PCB板設計規(guī)范培訓教學課件

1、PCB板設計規(guī)范簡介歷史沿革PCB的分類各種PCB特點介紹1一 簡介 PCB（printed circuit board），即印制電路板是在絕緣基材上，按預定設計，制成印制線路，印制元件或由兩者組合而成的導電圖形后制成的板。它作為元器件的支撐，并且提供系統(tǒng)電路工作所需要的電氣連接，是實現(xiàn)電子產(chǎn)品小型化、輕量化、裝配機械化和自動化的重要基礎部件，在電子工業(yè)中有廣泛應用。本講義主要介紹手機PCB的應用特點。2歷史沿革 PCB誕生于上世紀四、五十年代,發(fā)展于上世紀八、九十年代。伴隨半導體技術和計算機技術的進步，印刷電路板向著高密度,細導線,更多層數(shù)的方向發(fā)展，其設計技術也從最初的手工繪制發(fā)展到計算機

2、輔助設計（CAD)和電子設計自動化（EDA).3分類按所用基材的機械特性?？梢苑譃閯傂噪娐钒?Rigid PCB） 、柔性電路板（Flex PCB）以及剛性柔性結合的電路板(FlexRigid PCB)按導體圖形的層數(shù)可分為單面/雙面和多層印制板。手機中的電路板多為高密度互連多層電路板（high density integrated board)。4二 PCB的設計 印制板的設計決定印制板的固有特性，在一定程度上也決定了印制板的制造、安裝和維修的難易程度，同時也影響印制板的可靠性和成本。所以在設計時應遵循以下基本原則，綜合考慮各項要素，才能取得較好的設計效果。 5PCB設計的原則電氣連接的準確

3、性電路板的可測試性可靠性和環(huán)境適應性工藝性(可制造性)經(jīng)濟性等6PCB設計流程元器件封裝PCB外形設計器件布局布線設計 規(guī)則檢查7 元件名稱 封裝形式名稱電阻 RES2（1、3、4） AXIAL0.3 AXIAL0.4可變電阻 POT2（1） VR5(1、2、3、4)普通電容 CAP RAD0.2 RAD0.3電解電容 ELECTRO1 RB.2/.4 RB.3/.6 RB.4/.8 電容器 CAPACITOR RAD0.2 RAD0.3二極管 DIODE0.4 穩(wěn)壓二極 ZENER1（2、3） DIODE0.4發(fā)光二極管 LED DIODE0.4三極管 NPN（PNP） TO-92A（單面板

4、）TO-92B（雙面板）電感 INDUCTOR1 可變電感 INDUCTOR4 AXIAL0.3放大器 OPAMP 雙列直插IC座 DIP8，14，16晶振 CRYSTAL XTAL1穩(wěn)壓塊 VOLTREG TO-220H接口 CON2，3，4 SIP2，3，4按鈕 SW-PB 電源 POWER4開關 SW SPST AXIAL0.4 SW SPDT SW DPDT 接收二極管 PHOTO 三腳插座 LAMP NEON 三 常用元件及封裝形式8常用元件封裝形式實物圖 （見PDF文件）9101112 表面粘貼式元件封裝：現(xiàn)在，越來越多的元件采用此類封裝。這類元件在焊接時元件與其焊盤在同一層。故在

5、其焊盤屬性對話框中，Layer屬性必須為單一板層（如Top layer 或Bottom layer）。（a）AXIAL0.4 (b)DIODE0.4 ( c)RAD0.4 (d) FUSE （電阻類） （二極管類） （無極性電容類） （保險管）(e)XATAL1（晶振類）(f)VR5（電位器類）(g) SIP8（單列直插類）(h) RB.2/.4（極性電容類）(i)DB9/M（D型連接器） (j) TO-92B（小功率三極管） 1. 元件封裝的分類13 (k) LCC16（貼片元件類） (l) DIP16（雙列直插類） (m)TO-220（三極管類）圖8.1 常見元件封裝2. 元件封裝的編號

