繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB（一）過孔簡述

“過孔（Via）”通常是指印刷電路板中的一個孔，它是多層PCB設計中的一個重要因素。過孔可以用來固定安裝插接元件或連通層間走線。

一個過孔主要由三部分組成，即孔、孔周圍的焊盤區和POWER層隔離區。過孔的工藝過程是在過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬，用以連通中間各層需要連通的銅箔,而過孔的上下兩面做成普通的焊盤形狀,可直接與上下兩面的線路相通,也可不連。電鍍的壁厚度為0.001inch(1mil)或0.002inch(2mil)。完成的孔直徑可能要比鉆孔小2mil-4mil。其中鉆孔的尺寸與完工的孔徑尺寸之間的差是電鍍余量。過孔可以起到電氣連接、固定或定位器件的作用。過孔示意圖如圖6-8所示，過孔的俯視圖如圖6-9所示。

圖6-8過孔示意圖圖6-9過孔的俯視圖一、過孔相關知識繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

過孔一般又分為三類，即盲孔、埋孔和通孔，如圖6-10所示。

（1）盲孔是指位于印刷線路板的頂層和底層表面，具有一定深度，用于表層線路和下面的內層線路的連接，孔的深度與孔徑通常不超過一定的比率。圖6-10過孔的分類

（2）埋孔是指位于印刷線路板內層的連接孔，它不會延伸到線路板的表面。

（3）通孔穿過整個線路板，可用于實現層間走線互連或作為元件的安裝定位孔。由于通孔在工藝上更易于實現，成本較低，所以一般印制電路板均使用通孔，而不用另外兩種過孔。（二）過孔的分類一、過孔相關知識繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

1.過孔的寄生電容

過孔本身存在著對地的寄生電容,若過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB的厚度為T,板基材介電常數為ε,則過孔的寄生電容大小近似于：

過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間,降低了電路的速度,電容值越小則影響越小。

從上式中可以看出,過孔的直徑對電感的影響較小,而對電感影響最大的是過孔的長度。

2.過孔的寄生電感

過孔本身就存在寄生電感,在高速數字電路的設計中,過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。過孔的寄生串聯電感會削弱旁路電容的作用,減弱整個電源系統的濾波效用。若L指過孔的電感,h是過孔的長度,d是中心鉆孔的直徑,過孔的寄生電感近似于：（三）過孔的電磁分析一、過孔相關知識繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

3.返回電流與過孔的關系

返回電流流向的基本原則是高速返回信號電流沿著最小的電感路徑前進。對于PCB中不止一個地平面的情況，返回信號電流在最靠近信號線的地平面上，直接沿著信號線下面的一條路徑行進。對于不同的兩個電流環路，如果電感相等，則兩條路徑產生的總磁通量也相等，則電磁輻射也是相等的。

相對于從一點到另一點信號電流全部沿同一層流動的情況，若使信號在兩點之間的某個地方經過一個過孔到另一層，此時若沒有提供地平面之間的連接，返回電流將無法跳躍，此時路徑包括的電感量勢必要比原來有所增加，這樣不僅會產生更多的輻射，還將產生更多的串擾，所以，不能無限制的使用過孔，另外，還要提供合適的接地過孔。（三）過孔的電磁分析一、過孔相關知識繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB（四）過孔的設計原則

1.普通PCB中的過孔選擇

在普通PCB設計中,過孔的寄生電容和寄生電感對PCB設計的影響較小,對1～4層PCB設計,一般選用0.36mm/0.61mm/1.02mm(鉆孔/焊盤/POWER隔離區)的過孔較好,一些特殊要求的信號線(如電源線、地線、時鐘線等)可選用0.41mm/0.81mm/1.32mm的過孔,也可根據實際選用其余尺寸的過孔。

（1）選擇合理的過孔尺寸。對于多層一般密度的PCB設計來說,選用0.25mm/0.51mm/0.91mm(鉆孔/焊盤/POWER隔離區)的過孔較好；對于一些高密度的PCB也可以使用0.20mm/0.46mm/0.86mm的過孔,也可以嘗試非穿導孔；對于電源或地線的過孔則可以考慮使用較大尺寸,以減小阻抗。

2.高速PCB中的過孔設計

（2）POWER隔離區越大越好,考慮PCB上的過孔密度,一般為D1=D2+0.41mm。相關知識一、過孔繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

