形线间距最少是线宽的两倍,信号的上升时间越小就越易受分布电容和分布电感的影响.

     因为应用场合不同具不同的作用,如果蛇形走线在电脑板中出现，其主要起到一个滤波电感的作用，提高电路的抗干扰能力，电脑主机板中的蛇形走线，主要用在一些时钟信号中，如PCIClk,AGPClk，它的作用有两点：1、阻抗匹配 2、滤波电感。对一些重要信号，如INTEL HUB架构中的HUBLink,一共13根，跑233MHz，要求必须严格等长，以消除时滞造成的隐患，绕线是唯一的解决办法。一般来讲，蛇形走线的线距>=2倍的线宽。PCI板上的蛇行线就是为了适应PCI 33MHzClock的线长要求。若在一般普通PCB板中，是一个分布参数的 LC 滤波器，还可作为收音机天线的电感线圈，短而窄的蛇形走线可做保险丝等等.

补充一：

   采用蛇行线的确有助于提高主板、显卡的稳定性，有助于消除长直布线在电流通过时产生的电感现象，减轻线与线之间的串扰问题，这一点在高频率时表现得尤为明显。当然你也能够通过减小布线的密度达到相同的效果。

   有条件的朋友可以观察一下手边的主板。CPU插座-->北桥芯片、北桥-->AGP插槽、频率发生器背面、内存DIMM槽附近，这些是集中使用蛇行线的地方。究其原因，还是这些都是工作在高频，并且还需要稳定的电流信号。

   在PROTEL中一般先大致手工画好线，然后把要设置的所有线为一个CLASS，选Tools/Equalize net lengths。

补充二：

   减轻线与线的串扰最主要的就是增加线间距，而和绕蛇行无关，蛇行线反而会带入导线自身的串扰问题，计算机主版个部分信号对时序要求非常严格，所以必须对每种信号进行长度匹配，以满足足够的建立和保持时间，走蛇行线仅仅是和时序设计相关，和高频信号完整性无关。我看过的国外多本信号完整性著作，还有芯片组厂商的Guildline,均没有要求设计者采用蛇行线走法，当然会有走线长度要求，但这只是符合时序规范要求。

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封装小知识

                                        封装小知识
一、封装类型

（一）插入式(Through Hole)

1、相线两侧垂直引出
1.1 陶瓷双列
1.2 陶瓷熔封双列
1.3 塑料双列
1.4 金属双列
1.5 塑料缩小型双列
1.6 塑料缩体型双列

2、引线两面平伸引出
2.1 陶瓷扁平
2.2 陶瓷熔封扁平
2.3 塑料扁平
2.4 金属扁平

3、引线底面垂直引出
3.1塑料单列
3.2塑料“Z”形引线
3.3金属四列
3.4金属圆形
3.5金属菱形
3.6金属四边引线圆形
3.7陶瓷针栅阵形
3.8塑料针栅阵形

4 、引线单面垂直引出
4.1金属引线单面引出扁平
4.2 塑料弯引线单列

(二）表面安装式(Surface Mount)

1、引线侧面翼形引出
1.1 塑料小外形
1.2 塑料翼形引线片式载体
1.3 陶瓷翼形引线片式载体

2、引线侧面“J”形引出
2.1塑料小外形
2.2塑料“J”形引线片式载体
2.3陶瓷“J”形引线片式载体
2.4塑料反“J”形引线片式载体
2.5陶瓷反“J”形引线片式载体

3、引线四面平伸引出
3.1塑料四面引线扁平
3.2陶瓷四面引线扁平

4、陶瓷无引线片式载体

三）直接粘结式(Direct Bonding)

1、倒装芯片封装
2、芯片板式封装
3、载带自动封装

二、封装名称

国家现有集成电路封装名称及其代表字母

1、陶瓷扁平封装               F型；
2、陶瓷熔封扁平封装           H型；
3、陶瓷双列封装               D型；
4、陶瓷熔封双列封装           J型；
5、塑料双列封装               P型；
6、金属圆形封装               T型；
7、金属菱形封装               K型；
8、塑料小外形封装             O型；
9、塑料片式载体封装           E型；
10、塑料四面引线扁平封装      N型；
11、陶瓷片式载体封装          C型；
12、陶瓷针栅阵形封装          G型；
13、陶瓷四面引线扁平封装      Q型；
14、陶瓷玻璃扁平封装          W型；
15、金属双列封装              M型；
16、金属四列封装              Ms型；
17、金属扁平封装              Mb型；
18、金属四边引线圆形封装      Ts型；
19、单列敷形涂覆封装          Ft型；
20、双列灌注封装              Gf型；

