1.3 常用工作层面、图件和电气构成

在设计电路板的过程中通常要用到许多工作层面，不同的工作层面具有不同的功能。比如顶层丝印层（Top Overlay）用来绘制元器件的外形、放置元器件的序号和注释等，顶层和底层信号层则用来放置导线，以构成一定的电气连接，多层面（MultiLayer）则用来放置焊盘和过孔等导电图件。

下面以常见的双面板为例介绍一下电路板的工作层面、图件以及电路板的电气构成等。

1.3.1 常用工作层面

双面板设计过程中常用的工作层面如图1-4所示。

在图1-4中，方框区域内复选框为选中状态的工作层面即为双面板设计中常用到的工作层面。下面以图1-5所示的双面电路板为例简单介绍一下电路板上的工作层面。

在Protel 99 SE的PCB编辑器中，按Shift+S快捷键，将电路板的显示模式切换到单层显示模式，即可逐层显示电路板的工作层面。

要点提示

利用Shift+S快捷键将电路板切换到单层显示模式时，应当将输入法设置成英文的输入方式。

（1）【Top Layer】（顶层信号层）。在双面板中，顶层信号层用来放置铜箔导线，以连接不同的元器件、焊盘和过孔等实现特定的电气功能，如图1-6所示。

（2）【Bottom Layer】（底层信号层）。底层信号层的功能与顶层信号层的功能相同，也是用来放置导线的，如图1-7所示。

实用技巧

一般情况下，顶层信号层的导线为红色，底层信号层的导线为蓝色。在电路板布线时，为了提高电路板抗干扰的能力，顶层信号层布线横线居多，而底层信号层布线竖线居多。

（3）【Mechanical Layer】（机械层）。机械层主要用来对电路板进行机械定义，包括确定电路板的物理边界、尺寸标注和对齐标志等。然而在电路板设计过程中，通常将电路板的物理边界等同于电路板的电气边界，而不对电路板的物理边界进行规划。

（4）【Top Overlay】（顶层丝印层）。顶层丝印层主要用来绘制元器件的外形和注释文字，如图1-8所示。

如果在双面板的底层还放置有元器件，则还应当激活【Bottom Overlay】（底层丝印层）。

（5）【KeepOut Layer】（禁止布线层）。禁止布线层主要用来规划电路板的电气边界，电路板上所有导电图件均不能超出该边界，否则系统在进行DRC设计校验时汇报错误。图1-9所示为一块规划好的电路板的电气边界。

（6）【Multi Layer】（多层面）。多层面主要用来放置元器件的焊盘和连接不同工作层面上的导电图件的过孔等图件，如图1-10所示。

实用技巧

单面板只有一个信号层，通常选用底层信号层。而多层板，除了增加内部电源层外，对于层数较多的多面板可能还有多个信号层。

1.3.2 认识电路板上的图件

电路板上的图件包括两大类：导电图件和非导电图件。导电图件主要包括焊盘、过孔、导线、多边形填充、矩形填充等。非导电图件主要包括介质、抗蚀剂、阻焊图形、丝印文字、图形等。下面主要介绍一下导电图件。

图1-11所示为一块电路板的PCB文件，该电路板上的导电图件主要有焊盘、过孔、导线、矩形填充等。下面分别介绍这些图件的功能。

（1）安装孔：主要用来把电路板固定到机箱上，图1-11中的安装孔是用焊盘制作的。

（2）焊盘：用于安装并焊接元器件引脚的金属化孔。

（3）过孔：用于连接顶层、底层或中间层导电图件的金属化孔。

（4）元器件：这里是指元器件封装，一般由元器件的外形和焊盘组成。

（5）导线：用于连接具有相同电气特性网络的铜箔。

（6）矩形填充：一种矩形的连接铜箔，其作用同连接导线，将具有相同电气特性的网络连接起来。

（7）接插件：属于元器件的一种，主要用于电路板之间或电路板与其他元器件之间的连接。

（8）电路板边界：是指定义在机械层和禁止布线层上的电路板的外形尺寸。制板商最后就是按照这个外形对电路板进行剪裁的，因此用户所设计的电路板上的图件不能超过该边界。

（9）多边形填充：在后续章节中，还将提到多边形填充，它主要用于地线网络的覆铜。

1.3.3 电路板的电气连接方式

电路板的电气连接方式主要有两种：板内互连和板间互连。

电路板内的电气构成主要包括两部分，电路板上具有电气特性的点（包括焊盘、过孔以及由焊盘的集合组成的元器件）和将这些点互连的连接铜箔（包括导线、矩形填充、多边形填充等）。具有电气特性的点是电路板上的实体，连接铜箔是将这些点连接到一起实现特定电气功能的手段。

总的来说，通过连接铜箔将电路板上具有相同电气特性的点连接起来就可以实现一定的电气功能，然后无数的电气功能的集合就构成了整块电路板。

以上介绍的电路板的电气连接是属于电路板内的互连，还有一种电气连接是属于电路板间的互连。板间互连主要是指多块电路板之间的电气连接，它们主要采用接插件或者接线端子进行连接。