3.過孔設計的其他注意事項

（1）過孔越小,其自身的寄生電容也越小,更適合用于高速電路。

（2）PCB上的信號走線盡量不換層,也就是說盡量減少過孔。

（4）電源和地的管腳要就近做過孔,過孔和管腳之間的引線越短越好,

因為它們會導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗。

（3）使用較薄的PCB有利于減小過孔的兩種寄生參數。

（5）在信號換層的過孔附近放置一些接地過孔，以便為信號提供短距離回路。

（6）確保到處都有許多接地過孔，以便為返回電流提供最近的回路，如圖6-11所示。圖6-11設置多接地過孔

由圖6-11中可以看出，如果能在過孔附近就近提供接地過孔，則整個回路所包圍的面積明顯要比在遠處提供接地過孔的回路面積小，從而可以有效減小了板子的輻射。相關知識（四）過孔的設計原則一、過孔繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

過孔主要用來連接不同板層之間的布線。一般情況下，在布線過程中，換層時系統會自動放置過孔，用戶也可以自己放置。

1.過孔的放置有以下3種方法。

方法2：單擊工具欄中的

按鈕。

方法1：執行菜單命令：【Place（放置）】/【Via（過孔）】。

方法3：使用快捷鍵P+V。

2.放置過孔

啟動命令后，光標變成十字形并帶有一個過孔圖形。移動光標到合適位置，單擊鼠標即可在圖紙上放置過孔。此時系統仍處于放置過孔狀態，可以繼續放置。放置完成后，單擊鼠標右鍵退出。相關知識一、過孔（五）過孔的繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

3.過孔屬性設置

過孔的屬性設置與焊盤基本相同。在此不再詳述。

在過孔放置狀態下按Tab鍵，或者雙擊放置好的過孔，打開Via（過孔）屬性設置對話框，如圖6-12所示。4.如果在進行手動布線的過程中放置過孔，可以按下面的方法操作。

例如，在底層BottomLayer繪制一條水平線，在水平線終點位置（需要換層的位置）按小鍵盤的【*】鍵，此時仍處于畫線狀態，而當前工作層變為頂層TopLayer，單擊，則在水平線終點位置出現一個過孔，繼續畫線操作，此時是在頂層TopLayer畫線，直到完成這一條線的繪制任務。

注：小鍵盤【*】鍵的作用是在TopLayer和BottomLayer之間切換。

小鍵盤【+】鍵和【-】鍵的作用是依次切換工作層標簽中顯示的各層。圖6-12【過孔】屬性設置對話框相關知識一、過孔（五）過孔的繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

1.MARK點及作用

MARK點也叫基準點或識別點，是供貼片機或者插件機識別PCB的坐標、方便元件定位的標記。貼片機對比基準點和程序中設定的PCB原點坐標修正貼片元件的坐標，做到準確定位。因此，MARK點對SMT生產至關重要。

組成一個完整的MARK點應包括：標記點（或特征點）和空曠區域，如圖6-13所示。其中標記點為實心圓，空曠區域是標記點周圍一塊沒有其他電路特征和標記的空曠面積。圖6-13完整的MARK點

2.MARK點的組成相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

3.MARK點的類別

MARK點的類別如表6-4所示。

MARK點分類作用地位附圖備注（1）單板MARK單塊板上定位所有電路特征的位置必不可少（2）拼板MARK拼板上輔助定位所有電路特征的位置輔助定位（3）局部MARK定位單個元件的基準點標記,以提高貼裝精度(QFP、CSP、BGA等重要元件必須有局部MARK)必不可少表6-4MARK點的類別相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

（1）位置②為保證貼裝精度的要求，SMT要求：每塊PCB內必須至少有一對符合設計要求的可供SMT機器識別的MARK點，同時必須有單板MARK(拼板時)，拼板MARK或組合MARK只起輔助定位的作用。

①MARK點位于單板或拼板上的對角線相對位置且盡可能地距離分開，最好分布在最長對角線位置，MARK點位置圖如圖6-14所示。③拼板時，每一單板的MARK點相對位置必須一樣。不能因為任何原因而挪動拼板中任一單板上MARK點的位置，而導致各單板MARK點位置不對稱。

④PCB上所有MARK點只有滿足：在同一對角線上且成對出現的兩個MARK，方才有效。因此MARK點都必須成對出現，才能使用，如圖6-14MARK點位置圖所示。圖6-14MARK點位置圖

