印制電路板設(shè)計(jì)講義儀器儀表等電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。資料和數(shù)據(jù)。慮印制板加工工藝和電子裝配工藝的根本要求。影響整機(jī)的技術(shù)性能。循肯定的原則選出最正確的設(shè)計(jì)方案。線路的設(shè)計(jì)是否給整機(jī)帶來干擾?電路的裝配與修理是否便利??電路板的對外引線是否牢靠??版面布局是否合理、美觀?印制板的設(shè)計(jì)前提10依據(jù)由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)(使用功能、電氣性能)確定的電路方案，用電子元器件把電路搭出來。通過對電氣信號的測量，調(diào)整電路元器件的參數(shù)，改進(jìn)電路的設(shè)計(jì)方案；依據(jù)元器件的特點(diǎn)、數(shù)量、大小以及整機(jī)的使用性能要求，考慮整機(jī)的構(gòu)造尺寸；從實(shí)際電路的功能、構(gòu)造與本錢，分析產(chǎn)品適用性。并且，在電路方案試驗(yàn)的時(shí)候，必需審核考察產(chǎn)品在工業(yè)化生產(chǎn)過程中的加工可行性和生產(chǎn)費(fèi)用，以及產(chǎn)品的工作環(huán)境適應(yīng)性和運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)消耗。在電路方案取得成功后，才能設(shè)計(jì)印制板，開頭制作實(shí)際的電子產(chǎn)品。這種電路方案試驗(yàn)，不僅是原理性和功能性的，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)是工藝性的驗(yàn)證。元器件的作用。使用前了解它們的各種特性規(guī)格和質(zhì)量參數(shù)，生疏它們的管腳排列。對電路試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)展分析(電路的設(shè)計(jì)思想、工作原理、整機(jī)的應(yīng)用)應(yīng)到達(dá)以下幾個(gè)目的：找到線路中可能產(chǎn)生的干擾源和簡潔受外界干擾的敏感元器件；了解這些元器件是否簡潔買到，是否能夠保證批量供給。制板上，哪些必需安裝在板外。印制電路板的設(shè)計(jì)目標(biāo)段，或?qū)Ξa(chǎn)品將來的市場前景進(jìn)展推測，打算印制電路板的設(shè)計(jì)目標(biāo)。因素進(jìn)展考慮。準(zhǔn)確性：元器件和印制導(dǎo)線的連接關(guān)系必需符合印制板的電氣原理圖。工藝等幾個(gè)方面。槽，削減生產(chǎn)模具本錢，簡化加工程序。在此根底上，考慮裝配、調(diào)試、修理性能，打算印制板的構(gòu)造。依據(jù)電路的簡單程度、元器件的數(shù)量和機(jī)內(nèi)的空間大小，考慮元器件在印制板上的元件臥式安裝——規(guī)章排列——圓形焊盤；元件立式安裝——不規(guī)章排列——島形焊盤。經(jīng)濟(jì)性：印制板的經(jīng)濟(jì)性與前幾方面的內(nèi)容親熱相關(guān)。依據(jù)本錢分析從生產(chǎn)制造板面積來說，雙面板的制造本錢是一般單面板的3—4倍以上，而多層板至少要貴到20倍以上。通常期望印制板的制造本錢在整機(jī)本錢中只占有很小的比例。板材、外形、尺寸和厚度確實(shí)定有很大的差異。目前，國內(nèi)常見覆鋼板的種類有：覆銅環(huán)氧玻璃布層壓板等。價(jià)格比。置便于敏捷變換，其電路常用單面板。雙面板多用于集成電路較多的電路。在確定板材時(shí)獲得良好的性能價(jià)格比。(正方形或長方形，長：寬；3：24：3)。避開承受異形板。印制板尺寸：尺寸應(yīng)當(dāng)接近標(biāo)準(zhǔn)系列值，要從整機(jī)的內(nèi)部構(gòu)造和板上元器件的數(shù)更應(yīng)當(dāng)留有足夠的間距；要留意發(fā)熱元器件安裝散熱片占用面積的尺寸；板的凈面積確5l0mm，便于印制板在整機(jī)中的安裝固定。、(0.7)、座槽的間隙一般為1.5mm。板材過厚則插不進(jìn)去，過薄則簡潔造成接觸不良。印制板對外連接方式的選擇