注：(1)第14项陶瓷玻璃扁平封装未列入国家标准；
    (2)第15~20项封装仅用于混合集成电路和膜集成电路。

三、封装代号

    封装代号由四个或五个部分组成。

    第一部分为字母，表示封装材料及结构形式，即上述封装名称；
     第二部分为阿拉伯数字，表示引出端数（引线数小于10，应在个位前加0）；
     第三部分用字母或数字组成，表示同类产品封装主要尺寸或形状的差异；
     第四部分用数字组成，表示次要尺寸差异；
     第五部分用字母组成，表示结构上的差异。

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典型的焊盘直径和最大导线宽度的关系

                             典型的焊盘直径和最大导线宽度的关系
１。典型的焊盘直径和最大导线宽度的关系

焊盘直径(英寸／Mil／毫米) 最大导线宽度(英寸／Mil／毫米）

0．040／ 40  ／1.015           0．015／ 15  ／0.38
0．050／ 50  ／1.27            0．020／ 20  ／0.5
0．062／ 62  ／1.57            0．025／ 25  ／0.63
0．075／ 75  ／1.9             0．025／ 25  ／0.63
0．086／ 86  ／2.18            0．040／ 40  ／1.01
0．100／100／2.54              0．040／ 40  ／1.01
0．125／125／3.17              0．050／ 50  ／1.27
0．150／150／3.81              0．075／ 75  ／1.9
0．175／175／4.44              0．100／100／2.54

设计检查

  下述检查表包括有关设计周期的各个方面，对于特殊的：应用还应增加另外一些项目。

a通用项目
    1)电路分析了没有?为了平滑信号电路划分成基本单元没有?
    2)电路允许采用短的或隔离开的关键引线吗?
    3)必须屏蔽的地方，有效地屏蔽了吗?
    4)充分利用了基本网格图形没有?
    5)印制板的尺寸是否为最佳尺寸?
    6)是否尽可能使用选择的导线宽度和间距?
    7)是否采用了优选的焊盘尺寸和孔的尺寸?
    8)照相底版和简图是否合适?
    9)使用的跨接线是否最少?跨接线要穿过元件和附件吗?
    l0)装配后字母看得见吗?其尺寸和型号正确吗?
    11)为了防止起泡，大面积的铜箔开窗口了没有?
    12)有工具定位孔吗?

电气特性
1)是否分析了导线电阻、电感、电容的影响?尤其是对关键的压降相接地的影析了吗?
    2)导线附件的间距和形状是否符合绝缘要求?
    3)在关键之处是否控制和规定了绝缘电阻值?
    4)是否充分识别了极性?
    5)从几何学的角度衡量了导线间距对泄漏电阻、电压的影向吗？
    6)改变表面涂覆层的介质经过鉴定了吗?

物理特性
    1)所有焊盘及其位置是否适合总装?
    2)装配好的印制板是否能满足冲击和振功条件?
    3)规定的标准元件的间距是多大?
    4)安装不牢固的元件或较重的部件固定好了吗?
  5)发热元件散热冷却正确吗?或者与印制板和其它热敏元件隔离了吗?
  6)分压器和其它多引线元件定位正确吗?
  7)元件安排和定向便于检查吗?
  8)是否消除了印制板上和整个印制板组装件上的所有可能产生的干扰?
  9)定位孔的尺寸是否正确?
  10)公差是否完全及合理？
  11)控制和签定过所有涂覆层的物理特性没有?
  12)孔和引线直径比是否公能接受的范围内?

机械设计因素

虽然印制板采取机械方法支撑元件，但它不能作为整个设备的结构件来使用。在印制版的边沿部分，至少每隔5英寸进行一定的文撑。
选择和设计印制板必须考虑的因素如下；
  1)印制板的结构－－尺寸和形状。
  2)需要的机械附件和插头(座)的类型。
  3)电路与其它电路及环境条件的适应性。
  4)根据一些因素，例如受热和灰尘来考虑垂直或水平安装印制板。
  5)需要特别注意的一些环境因素，例如散热、通风、冲击、振动、湿度．灰尘、盐雾以及辐射线。
    6)支撑的程度。
    7)保持和固定。
    8)容易取下来。

印制板的安装要求

   至少应该在印制板三个边沿边缘1英寸的范围内支撑。根据实践经验，厚度为0．031----0．062英寸的印制板支撑点的间距至少应为4英寸；厚度大于0．093英寸的印制板，其支撑点的间距至少应为5英寸。采取这一措施可提高印制板的刚性，并破坏印制板可能出现的谐振。

