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1、本讲稿第一页，共五十六页6.1 印制电路板的设计印制电路板的设计 一、一、一、一、印制印制印制印制电电电电路板的基本概念路板的基本概念路板的基本概念路板的基本概念 印制板主要由印制板主要由绝缘绝缘底板底板（基板基板）和）和印制印制电电路路（也称（也称导电图导电图形形）组组成，具有成，具有导电线导电线路和路和绝缘绝缘底板双重作用。底板双重作用。（1 1）基板基板（Base MaterialBase Material）基基板板是是由由绝绝缘缘隔隔热热、并并不不易易弯弯曲曲的的材材料料所所制制作作成成，一一般般常常用用的的基基板板是是敷敷铜铜板板，又又称称覆覆铜铜板板，全全称称敷敷铜铜箔箔层层压压板
2、板。敷敷铜铜板板的的整个板面上通过整个板面上通过热压热压等工艺贴敷着一层铜箔。等工艺贴敷着一层铜箔。（2 2）印制电路印制电路（Printed CircuitPrinted Circuit）覆覆铜铜板被加工成印制板被加工成印制电电路板路板时时，许许多覆多覆铜铜部份被部份被蚀蚀刻刻处处理理掉，留下来的那些各种形状的掉，留下来的那些各种形状的铜铜膜材料就是印制膜材料就是印制电电路，它主要路，它主要由印制由印制导线导线和和焊盘焊盘等等组组成（如成（如图图所示）。所示）。1 1、印制板的印制板的印制板的印制板的组成组成组成组成 本讲稿第二页，共五十六页印制导线印制导线焊盘焊盘印制电路板图印制电路板图印
3、制导线印制导线（ConductorConductor）：用来形成印制电路的）：用来形成印制电路的导电通路导电通路。焊焊盘盘（PadPad）：用用于于印印制制板板上上电电子子元元器器件件的的电电气气连连接接、元元件件固固定定或或两者兼备。两者兼备。过过孔孔（ViaVia）和和引引线线孔孔（Component Component HoleHole）：分分别别用用于于不不同同层层面面的的印制印制电电路路之之间间的的连连接接以及以及印制板上印制板上电电子子元器件元器件的的定位定位。本讲稿第三页，共五十六页 （3 3）助焊膜和阻焊膜助焊膜和阻焊膜 在在印印制制电电路路板板的的焊焊盘盘表表面面可可看看到到
4、许许多多比比之之略略大大的的各各种种浅浅色色斑斑痕痕，这是为了提高可焊性能而涂覆的，这是为了提高可焊性能而涂覆的助焊膜助焊膜。印印制制电电路路板板上上非非焊焊盘盘处处的的铜铜箔箔是是不不能能粘粘锡锡的的，因因此此印印制制板板上上焊焊盘盘以以外外的的各各部部位位都都要要涂涂覆覆绿绿色色或或棕棕色色的的一一层层涂涂料料阻阻焊焊膜膜。这这一一绝缘防护层，不但可以绝缘防护层，不但可以防止铜箔氧化防止铜箔氧化，也可以防止，也可以防止桥焊桥焊的产生。的产生。（4 4）丝印层丝印层（OverlayOverlay）为为了方便元器件的安装和了方便元器件的安装和维维修，修，印制板的板印制板的板面面上有一上有一层丝
5、层丝网网印刷面（印刷面（图标图标面面）丝丝印印层层，该该面印面印有有标标志志图图案案和和各各元器件的元器件的电电气符号气符号、文字符号文字符号（大多是（大多是白色白色）等等，主要用于，主要用于标标示出各示出各元器元器件件在板子上的在板子上的位置位置，因此印制板上有，因此印制板上有丝丝印印层层的一面常称的一面常称为为元件面元件面。本讲稿第四页，共五十六页2 2、印制印制印制印制电电电电路板的路板的路板的路板的种类种类种类种类 印印制制板板根根据据其其基基板板材材质质的的刚刚、柔柔强强度度不不同同，分分为为刚刚性性板板、柔柔性性板板以以及及刚刚柔柔结结合合板板，又又根根据据板板面面上上印印制制电电
6、路路的的层层数数不不同同分分为为单面板单面板、双面板双面板以及以及多层板多层板。（1 1）单面板单面板（Single-sidedSingle-sided）仅仅一面上有印制一面上有印制电电路。路。这这是是早期早期电电路（路（THTTHT元件）才使用的板元件）才使用的板子，子，元器件集中在其中一面元器件集中在其中一面元件面元件面（Component SideComponent Side），印制印制电电路路则则集中在另一面上集中在另一面上印制面或印制面或焊焊接面接面（Solder Solder SideSide），两者通两者通过焊盘过焊盘中的引中的引线线孔形成孔形成连连接接。单单面板在面板在设计线设