圖1 印制板經(jīng)插座對外引線印制板是整機(jī)的一個(gè)組成局部，必定存在對外連接的問題。例如，印制板之間、印便利，本錢低廉。導(dǎo)線焊接方式：一種最簡潔、廉點(diǎn)與板外的元器件或其它部件直接焊圖2 焊接式對外引線缺點(diǎn)是修理不夠便利。這種方式一般適圖2 焊接式對外引線點(diǎn)：寸排列，以利于焊接與修理。②為提高導(dǎo)線連接的機(jī)械強(qiáng)度，避開因?qū)Ь€受到拉扯將3所示。③將導(dǎo)線排列或捆扎整齊，通過線卡或其它緊固件將線4所示。插接件連接：在常常承受接插件連接方不僅保證了產(chǎn)品批量生產(chǎn)的質(zhì)量，降低了成

圖3 對外引線焊接方圖5 圖5 插針式對外連接方式圖6 帶狀電纜對外連接方式條件。板插座：如1所示。板的一端做為插頭，插頭局部依據(jù)插座的

圖4 用緊固件將引線固定在板上常因插頭局部被氧化或插座簧片老化而接觸不良。5所示。電纜兩端的連接器，它與電纜的連接不用焊接而是靠壓力使連接端上的刀口刺破電纜的6所示。不適合用在高頻屯路中。電子元器件在肯定的制板面積上合理的布局排版，是設(shè)計(jì)印制板的第一步。排版設(shè)計(jì)，不單純是依據(jù)電路原理把元器件通過印制線簡潔地連接起來。為使整機(jī)能夠牢靠地工作，要對元器件及其連接在印制板上進(jìn)展合理的排版布局。假設(shè)排版布局不合理，就有可能消滅各種干擾，以至合理的原理方案不能實(shí)現(xiàn)，或使整機(jī)技術(shù)指標(biāo)下不僅影響美觀，也會(huì)給裝配和修理帶來不便。這樣的設(shè)計(jì)也不能算是合理的。按信號流走向的布局原則對整機(jī)電路的布局原則是：把整個(gè)電路依據(jù)功能劃分成假設(shè)干個(gè)電路單元，依據(jù)電信號的流向，逐個(gè)依次安排各個(gè)功能電路單元在板上的位置，使布局便于信號流通，并使信號流盡可能保持全都的方向。信號流向安排成從左到右或從上到下。與輸入、輸出端直接相連的元器件應(yīng)當(dāng)放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。以每個(gè)功能電路的依據(jù)它們各電極的位置，排布其它元器件。優(yōu)先確定特別元器件的位置電子整機(jī)產(chǎn)品的干擾問題比較簡單，它可能由電、磁、熱、機(jī)械等多種因素引起。特別元器件的位置，然后在安排其他元器件，盡量避開可能產(chǎn)生干擾的因素。操作性能對元件位置的要求安排。人手不易觸及的地方。2元器件的安裝與布局元器件的布局在印制板的排版設(shè)計(jì)中，元器件布設(shè)是至關(guān)重要的，它打算了板面的整齊美觀程度條原則是：、蔬密全都。要依據(jù)印制板的面積和固定方式來圖7 元件布設(shè)圖7 元件布設(shè)5～10mm。個(gè)元器件的引出腳要單獨(dú)占用一個(gè)焊盤。圖8 元件布設(shè)方向④相鄰的兩個(gè)元件之間，要保持肯定間距。避開元件之間相互碰接。假設(shè)相鄰元器件的電位差較高，則應(yīng)當(dāng)保持安全距離。一般環(huán)境中的間隙安全電壓220V／mm。尤其要留意的是元器件圖8 元件布設(shè)方向⑤元器件的安裝高度要盡量低，一般元件體和引線離開板面不要超過5mm，過高則承受振動(dòng)和沖擊的穩(wěn)定性變差，簡潔倒伏與相鄰元器件碰接。⑥依據(jù)印制板在整機(jī)中的安裝位置及狀態(tài)，確定元件的軸線方向。