   某种印制板通常要在考虑下列因素之后，才能决定它们所采用的安装技术．
    1)印制板的尺寸和形状。
    2)输入、输出端接数。
    3)可以利用的设备空间。
    4)所希望的装卸方便性．
    5)安装附件的类型．
    6)要求的散热性。
    7)要求的可屏蔽性。
    8)电路的类型及与其它电路的相互关系。

印制板的拨出要求
    1)不需要安装元件的印制板面积。
    2)插拔工具对两印制板间安装距离的影响。
    3)在印制板设计中要专门准备安装孔和槽。
    4)插拨工具要放在设备中使用时，尤其是要考虑它的尺寸。
  5)需要一个插拔装置，通常用铆钉把它永久性地固定在印制板组装件上。
  6)在印制板的安装机架中，要求特殊设计如负载轴承凸缘。
  7)所用插拔工具与印制板的尺寸、形状和厚度的适应性。
  8)使用插拔工具所涉及的成本，既包括工具的价钱，也包括所增加的支出．
  9)为了紧固和使用插拔工具，而要求在一定程度上可进入设备内部。

机械方面的考虑
    对印制线路组装件有重要影响的基材特性是：吸水性、热膨张系数、耐热特性、抗挠曲强度、抗冲击强度、抗张强度、抗剪强度和硬度。所有这些特性既影响印制板结构的功能，也影响印制板结构的生产率。

   对于大多数应用场合来说，印制线路板的介质基衬是下述几种基材当中的一种：
    1)酚醛浸渍纸。
    2)丙烯酸—聚酯浸渍无规则排列的玻璃毡。
    3)环氧浸渍纸。
    4)环氧浸渍玻璃布。

   每种基材可以是阻燃的或是可燃的。上述1、 2、3是可以冲制的。    金属化孔印制板最常用的材料是环氧—玻璃布，它的尺寸稳定性适合于高密度线路使用，并且能使金属化孔中产生裂纹的情况最少发生。
环氧—玻璃布层压板的一个缺点是：在印制板的常用厚度范围内难以冲制，由于这个原因，所有的孔通常都是钻出来的，并采用仿型铣作业以形成印制板的外形。

电气考虑

在直流或低频交流场合中，绝缘基材最重要的电气特性是：绝缘电阻、抗电孤性和印制导线电阻以及击穿强度。
而在高频和微波场合中则是：介电常致、电容、耗散因素。
而在所有应用场合中，印制导线的电流负载能力都是重要的。

导  线  图  形

布线路径和定位
印制导线在规定的布线规则的制约下，应该走元件之间最短的路线。尽可能限制平
行导线之间的耦合。良好的设计，要求布线的层数最少，在相应于所要求的封装密度下
，也要求采用最宽的导线和最大的焊盘尺寸。因为圆角和平滑的内圃角可能会避免可能
产生的一些电气和机械方面的问题，所以应该避免在导线中出现尖角和急剧的拐角。

宽度和厚度

   图  所示为刚性印制板蚀刻的铜导线的载流量。对于1盎司和2盎司的导
线，考虑到蚀刻方法和铜箔厚度的正常变化以及温差，允许降低标称值的10%（以负载
电流计)；对于涂覆了保护层的印制板组装件(基材厚度小于0.032英寸，铜箔厚度超过
3盎司)则元件都降低15%；对于浸焊过的印制板则允许降低30%。

间距

必须确定导线的最小间距，以消除相邻导线之间的电压击穿或飞弧。间距是可变的，
它主要取决于下列因素：
1)相邻导线之间的峰值电压。
2)大气压力(最大工作高度)。
3)所用涂覆层。
4)电容耦合参数。
关键的阻抗元件或高频元件一般都放得很靠近，以减小关键的级延迟。变压器和电感元件应该隔离，以防止耦合；电感性的信号导线应该成直角地正交布设；由于磁场运动会产生任何电气噪声的元件应该隔离，或者进行刚性安装，以防止过分振动。

导线图形检查

1)导线是否在不牺牲功能的前提下短而直？
2)是否遵守了导线宽度的限制规定?
3)在导线间、导线和安装孔间、导线和焊盘间……必须保证的最小导线间距留出来没有?
4)是否避免了所有导线(包括元件引线)比较靠近的平行布设?
5)导线图形中是否避免了锐角(90℃或小于90℃)?
    6)所有大面积导电区域都正确地加以消除了吗?
    7)为了避免焊料桥接短路，电路图形是否按几何形状考虑排列的?
    8)有否采取降低元件负载电流的实际措施?
    9)在设计中是否进行最坏情况分析?
    10)在导电图形、焊盘、元件和板的安装孔之间所留的间距合适吗？