6、元件封裝的編號規(guī)則一般為元件類型+焊盤距離（或焊盤數(shù)）+元件外形尺寸。根據(jù)元件封裝編號可區(qū)別元件封裝的規(guī)格。如AXIAL0.6表示該元件封裝為軸狀，兩個管腳焊盤的間距為0.6英寸（600mil）；RB.3/.6表示極性電容類元件封裝，兩個管腳焊盤的間距為0.3英寸（300mil），元件直徑為0.6英寸(600mil)；DIP14表示雙列直插式元件的封裝，兩列共14個引腳。14 四 印制板設計過程 印制電路板（PCB）設計也稱印制板排版設計，通常包括以下過程： （1）確定印制板的外形及結構： 印制板對外連接一般包括電源線、地線、板外元器件的引線，板與板之間連接線等，繪圖時應大致確定其位置和排列順

7、序。若采用接插件引出時，要確定接插件位置和方向。圖41是溫度控制器電路板的板外連接圖，圖42是計算機上一種插卡外形尺寸草圖。15 圖41 溫度控制器電路板的板外連接草圖 圖42 外形尺寸草圖示例16（1）印制板外形尺寸確定：根據(jù)產(chǎn)品的結構要求，考慮對原材料的有效利用，應選取合適的尺寸，不應選用過大也不應選用過小。選材過大，元件排列稀疏，浪費材料；選材過，元件密集度又高，元件引線，外殼又易相碰，給安裝、調(diào)試、維修帶來不方便。（2）印制板外形尺寸受各種因素制約，在設計時注意考慮以下因素： 1）形狀：優(yōu)先考慮矩形。 2）安裝、定位：考慮印制板的安裝、固定孔位，安裝某些特殊元器件或插接定位用的孔、糟等

8、幾何形狀的位置和尺寸，印制板與機殼或其他結構件連接的螺孔位置及孔徑應明確標出。17 3）類型：建議優(yōu)先采用雙面印制板布線，若電路比較簡單可采用單面板，若電路非常復雜可采多層印制板布線。 4）方便：對電路中的可調(diào)節(jié)元件要置于有利于調(diào)節(jié)位置。 5）把要放置到本印制板上的所有元件在印制板的區(qū)域上排列起來，確定印刷線路板的面積和元件的大致位置，位于邊緣的元件，應離印刷線路板邊至少應大于2mm。18布局就是將電路元器件放在印制板布線區(qū)內(nèi)，布局是否合理不僅影響后面的布線工作，而且對整個電路板的性能也有重要作用。元器件排列：元器件在印制板上的排列時盡可能按元器件軸線方向排列，元器件以臥式安裝為主，并與板的四

9、邊垂直或平行，這樣排列元件版面美觀、整齊、規(guī)范，對安裝調(diào)試及維修均較方便。元器件安裝尺寸：設計PCB時，元器件的間距通常采用0.1英寸即2.54mm為一個間距單位，設計PCB時盡可能采用這個單位，既有利與Protel 繪圖，又有利于使安裝規(guī)范，便于PCB加工和檢測。（2）元件布局：19布局原則：元件排列對電子設備的性能影響很大，不同電路在排列元件時有不同的要求。因此，在動手安裝前，首先要分析電路原理圖，了解電路元件的特性。排列元器件時應考慮下列因素。 1）排列順序：先大后小，先放置面積較大的元器件；先集成后分立，放置集成電路后，再在其周圍放置其它分立器件；先主后次，先放置主電路器件，之后放置次

10、電路，先放置核心器件，再放置其它附屬器件。 2）信號流向原則：按信號流向排列，一般從輸入級開始，到輸出級終止，避免輸入輸出部分交叉；將高頻和低頻部分電路分開來布置。3）就近原則：當印制板上對外連接確定后，相關電路部分應就近安放，避免走遠路，繞彎子，尤其忌諱交叉穿插。每個單元電路，應以核心器件為中心，圍繞它進行布局。204）美觀原則：在保證電路功能和性能指標的前提下，元件排列應均勻、整齊、緊湊、疏密得當。單元電路之間的引線應盡可能短，引出線數(shù)目盡可能少。5）工藝原則：滿足工藝、檢測、維修方面的要求，既要考慮元器件排列順序、方向、引線間距，又要考慮到印制板檢測的需要，設置必要的調(diào)整空間和測試點。6