規(guī)章排 圖9 元件裝配列的元器件應(yīng)當(dāng)使體積較大的元器件的軸線方向在整機(jī)中處于直立狀態(tài)，可以提高元器件在板上的穩(wěn)定性。如圖8所示。圖10 元器件的安裝方式(2mm)圖10 元器件的安裝方式元器件的安裝方式方向與印制板面平行，立式則是垂直10所示。①立式安裝；立式固定的元器件占件不宜立式安裝．臥式固定使元器件的跨距加大，兩個(gè)焊點(diǎn)之間簡潔走線，導(dǎo)線布設(shè)格外有利。圖圖11 元件不規(guī)章排列元器件在印制板上的排列格式有不規(guī)章排列和規(guī)章排列兩種方式，在印制板上可以單獨(dú)承受，也可同時(shí)消滅．承受。圖12 元件不規(guī)章排列②規(guī)章排列：如圖12所示。元器件圖12 元件不規(guī)章排列肯定限制，印制板上導(dǎo)線的布設(shè)要簡單一些，導(dǎo)線的長度也會(huì)相應(yīng)增加。元器件焊盤的定位：元器件的每個(gè)引出線都要寸及其固定方式而轉(zhuǎn)變。對于立式固定和不規(guī)章排列的版面，焊盤的位置可以不受元器件尺寸與間距的限制；對于規(guī)章排列的版面，要求每個(gè)焊盤的位置及彼此間的距離應(yīng)當(dāng)遵守肯定標(biāo)準(zhǔn)。無論承受哪種固定方式或排列規(guī)章，焊盤以上，至少應(yīng)當(dāng)大于板的厚度。焊盤的位置一般要求落在正交網(wǎng)格的交點(diǎn)上．如

圖13 正交網(wǎng)格14所示。連接是依靠印制導(dǎo)線。焊盤元器件通過板上的引線孔。用焊錫焊接固定在印制板上，印制導(dǎo)線把焊盤連接起來，實(shí)現(xiàn)元器件在電路中的電氣引線孔的直徑引線孔鉆在焊盤中心，孔徑應(yīng)當(dāng)比

圖14 規(guī)章排列中的敏捷性元器件的活動(dòng)而造成虛焊，使焊接的機(jī)械強(qiáng)度變差。的尺寸規(guī)格應(yīng)少一些，要盡量避開異型孔，以便加工。焊盤的外徑1.3mm以上，Dd，應(yīng)有D>(d1.3)mm在高密度的電路板上，焊盤的最小直徑可以是Dmin＝(d1)mm假設(shè)外徑太小，焊盤就簡潔在焊接時(shí)粘斷或剝落；密度。焊盤的外形規(guī)章固定時(shí)更為普遍。島形焊盤適合于元器件密集固定，可大量削減印制

圖15 島行焊盤圖16 圓形焊盤強(qiáng)度增加能降低覆銅板的擋次，降低產(chǎn)品本錢。2～3倍。設(shè)計(jì)時(shí)，假設(shè)版面的密度允許，焊盤就不宜過小，由于太制板也多承受圓形焊盤。圖17 方型焊盤③方形焊盤：如圖17圖17 方型焊盤敏捷設(shè)計(jì)的焊盤：在印制電路的設(shè)計(jì)中，不必拘泥于一種形式的焊盤，要依據(jù)實(shí)18所示。集成電19所示。圖圖18 敏捷設(shè)計(jì)焊盤印制導(dǎo)線的寬度圖19 橢圓焊盤印制電路板上連接焊盤的印制導(dǎo)線的寬度，主要由銅箔與絕緣基板之間的粘附強(qiáng)度和流過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度來打算，寬窄要適度，與整個(gè)版面及焊盤的大小相協(xié)調(diào)。一般，導(dǎo)線0.3～2mm之間，現(xiàn)在國內(nèi)專業(yè)制板廠家的技0.25mm以下的高密11.5mm左右，完全可以滿足電路的要求。對于集成電路的信號線，圖19 橢圓焊盤印制導(dǎo)線的間距下的要求。印制導(dǎo)線越短，間距越大，絕緣電阻按比例增加。1.5mml0MΩ300Vlmm200V。lmm。(3)避開導(dǎo)線的穿插在設(shè)計(jì)幅員時(shí)，應(yīng)盡量避開導(dǎo)線的穿插。對于雙面板比較簡潔實(shí)現(xiàn)，單面板相對要線跨接穿插點(diǎn)，這種跨接線應(yīng)盡量少。