1、PCB板設(shè)計規(guī)范,簡介 歷史沿革 PCB的分類 各種PCB特點介紹,PCB設(shè)計室,2,一 簡介,PCB（printed circuit board），即印制電路板是在絕緣基材上，按預(yù)定設(shè)計，制成印制線路，印制元件或由兩者組合而成的導(dǎo)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(chǔ)部件，在電子工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。本講義主要介紹手機PCB的應(yīng)用特點。,PCB設(shè)計室,3,歷史沿革,PCB誕生于上世紀(jì)四、五十年代,發(fā)展于上世紀(jì)八、九十年代。伴隨半導(dǎo)體技術(shù)和計算機技術(shù)的進步，印刷電路板向著高密度,細(xì)導(dǎo)線,更多層數(shù)的方向

2、發(fā)展，其設(shè)計技術(shù)也從最初的手工繪制發(fā)展到計算機輔助設(shè)計（CAD)和電子設(shè)計自動化（EDA).,PCB設(shè)計室,4,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(jié)合的電路板(FlexRigid PCB) 按導(dǎo)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)。,PCB設(shè)計室,5,二 PCB的設(shè)計,印制板的設(shè)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(shè)計時應(yīng)遵循以下

3、基本原則，綜合考慮各項要素，才能取得較好的設(shè)計效果。,PCB設(shè)計室,6,PCB設(shè)計的原則,電氣連接的準(zhǔn)確性 電路板的可測試性 可靠性和環(huán)境適應(yīng)性 工藝性(可制造性) 經(jīng)濟性等,PCB設(shè)計室,7,PCB設(shè)計流程,元器件封裝 PCB外形設(shè)計 器件布局 布線設(shè)計 規(guī)則檢查,PCB設(shè)計室,8,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

4、.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）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(guān) SW SPST AXIAL0.4 SW SPDT SW DPDT 接收二極管 PHOTO 三腳插座 LAMP NE

5、ON,三 常用元件及封裝形式,PCB設(shè)計室,9,常用元件封裝形式實物圖 （見PDF文件）,PCB設(shè)計室,10,PCB設(shè)計室,11,PCB設(shè)計室,12,PCB設(shè)計室,13,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）,1. 元件封裝的分類,PCB設(shè)計室,14,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。,PCB設(shè)計室,15,四 印制板設(shè)計過程 印制電路板（PCB）設(shè)計也稱印制板排版設(shè)計，通常包括以下過程： （1）確定印制板的外形及結(jié)構(gòu)： 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(yīng)大致

7、確定其位置和排列順序。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。,PCB設(shè)計室,16,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,PCB設(shè)計室,17,（1）印制板外形尺寸確定：根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)要求，考慮對原材料的有效利用，應(yīng)選取合適的尺寸，不應(yīng)選用過大也不應(yīng)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(shè)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

8、裝、固定孔位，安裝某些特殊元器件或插接定位用的孔、糟等幾何形狀的位置和尺寸，印制板與機殼或其他結(jié)構(gòu)件連接的螺孔位置及孔徑應(yīng)明確標(biāo)出。,PCB設(shè)計室,18,3）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(fù)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(yīng)離印刷線路板邊至少應(yīng)大于2mm。,PCB設(shè)計室,19,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

9、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(shè)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(shè)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：,PCB設(shè)計室,20,布局原則：元件排列對電子設(shè)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(yīng)考慮下列因素。 1）排列順序：先大后小，先放置面

10、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(dāng)印制板上對外連接確定后，相關(guān)電路部分應(yīng)就近安放，避免走遠(yuǎn)路，繞彎子，尤其忌諱交叉穿插。每個單元電路，應(yīng)以核心器件為中心，圍繞它進行布局。,PCB設(shè)計室,21,4）美觀原則：在保證電路功能和性能指標(biāo)的前提下，元件排列應(yīng)均勻、整齊、緊湊、疏密得當(dāng)。單元電路之間的引線應(yīng)盡可能短，引出線數(shù)目盡可能少。 5）工藝原

11、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(shè)置必要的調(diào)整空間和測試點。 6）散熱原則：發(fā)熱元器件應(yīng)放在有利于散熱的位置；發(fā)熱量較大的元件，應(yīng)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(yuǎn)離發(fā)熱元件。 7）敏感元件要遠(yuǎn)離干擾源；有鐵芯的電感線圈，應(yīng)盡量相互垂直放置，且相互遠(yuǎn)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(shè)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(yīng)加屏蔽。,PCB設(shè)計室,22,8）對于比較大、重的元件，要另加支架或緊固件，不能直

12、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(yīng)留有緊固件的位置，放置緊固件的位置應(yīng)考慮到安裝，拆卸方便；若有引出線，最好使用接線插頭。 9）某些元件或?qū)Ь€間有較大電位差者，應(yīng)加大它們之間的距離；元件外殼之間的距離，應(yīng)根據(jù)它們之間的電壓來確定，不應(yīng)小于0.5mm。個別密集的地方應(yīng)加套管。 10）對稱式的電路，如推挽功放，橋式電路等，應(yīng)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(yīng)離印刷線路板邊至少應(yīng)大于2mm。,PCB設(shè)計室,23,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(dǎo)線連接，這是印制板設(shè)計中的關(guān)鍵步驟，具體布線要把握以下要點： 1）連

13、接正確：印制板上的印制導(dǎo)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(dǎo)線不能相互交叉，若相互交叉則交叉導(dǎo)線是相互連接的，這是我們在布置印制導(dǎo)線時特別注意的問題，利用Protell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(dǎo)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(xì)要適當(dāng)：同一類型的導(dǎo)線應(yīng)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?qū)挾取Ｌ貏e是地線，在版面允許的條件下盡可能寬一些。,（3）布線設(shè)計,PCB設(shè)計室,24,焊盤設(shè)計：焊盤是焊接元件的地方，元件的一根引線只能對應(yīng)一個焊盤，不允許一個焊盤焊接多個元件引線。焊盤

14、之間是由印制導(dǎo)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0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。 （a）圓形 （b）方形 （c）矩形焊盤 圖43焊盤形狀,PCB設(shè)計室,25,1）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(yīng)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

15、因素所決定的，一般單面板焊盤外徑應(yīng)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(yīng)比元器件引線直徑大0.20.4mm。,PCB設(shè)計室,26,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(shù)設(shè)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?qū)⒂≈瓢骞潭?/p>

16、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。,PCB設(shè)計室,27,印制導(dǎo)線設(shè)計：印制導(dǎo)線的寬度確定：印刷線路板上的印制導(dǎo)線寬度主要由印刷導(dǎo)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(dǎo)線寬度和間距可根據(jù)布線的實際情況進行選擇。,PCB設(shè)計室,28,PCB設(shè)計室,29,安全間距（Clearance） 進行印刷電路板設(shè)計時，為了避免導(dǎo)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

17、全間距。右圖8為安全間距示意圖。,安全間距,PCB設(shè)計室,30,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(dǎo)線應(yīng)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(yīng)盡可能多地保留銅箔。 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(dǎo)線布置在印刷電路板的底面，其余少部分導(dǎo)線布置在頂面。兩層面的導(dǎo)線應(yīng)相互垂直，減小相互間的干擾，避免平行線效應(yīng)。,PCB設(shè)計室,31,6）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(yīng)僂空成柵狀，導(dǎo)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(dǎo)線相當(dāng)于單匝線圈或環(huán)形天線，使電磁感