11、）散熱原則：發(fā)熱元器件應放在有利于散熱的位置；發(fā)熱量較大的元件，應盡可能放置在有利于散熱的位置或靠近機殼；發(fā)熱元器件不宜貼板安裝；如電源電路中發(fā)熱量大的器件，可以考慮放在機殼上；熱敏元件要遠離發(fā)熱元件。7）敏感元件要遠離干擾源；有鐵芯的電感線圈，應盡量相互垂直放置，且相互遠離以減小相互間的磁耦合；盡可能縮短高頻元件的連接線，設法減小它們的分布參數(shù)和相互間的干擾；易受干擾的元件應加屏蔽。21 8）對于比較大、重的元件，要另加支架或緊固件，不能直接焊在印刷線路板上；可調(diào)元件布置時，要考慮到調(diào)節(jié)方便；線路板需要固定的，應留有緊固件的位置，放置緊固件的位置應考慮到安裝，拆卸方便；若有引出線，最好使用接

12、線插頭。 9）某些元件或導線間有較大電位差者，應加大它們之間的距離；元件外殼之間的距離，應根據(jù)它們之間的電壓來確定，不應小于0.5mm。個別密集的地方應加套管。10）對稱式的電路，如推挽功放，橋式電路等，應注意元件的對稱性，盡可能使其分布參數(shù)一致；位于邊緣的元件，應離印刷線路板邊至少應大于2mm。22 布線原則：布線是按照原理圖線路連接要求將元器件通過印制導線連接，這是印制板設計中的關鍵步驟，具體布線要把握以下要點：1）連接正確：印制板上的印制導線與電路原理圖的連接線有很大的區(qū)別，在印制板上的所有導線不能相互交叉，若相互交叉則交叉導線是相互連接的，這是我們在布置印制導線時特別注意的問題，利用P

13、rotell繪圖軟件繪圖可以將失誤減到盡可能小的程度。2）走線要簡捷：印制導線走線要簡捷，盡可能使走線短、直、平滑，特別是高頻、高電壓電路部分。3）粗細要適當：同一類型的導線應盡可能采用相同的寬度，電源線、地線和大電流線線必須保證足夠寬度。特別是地線，在版面允許的條件下盡可能寬一些。（3）布線設計23焊盤設計：焊盤是焊接元件的地方，元件的一根引線只能對應一個焊盤，不允許一個焊盤焊接多個元件引線。焊盤之間是由印制導線連接起來的。每個焊盤中心都鉆有引線孔，孔徑要比所插入元件引線直徑略大些，但不要過大。否則，焊錫易從引線孔中流過而損壞被焊元件，或由于元件的活動容易造成虛焊。元件引線孔直徑優(yōu)先采用0.

14、5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。 （a）圓形 （b）方形 （c）矩形焊盤 圖43焊盤形狀 24 1）焊盤形狀：焊盤形狀有很多樣式（如圖33所示），圓形焊盤，焊盤與穿線孔為一同心圓，其外徑一般為23倍孔徑。焊盤不宜過小，太小則在焊接中極易脫落。至于采用何種形狀的焊盤，應根據(jù)元器件封裝和引線的形狀、大小來確定。 2）焊盤外徑：焊盤外徑的大小主要由所焊接元件的載流量和機械強度等因素所決定的，一般單面板焊盤外徑應大于引線孔1.5mm以上，雙面板大于1.0mm，高密度精密板大于0.5mm。 3）引線孔和過孔：引線孔有電氣連接和機械固定雙重作用，引線孔既不能過大，也不能過小。過大容易使焊錫從引

15、線孔流過而損壞元件，或形成氣孔造成焊接缺陷；過小則帶來安裝困難，焊錫不能潤濕金屬孔。引線孔徑應比元器件引線直徑大0.20.4mm。25過孔作用是連接不同層面之間的電氣連線。一般電路過孔直徑可取0.60.8mm，高密度板可減小到0.4mm，尺寸越小則布線密度越高，過孔的最小極限受制板廠技術設備條件的制約。4）安裝孔：安裝孔用于在印制板上固定大型元器件，或將印制板固定在機殼內(nèi)部的安裝支架上，安裝孔根據(jù)實際需要選取，優(yōu)選選擇2.2，3.0，35，4.0，4.5，5.0，6.0mm。 5）定位孔：定位孔是印制板加工和檢測定位用的。一般采用三孔定位方式，孔徑根據(jù)裝配工藝確定。26印制導線設計：印制導線的