圖20 圖20 印制導(dǎo)線的外形與方向的走向和外形，如時(shí)應(yīng)當(dāng)留意以下幾點(diǎn)：①印制導(dǎo)線的走向不能有急劇的拐彎和尖角，拐角好都是圓弧。距；同樣，導(dǎo)線之間的距離也應(yīng)當(dāng)均勻地相等并保持最大。③導(dǎo)線與焊盤的連接處的過度也要圓滑，避開消滅小尖角。④焊盤之間導(dǎo)線的連接：當(dāng)焊盤之間的中心距小于一個(gè)焊盤的外徑D時(shí)，導(dǎo)線的寬D2D。的密度比較高，而電源線和地線比信號線寬得多，對長度的限制要小一些。印制導(dǎo)線的干擾和屏蔽地線布置的干擾：電路中接地點(diǎn)的概念表示零電位，其它電位均相對于這一點(diǎn)而電位值。由于電路中的放大作用，這小小的電位便可能產(chǎn)生影響電路性能的干擾。要抑制由于地線布設(shè)不合理而造成的干擾，在設(shè)計(jì)印制電路時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避開不同回的接法。把“溝通電”和“直流電”分開，是削減噪聲通過地線串?dāng)_的有效方法。電源產(chǎn)生的干擾：任何電子儀器都需要電源供電，絕大多數(shù)直流電源是由溝通市電通過降壓、整流、穩(wěn)壓后供出的。供電電源的質(zhì)量會(huì)直接影響整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。除了特別是溝通電源對直流電源的干擾。磁場的干擾特點(diǎn)也會(huì)給整機(jī)帶來麻煩。①避開印制導(dǎo)線之間的寄生耦合兩條相距很近的平行導(dǎo)線，他們之間的分布參數(shù)可以等效為相互耦合的電感和屯原始信號的頻率及功率有關(guān)，感應(yīng)信號便是分布參數(shù)的干擾源。②印制導(dǎo)線屏蔽有時(shí)某種信號線密集地平行排列，而且無法擺脫較強(qiáng)信號的干擾。③削減磁性元件對印制導(dǎo)線的干擾。揚(yáng)聲器、電磁鐵、永磁式儀表等產(chǎn)生的恒定磁場和高頻變壓器、繼電器等產(chǎn)生的交導(dǎo)線對磁力線的切割。所謂草圖，是指能夠準(zhǔn)確反映元器件在印制板上的位置與連接的設(shè)計(jì)圖紙，是繪制黑白底圖的依據(jù)。在草圖中，要求焊盤的位置及間距、焊盤問的相互連接、印制導(dǎo)線的(或按肯定比例)繪制出來，要在草圖上表達(dá)出來。電子工程技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)全面把握設(shè)計(jì)印制板的原則，才能設(shè)計(jì)出成功的草圖。既使承受計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)印制板，雖然可以不用在紙上設(shè)計(jì)草圖，直接在計(jì)算CAD軟件的應(yīng)用過程中。草圖設(shè)計(jì)的原則完成預(yù)備工作后，就可以開頭繪制草圖。除了應(yīng)當(dāng)留意處理各類干擾并解決接地問，草圖設(shè)計(jì)的主要工作量也在于繪制不穿插單線草圖。在繪制原理圖時(shí)，一般只要表現(xiàn)出信號的流程及元器件在電路中的作用，便于分析圖圖21 原理圖與單線不穿插草圖是不能允許的。所以，在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要繪制不穿插單線圖。通過重排列元器件的位置，使元器件在同一平面上依據(jù)電路接通，并且彼此之21所示。在設(shè)計(jì)過程的開頭階段，不要過早地定死每個(gè)元器件的排列挨次和方向。假設(shè)為了現(xiàn)象。為此，可以承受“飛線”采解決印制導(dǎo)線過長的問題。但“飛線”不宜過多。不穿插單線圖根本完稿以后，即可以著手繪制排版草圖。要求元器件的位置及尺方向，才能到達(dá)滿足的結(jié)果。為了制作印制板的黑白底圖，應(yīng)當(dāng)繪制一張正式排