4.MARK點設計規范相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

（2）尺寸②特別強調：同一板號PCB上所有MARK點的大小必須一致（包括不同廠家生產的同一板號的PCB）。

①MARK點標記最小的直徑為1.0mm，最大直徑是3.0mm。Mark點標記在同一塊印制板上尺寸變化不能超過25微米，如圖6-15所示。③建議RD-Layer將所有圖檔的MARK點標記直徑統一設為1.0mm。

MARK點（空曠區邊緣）距離PCB邊緣必須≥5.0mm（機器夾持PCB最小間距要求），且必須在PCB板內而非在板邊，并滿足最小的MARK點空曠度要求，如圖6-16所示。圖6-15MARK點尺寸示意圖

（3）邊緣距離圖6-16MARK點邊緣距離

4.MARK點設計規范相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

（4）空曠區要求

MARK點標記的表面平整度應該在15微米之內。

在MARK點標記周圍，必須有一塊沒有其它電路特征或標記的空曠面積?？諘鐓^圓半徑r≥2R（R為MARK點中標記點的半徑）,如圖6-17所示。r達到3R時，機器識別效果更好。①當MARK點標記與印制板的基質材料之間出現高對比度時可達到最佳的識別性能。

MARK點標記可以是裸銅、清澈的防氧化涂層保護的裸銅、鍍鎳或鍍錫、或焊錫涂層。如果使用阻焊(Soldermask)，不應該覆蓋MARK點或其空曠區域。

（5）材料圖6-17空曠區要求

（6）平整度

（7）對比度②對于所有MARK點的內層背景必須相同。相關知識二、MARK點的介紹及繪制

4.MARK點設計規范繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

（1）放置標記點

用鼠標左鍵單擊“布線工具欄”中放置焊盤圖標

，按【Tab】鍵或者雙擊放置好的焊盤，在打開的Pad（焊盤）屬性對話框中設置“（X/Y）”的值均為2mm，“Layer（層）”選擇TopLayer，如圖6-19所示。在距PCB板的上側邊220mil、距左側邊450mil的位置放置該焊盤。

5.MARK點的繪制圖6-19設置為Mark點的Pad（焊盤）屬性

以圖6-18所示某電路左上角MARK點的放置為例。圖6-18某電路繪制好的MARK點相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

用鼠標左鍵單擊“應用工具工具欄”中【UtilityTools（應用工具）】的圖標

，在下拉列表中單擊【PlaceFullCircleArc（放置圓環）】的圖標

；或者執行菜單命令【Place（放置）】/【Arc（圓）】/【FullCircle（圓環）】，在放置焊盤的位置繪制一個“Radius（半徑）”為2mm的同心圓，“Layer（層）”選擇TopLayer，圖6-20是同心圓的屬性設置。

5.MARK點的繪制

（2）繪制空曠區域圖6-20與焊盤為同心圓的屬性設置相關知識二、MARK點的介紹及繪制繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB步驟1：打開PCB工程

啟動AltiumDesigner21軟件，打開名為“含SMT元件的防盜報警器遙控電路”的PCB工程，如圖6-21所示，可以看到PCB工程、原理圖文件都一并打開。圖6-21打開工程任務實施繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB在PCB設計項目下新建一個PCB文件，將其保存為“含SMT元件的防盜報警器遙控電路.PcbDoc”，如圖6-22所示。步驟2：創建PCB文件圖6-22新建PCB文件任務實施繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB1.執行菜單【View（視圖）】/【ToggleUnits（單位切換）】，將單位制切換為Metric（公制）。步驟3：規劃PCB圖6-23PCB電氣輪廓的尺寸2.在PCB編輯區下方的標簽中選擇Keep-OutLayer層（禁止布線層），利用圓弧和直線工具按圖6-23所示的尺寸繪制PCB的電氣輪廓。3.在PCB編輯區下方的標簽中選擇Mechanicall（機械層1），用和上一步同樣的方法和尺寸繪制PCB的機械邊框。規劃好的PCB如圖6-24所示。圖6-24規劃PCB任務實施繪制含SMT元件的防盜報警器遙控電路PCB

在原理圖編輯器下，單擊主菜單中的【設計】/【UpdatePCBDocument含SMT元件的防盜報警器遙控電路.PcbDoc】，打開“工程變更指令”對話框，單擊【驗證變更】和【執行變更】，將原理圖信