16、寬度確定：印刷線路板上的印制導線寬度主要由印刷導線與絕緣板之間的粘附強度和流過它們的電流值決定的。印制導線寬度和間距可根據(jù)布線的實際情況進行選擇。 2728安全間距（Clearance） 進行印刷電路板設計時，為了避免導線、過孔、焊盤及元件間的距離過近而造成相互干擾，就必須在他們之間留出一定的間距，這個間距就稱為安全間距。右圖8為安全間距示意圖。安全間距29根據(jù)實際經(jīng)驗和具體電路的要求，布線時要掌握以下幾條基本原則。1）印制導線應盡可能地短，能走直線的就不要繞彎。2）走線平滑自然，間距能一致的盡量一致，避免急拐彎和尖角出現(xiàn)。3）電源線、地線布置在印制板的最邊緣，且分兩層布置。公共地線應盡可能多

17、地保留銅箔。4）首先對單元電路進行布線，之后再進行單元電路之間的布線；先對核心器件（如晶體管、集成電路為核心的單元電路）布線，再對外圍元件布線。5）將大部分導線布置在印刷電路板的底面，其余少部分導線布置在頂面。兩層面的導線應相互垂直，減小相互間的干擾，避免平行線效應。306）高頻電路地線要采用用大面積接地方法。印制板上大面積銅箔應僂空成柵狀，導線寬度超過3mm時中間留槽，以利于印制板涂覆鉛錫及波峰焊。7）避免成環(huán)，印制板上環(huán)形導線相當于單匝線圈或環(huán)形天線，使電磁感應和天線效應增強。布線時盡可能避免成環(huán)或減小環(huán)形面積。8）在印制線路板上標注元件圖形符號，極性和文字符號，以便校對，同時也便于安裝、

18、測試和檢修。應在印刷線路板的明顯位置標注電路名稱或印刷線路板的代號，以利于辨別。 313233結束語（發(fā)展趨勢）更加靈活的PCB設計和仿真工具使PCB設計更加智能化，但設計師的重要性不容取代PCB加工工藝的發(fā)展使更高密度的PCB設計成為可能材料成本和加工成本的降低將使得軟硬結合板獲得大規(guī)模應用,埋入式器件的發(fā)展將會使得板級設計與芯片級設計的界限逐漸模糊34樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。8月-228月-22Wednesday, August 3, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。16:04:3216:04:3216:048/3/2022 4:04:32 PM安全象只弓，不拉它就松，

19、要想保安全，常把弓弦繃。8月-2216:04:3216:04Aug-2203-Aug-22加強交通建設管理，確保工程建設質(zhì)量。16:04:3216:04:3216:04Wednesday, August 3, 2022安全在于心細，事故出在麻痹。8月-228月-2216:04:3216:04:32August 3, 2022踏實肯干，努力奮斗。2022年8月3日4:04 下午8月-228月-22追求至善憑技術開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務樹立形象。03 八月 20224:04:32 下午16:04:328月-22嚴格把控質(zhì)量關，讓生產(chǎn)更加有保障。八月 224:04 下午8月-2216:04A

20、ugust 3, 2022作業(yè)標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/8/3 16:04:3216:04:3203 August 2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。4:04:32 下午4:04 下午16:04:328月-22一馬當先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。8月-228月-2216:0416:04:3216:04:32Aug-22牢記安全之責，善謀安全之策，力務安全之實。2022/8/3 16:04:32Wednesday, August 3, 2022相信相信得力量。8月-222022/8/3 16:04:328月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。8月-

21、228月-22Wednesday, August 3, 2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。16:04:3216:04:3216:048/3/2022 4:04:32 PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。8月-2216:04:3216:04Aug-2203-Aug-22加強交通建設管理，確保工程建設質(zhì)量。16:04:3216:04:3216:04Wednesday, August 3, 2022安全在于心細，事故出在麻痹。8月-228月-2216:04:3216:04:32August 3, 2022踏實肯干，努力奮斗。2022年8月3日4:04 下午8月-228月-22追

22、求至善憑技術開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務樹立形象。03 八月 20224:04:32 下午16:04:328月-22嚴格把控質(zhì)量關，讓生產(chǎn)更加有保障。八月 224:04 下午8月-2216:04August 3, 2022作業(yè)標準記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/8/3 16:04:3216:04:3203 August 2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。4:04:32 下午4:04 下午16:04:328月-22一馬當先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。8月-228月-2216:0416:04:3216:04:32Aug-22牢記安全之責，善謀安全之策，力務安全之實。2022/8/3 16:04:32Wednesday, August 3, 2022相信相信得力量。8月-222022/8/3 16:04:328月-22謝謝大家！每一次的加油