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新手上路认识PCB

                                    新手上路认识PCB
PCB是英文(Printed Circuie Board)印制线路板的简称。通常把在绝缘材料上，按预定设计，制成印制线路、印制元件或两者组合而成的导电图形称为印制电路。而在绝缘基材上提供元器件之间电气连接的导电图形，称为印制线路。这样就把印制电路或印制线路的成品板称为印制线路板，亦称为印制板或印制电路板。

PCB几乎我们所能见到的电子设备都离不开它，小到电子手表、计算器、通用电脑，大到计算机、通迅电子设备、航空、航天、军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，它们之间电气互连都要用到PCB。PCB它提供集成电路等各种电子元器件固定装配的机械支撑、实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘、提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。同时为自动锡焊提供阻焊图形；为元器件插装、粘装、检查、维修提供识别字符标记图形。

PCB是如何制造出来的呢？我们打开通用电脑的健盘就能看到一张软性薄膜（挠性的绝缘基材），印上有银白色（银浆）的导电图形与健位图形。因为通用丝网漏印方法得到这种图形，所以我们称这种印制PCB为单面挠性银浆印制PCB。而我们去电脑城看到的各种电脑主机板、显卡、网卡、调制解调器、声卡及家用电器上的印制电路板就不同了。它所用的基材是由纸基（常用于单面）或玻璃布基（常用于双面及多层），预浸酚醛或环氧树脂，表层一面或两面粘上覆铜箔再层压固化而成。这种PCB覆铜箔板材，我们就称它为刚性板。再制成PCB，我们就称它为刚性PCB。单面有印制线路图形我们称单面PCB（现在的单面板有一定比例按健位是使用碳油或银油丝印得到，还有碳油或银油来干孔的双面板及多层板，这些板常称它为碳油板或银油板），双面有印制线路图形，再通过孔的金属化进行双面互连形成的PCB，我们就称其为双面板。如果用一块双面作内层、二块单面作外层或二块双面作内层、二块单面作外层的PCB，通过定位系统及绝缘粘结材料交替在一起且导电图形按设计要求进行互连的PCB就成为四层、六层PCB了，也称为多层PCB。现在已有超过100层的实用PCB了呢。

PCB通常分为单面、双面、多层，但随着挠性PCB产量比的不断增加及刚挠性PCB的应用与推广，现在比较常见在说PCB时加上挠性、刚性或刚挠性再说它是几层。为进一步认识PCB，我们有必要了解一下单面、双面及多层PCB的制作工艺流程，来加深PCB制作工艺的了解。在后面给出了，刚性、软性PCB的基本工艺流程图供参考。

从PCB工艺流程图可以看出多层板工艺是从双面孔金属化工艺基础上发展起来的。它除了继承了双面工艺外，还有几个独特内容：金属化孔内层互连、钻孔与去环氧钻污、定位系统、层压、专用材料。传动多层板常按互连结构工艺的不同来分类：贯通金属化孔、分层金属化孔、多重导线金属化孔。而现在的多层板企业又以能否生产高密度互连积层多层板为技术标致，积层多层板制造工艺类似半加成法，制造方法多种多样，在通常情况下，积层板是以传动工艺生产的PCB为芯板（双面或多层）并在其一面或二面的表面上形成更高密度互连一层至四层（随技术的进步今后肯定会增加）的多层板。

高密度互连积层多层板工艺，是电子产品的"轻、薄、短、小"及多功能化发层的产物。有关资料报导，在技术指标上有些较为明确的介定：1）微导通孔（包括盲孔、埋孔）的孔径≤Φ0.1毫米；孔环≤0.25毫米；2）微导通孔的孔密度≥600孔/平方英寸；导线宽间距≤0.10毫米；4）布线密度（设通道网格为0.05英寸）超过117英寸/平方英寸。从技术指标说明实现PCB高密度化，采用微导通孔技术是一条切实可行的技术途径。所以其分类也常按照微导通孔形成工艺来分：1）光致法成孔积层多层板工艺。

2)等离子体蚀孔制造积层多层板工艺

3）射流喷砂法成孔积层多层板工艺

4）激光成孔积层多层板工艺

高密度互连积层多层板还有另外三种常用分类叫法，一是按积电层多层板的介质材料种类分：1）用感光性材料制造积层多层板、2）用非感光性材料制造积层多层板。二是按电气互连方法分类：1）电镀法的微导通孔互连的积层多层板、2）导电胶法的微导通孔互连的积层多层板。三是按"芯板"分类：1）有"芯板"结构、2）无"芯板"结构（无芯板结构是在半固化片上用特种工艺技术制造高密度互连积层多层板）。高密度互连积层多层板，是1991年日本IBM公司首次发表经几年研制的"表面薄层电路多层板"制造技术研究成果，并首先开始应用于笔记本电脑中。现在的移动电话及笔记本电脑上的应用已经很普及了。我们从PCB的分类名称叫法上进行组合，是比较容易了解到PCB的基本技术及其基本工艺过程。