7、计线路上有路上有许许多多严严格的限制格的限制。如如，布布线间线间不能交叉不能交叉而必而必须绕须绕独自的独自的路径。路径。SMT是指是指贴片，片，Surface mounting technology.THT是指通孔插装，是指通孔插装，Through hole technology.它们是它们是电路板元件的两种不同路板元件的两种不同组装方式。装方式。本讲稿第五页，共五十六页 （2 2）双面板双面板（Double-Sided BoardsDouble-Sided Boards）两两面面均均有有印印制制电电路路。这这类类印印制制板板，两两面面导导线线的的电电气气连连接接是是靠靠穿穿透透整整个个印印制
8、制板板并并金金属属化化的的通通孔孔(through through viavia)来来实实现现的的。相相对对来来说说，双双面面板板的的可可利利用用面面积积比比单单面面板板大大了了一一倍倍，并并且且有有效效的的解解决决了了单单面面板板布线间不能交叉的问题布线间不能交叉的问题。（3 3）多层板多层板（Multi-Layer BoardsMulti-Layer Boards）由由多多于于两两层层的的印印制制电电路路与与绝绝缘缘材材料料交交替替粘粘结结在在一一起起，且且层层间间导导电电图图形形互互连连的的印印制制板板。如如用用一一块块双双面面作作内内层层、二二块块单单面面作作外外层层，每每层层板板间间
9、放放进进一一层层绝绝缘缘层层后后黏黏牢牢（压压合合），便便有有了了四四层层的的多多层层印印制制板板。板板子子的的层层数数就就代代表表了了有有几几层层独独立立的的布布线线层层，通通常常层层数数都都是是偶偶数数，并并且且包包含含最最外外侧侧的的两两层层。比比如如大大部部分分计计算算机机的的主主机机板板都都是是4 4 8 8层层的的结结构。目前，技术上已经可以做到近构。目前，技术上已经可以做到近100100层层的印制板。的印制板。在在多多层层板板中中，各各面面导导线线的的电电气气连连接接采采用用埋埋孔孔（buried buried viavia）和和盲盲孔（孔（blind viablind via）
10、技）技术术来解决来解决。本讲稿第六页，共五十六页图2四层板结构图图1单面板与双面板结构图本讲稿第七页，共五十六页3 3、印制板的安装技印制板的安装技印制板的安装技印制板的安装技术术术术 （1 1）通孔插入式通孔插入式安装技术安装技术 通通孔孔插插入入式式安安装装也也称称为为通通孔孔安安装装（THTTHT），适适用用于于长长管管脚脚的的插插入入式式封封装装的的元元件件。安安装装时时将将元元件件安安置置在在印印制制电电路路板板的的一一面面，而而将将元元件件的的管管脚脚焊焊在在另另一一面面上上。这这种种方方式式要要为为每每只只管管脚脚钻钻一一个个洞洞，其其实实占占掉掉了了两两面面的的空空间间，并并且
11、且焊焊点点也也比比较较大大。显显然然这这一一方方式式难难以以满满足足电子产品高密度、微型化的要求。电子产品高密度、微型化的要求。（2 2）表面黏贴式表面黏贴式安装技术安装技术 表表面面黏黏贴贴式式安安装装也也称称为为表表面面安安装装（SMTSMT），适适用用于于短短管管脚脚的的表表面面黏黏贴贴式式封封装装的的元元件件。安安装装时时管管脚脚与与元元件件是是焊焊在在印印制制电电路路板板的的同同一一面面。这这种种方方式式无无疑疑将将大大大大节节省省印印制制板板的的面面积积，同同时时表表面面黏黏贴贴式式封封装装的的元元件件较较之之插插入入式式封封装装的的元元件件体体积积也也要要小小许许多多，因因此此S
12、MTSMT技技术术的的组组装装密密度度和和可可靠靠性性都都很很高高。当当然然，这这种种安安装装技技术术因因为为焊焊点点和和元元件件的管脚都非常小，要用人工的管脚都非常小，要用人工焊焊接确接确实实有一定的有一定的难难度。度。本讲稿第八页，共五十六页二、二、二、二、印制印制印制印制电电电电路板的路板的路板的路板的设计准备设计准备 （1 1）功能和性能）功能和性能 表表面面上上看看，根根据据电电路路原原理理图图进进行行正正确确的的逻逻辑辑连连接接后后其其功功能能就就可可实实现现，性性能能也也可可保保证证稳稳定定。但但随随着着电电子子技技术术的的飞飞速速发发展展，信信号号的的速速率率越越来来越越快快，
