pcb电路板设计毕业设计论文

大庆石油学院应用技术学院毕业论文 PCB电路板设计研究 学科专业： 应用电子专业 学 生：   指导教师：     入学日期：[2008]年[9]月    论文完成日期：[2011]年[3]月 摘要 PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要使用电路板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的成功因素是该产品的电路板的设计、文件编制的制造。 PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。那么为什么在电路板的印制和使用中会出现这样或那样的故障呢？问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 的关键就在于PCB电路板的设计环节。 电路板设计是从电路原理图变成一个具体产品的必经之路门。电路版设计的合理性与产品的生产及质量密切相关。 PCB制造行业作为电子信息行业的上游行业，近两年受消费类电子尤其是手机、PC等的拉动，国际和国内的PCB行业都进入了景气上升阶段，未来随着3G手机的应用和数字电视销量的迅猛增长，PCB行业的景气度将进一步高涨。 所以，PCB制造行业的发展前景将不可估量！ 关键词 ： PCB ； 电路板设计； 上游行业 ； 电子信息 目录 摘要    I 第1章  PCB概述    １ 1.1  PCB的发展史    １ 1.2  PCB的作用    １ 1.3  PCB的分类    ２ 第2章  PCB的构造    ５ 2.1  PCB的层次结构    ５ 2.2  PCB的部件    ５ 2.3  PCB特定名词    ７ 第3章PCB的设计    ９ 3.1  PCB的布局设计    ９ 3.1.2布局原则    ９ 3.2  PCB的布线设计    １０ 3.3  地线设计    １１ 3.4 电磁兼容性设计    １２ 3.5电源噪声设计    １３ 第4章 高速PCB设计    １６ 4.1什么是高速电路    １６ 4.2高速信号的确定    １６ 4.3什么是传输线    １７ 4.4传输线效应    １７ 4.4.1 反射信号    １７ 4.4.2 延时和时序错误    １７ 4.4.3 多次跨越逻辑电平门限错误    １７ 4.4.4 过冲与下冲    １８ 4.4.5 串扰    １８ 4.4.6 电磁辐射    １８ 4.5避免传输线效应的方法    １８ 第5章 PCB设计实例    ２０ 5.1数控直流电流源的简介    ２０ 5.2数控直流电流源的PCB制作    ２０ 5.2.1 Protel 99软件简介    ２０ 5.2.2 设计步骤    ２０ 参考文献    ２３ 致谢    ２４ 第1章  PCB概述 PCB即Printed Circuit Board 的简写，中文名称为印制电路板，又称印刷电路板、印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气连接的提供者。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。 1.1  PCB的发展史 印制电路板的发明者是奥地利人保罗·爱斯勒（Paul Eisler），他于1936年在一个收音机装置内采用了印刷电路板。1943年，美国人将该技术大量使用于军用收音机内。1948年，美国正式认可这个发明用于商业用途。自20世纪50年代中期起，印刷电路版技术才开始被广泛采用。 在印制电路板出现之前，电子元器件之间的互连都是依靠电线直接连接实现的。而现在，电路面包板只是作为有效的实验工具而存在；印刷电路板在电子工业中已经占据了绝对统治的地位。 印制电路基本概念在本世纪初已有人在专利中提出过，1947年美国航空局和美国标准局发起了印制电路首次技术讨论会，当时列出了26种不同的印制电路制造方法。并归纳为六类:涂料法、喷涂法、化学沉积法、真空蒸发法、模压法和粉压法。当时这些方法都未能实现大规模工业化生产，直到五十的年代初期，由于铜箔和层压板的粘合问题得到解决，覆铜层压板性能稳定可靠，并实现了大规模工业化生产，铜箔蚀刻法，成为印制板制造技术的主流，一直发展至今。 六十年代，孔金属化双面印制和多层印制板实现了大规模生产，七十年代收于大规模集成电路和电子计算机和迅速发展，八十年代表面安装技术和九十年代多芯片组装技术的迅速发展推动了印制板生产技术的继续进步，一批新材料、新设备、新测试仪器相继涌现。印制电路生产动手术进一步向高密度，细导线，多层，高可靠性、低成本和自动化连续生产的方向发展。 我国从五十年代中期开始了单面印制板的研制。六十年代中自力更生地开发了我国的覆箔板基材，使铜箔蚀刻法成为我国PCB生产的主导工艺。六十年代已能大批量地生产单面板，小批量生产双面金属化孔印制 ，并在少数几个单位开始研制多层板。七十年代在国内推广了图形电镀蚀刻法工艺，但由于受到各种干扰，印制电路专用材料和专用设备没有及时跟上，整个生产技术水平落后于国外先进水平。到了八十年代，由于改革、开放政策的批引，不仅引进了大量具有国外八十年代先进水平的单面、双面、多层印制板生产线，而且经过十多年消化、吸收，较快地提高了我国印制电路生产技术水平。 1.2  PCB的作用 PCB是电子工业重要的电子部件之一，几乎每种电子设备，小到电子手表，计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用的武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间电气互连，都要使用印制板。在较大型的电子产品研制过程中，最基本的成功因素是该产品的印制板的设计、文件编制的制造。PCB的设计的制造质量直接影响到整个产品的质量的成本，甚至会导致一家公司的命运。 PCB扮演的角色： PCB的功能为提供完成第一层级构装的组件与其它必须的电子电路零件接合的基地，以组成一个具特定功能的模块或成品。所以PCB在整个电子产品中，扮演了整合连结总其成所有功能的角色，也因此时常电子产品功能故障时，最先被质疑往往就是PCB。 图1-1是多层PCB板结构示意图： 图1-1 PCB具有的功能： 1、 供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。 2、 实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气接或电绝缘。提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。 3、 为自动锡焊提供阻焊图形，为元器件插装、检查、维修提供识别字符和图形。 4、 电子设备采用印制板后由于同类印制板的一致性，从而避免了人工接线的差错，并可实现电子元器件自动插装或贴装、自动锡焊、自动检测。保证了电子设备的质量，提高了劳动生产率、降低了成本，并便于维修。 PCB从单面发展到双面、多层和挠性，并仍保持各自的发展趋势。由于不断地向高精度、高密度和高可靠性方向发展，不断缩小体积，减轻成本，提高性能，使得PCB在未来电子设备的发展过程中，仍然保持强大的生命力。 1.3  PCB的分类 1、以材质分 有机材质：酚醛树脂、玻璃纤维/环氧树脂、 Polyimide、BT/Epoxy等皆属之。 无机材质：铝、Copper-invar-copper、ceramic等皆属之。主要取其散热功能。 2、以成品软硬区分 硬板 Rigid PCB                       软板 Flexible PCB 软硬板 Rigid-Flex PCB 图1-2 3、以结构分 单面板（剖面图） 在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，导线则集中在另一面上。因为导线只出现在其中一面，所以我们就称这种PCB叫作单面板（Single-sided）。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才使用这类的板子。 图1-3 b、双面板（剖面图） 这种电路板的两面都有布线。不过要用上两面的导线，必须要在两面间有适当的电路连接才行。这种电路间的「桥梁」叫做导孔（via）。导孔是在PCB上，充满或涂上金属的小洞，它可以与两面的导线相连接。因为双面板的面积比单面板大了一倍，而且因为布线可以互相交错（可以绕到另一面），它更适合用在比单面板更复杂的电路上。 继续阅读