就目前来说电脑城是比较直观且全开放能见到PCB及其应用的地方，我们常见的电脑板卡基本上是环氧树脂玻璃布基印制线路板（因为笔记本电脑是整机，所以较难见到高密度互连积层多层板），其中有一面是插装元件另一面为元件脚焊接面，能看出焊点很有规则，这些焊点的元件脚分立焊接面我们就叫它为焊盘。为什么其它铜导线图形不上锡呢。因为除了需要锡焊的焊盘等部分外，其余部分的表面有一层耐波峰焊的阻焊膜。其表面阻焊膜多数为绿色，有少数采用黄色、黑色、蓝色等，所以在PCB行业常把阻焊油叫成绿油。其作用是，防止波焊时产生桥接现象，提高焊接质量和节约焊料等作用。它也是印制板的永久性保护层，能起到防潮、防腐蚀、防霉和机械擦伤等作用。从外观看，表面光滑明亮的绿色阻焊膜，为菲林对板感光热固化绿油。其不但外观比较好看，便重要的是其焊盘精确度较高，从而提高了焊点的其质量可靠性。相反网印阻焊油就比较差。

我们从电脑板卡可以看出，元件的安装有三种方式。一种为传动的插入式安装工艺，将电子元件插入印制线路板的导通孔里。这样就容易看出双面印制线路板的导通孔有如下几种：一是单纯的元件插装孔；二是元件插装与双面互连导通孔；三是单纯的双面导通孔；四是基板安装与定位孔。另二种安装方式就是表面安装与芯片直接安装。其实芯片直接安装技术可以认为是表面安装技术的分支，它是将芯片直接粘在PCB上，再用线焊法或载带法、倒装法、梁式引线法等封装技术互联到PCB上。其焊接面就在元件面上。
表面安装技术有如下优点：

1） 由于印制板大量消除了大导通孔或埋孔互联技术，提高了印制板上的布线密度，减少了印制板面积（一般为插入式安装的三分阶之一），同时还可降低印制板的设计层数与成本。
2） 减轻了重量，提高了抗震性能，采用了胶状焊料及新的焊接技术，提高了产品质量和可靠性。
3） 由于布线密度提高和引线长度缩短，减少了寄生电容和寄生电感，更有利于提高PCB的电参数。
4） 比插装式安装更容易实现自动化，提高安装速度与劳动生产率，相应降低了组装成本。

从以上的表面装联技术就可以看出，PCB技术的提高是隋芯片的封装技术与表面安装技术的提高而提高。现在我们看到的电脑板卡其表面安装率都不断地在上升。实际上这样的PCB再用传动的网印线路图形是无法满足技术要求的了。所以普通高精确度PCB，其线路图形及阻焊图形基本上采用感光线路与感光绿油制作工艺。也许过不多久人们该把印制线路板叫作感光线路板了。

   现在我们再来看成组芯片直接安装技术，多芯片模块（MCM）技术，它是"将多块未封装的集成电路芯片高密度安装在同一基板上构成一个完整的部件"的新思路，即现在人们普遍称之的多芯片模块，简称MCM是(Multi Chip Module的缩写)。随着MCM的兴起，使封装的概念发生了本质的变化，在８０年代以前，所有的封装都是面向器件的，而MCM可以说是面向部件的或者说是面向系统或整机的。MCM技术集先进印刷线路板技术、先进混合集成电路技术、先进表面安装技术、半导体集成电路技术于一体，是典型的垂直集成技术，对半导体器件来说，它是典型的柔性封装技术，是一种电路的集成。MCM的出现使电子系统实现小型化、模块化、低功耗、高可靠性提供了更有效的技术保障。

其中 MCM-D型（Mulit Chip Module－Deposited Thin Film）是采用薄膜技术将金属材料淀积到陶瓷或硅、铝基板上，光刻出信号线、电源线地线、并依次做成多层基板多达几十层。主要用在500Mhz以上的高性能产品中，线宽和间距可做到10-25μｍ，孔径在1050μｍ，因而，具有组装密度高，信号通道短，寄生效应小，噪声低等优点，可明显地改善系统的高频性能。

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新手上路认识PCB<二>

                                     新手上路认识PCB<二>
表面安装技术有如下优点：