13、电电路路的的集集成成度度越越来来越越高高，仅仅仅仅做做到到这这一一步步已已远远远远不不够够了了。目标能否很好完成，无疑是印制板设计过程中的重点，也是难点。目标能否很好完成，无疑是印制板设计过程中的重点，也是难点。（2 2）工艺性和经济性）工艺性和经济性工艺性和经济性工艺性和经济性都是衡量印制板都是衡量印制板设计设计水平的重要指水平的重要指标标。设计优设计优良的良的印制印制电电路板路板应该应该方便加工方便加工、维护维护、测试测试，同，同时时在生在生产产制造制造成本上有成本上有优势优势。这这是需要多方面相互是需要多方面相互协调协调的，并不是件容易的事。的，并不是件容易的事。1 1、设计目标设计目标
14、设计目标设计目标 本讲稿第九页，共五十六页 进进入入印印制制板板设设计计阶阶段段前前，许许多多具具体体要要求求及及参参数数应应该该基基本本确确定定了了，如如电电路路方方案案、整整机机结结构构、板板材材外外形形等等。不不过过在在印印制制板板设设计计过过程程中中，这些内容都可能要进行必要的调整。这些内容都可能要进行必要的调整。（1 1）确定电路）确定电路方案方案 设设计计电电路路方方案案，首首先先应应进进行行实实验验验验证证,即即用用电电子子元元器器件件把把电电路路搭搭出出来来（搭搭接接实实验验）或或者者用用计计算算机机仿仿真真实实验验，这这不不仅仅是是原原理理性性和和功功能性的，同时也应当是工艺
15、性的。能性的，同时也应当是工艺性的。通通过过对对电电气气信信号号的的测测量量，调调整整电电路路元元器器件件的的参参数数，改改进进电电路路的设计方案。的设计方案。根根据据元元器器件件的的特特点点、数数量量、大大小小以以及及整整机机的的使使用用性性能能要要求求，考虑整机的结构尺寸。考虑整机的结构尺寸。从从实实际际电电路路的的功功能能、结结构构与与成成本本，分分析析成成品品适适用用性性。即即在在进进行行电电路路方方案案实实验验时时，必必须须审审核核考考察察产产品品在在工工业业化化生生产产过过程程中中的的加加工工可可行行性性和和生生产产费费用用，以以及及产产品品的的工工作作环环境境适适应应性性和和运运
16、行行、维维护护、保养消耗。保养消耗。2 2、设计前准备工作设计前准备工作设计前准备工作设计前准备工作 本讲稿第十页，共五十六页 （2 2）确定整机确定整机结结构构 当当电电路路和和元元器器件件的的电电气气参参数数和和机机械械参参数数得得以以确确定定，整整机机的的工工艺艺结结构构还还仅仅仅仅是是初初步步成成型型，在在后后面面的的印印制制板板设设计计过过程程中中，需需要要综综合合考考虑虑元件布局元件布局和和印制印制电电路布路布设设这这两方面因素。两方面因素。（3 3）确定印制板的确定印制板的板材、形状、尺寸和厚度板材、形状、尺寸和厚度 板板材材：不不同同板板材材，其其机机械械性性能能与与电电气气性
17、性能能有有很很大大的的差差别别。确确定定板板材材主主要要是是从从整整机机的的电电气气性性能能、可可靠靠性性、加加工工工工艺艺要要求求、经经济济指指标标等等方方面面考考虑虑。通通常常情情况况下下，希希望望印印制制板板的的制制造造成成本本在在整整机机成成本本中中只只占占很很小小的的比比例例。对对于于相相同同的的制制板板面面积积来来说说，双双面面板板的的制制造造成成本本一一般般是是单单面面板板的的3 3 4 4倍倍以以上上，而而多多层层板板至至少少要要贵贵到到2020倍倍以以上上。分分立立元元器器件件的的引引线线少少，排排列列位位置置便便于于灵灵活活变变换换，其其电电路路常常用用单单面板面板。双面板
18、双面板多用于集成多用于集成电电路路较较多的多的电电路。路。本讲稿第十一页，共五十六页名称铜箔厚度(m)特点应用覆铜酚醛纸质层压板5070多呈黑黄色淡黄色。价格低，阻燃强度低，易吸水，不耐高温。中低档民用品覆铜环氧纸质层压板3570价格高于覆铜酚醛纸质层压板，机械强度、乃高温、和防潮湿等性能较强。工作环境好的仪器、仪表及中档以上民用品。覆铜环氧玻璃布层压板3550多呈青绿色并有透明感。价格较高，性能优于覆铜环氧纸质层压板工业、军用设备、计算机等高档电器。覆铜聚四氟乙烯玻璃布层压板3550价格高，介点常数低，介质损耗低，耐高温，耐腐蚀。微波、高频航空航天常用常用覆铜板及其特点覆铜板及其特点本讲稿第
19、十二页，共五十六页玻璃纤维布用环氧树脂粘合而成加温加压制作玻璃纤维布用环氧树脂粘合而成加温加压制作本讲稿第十三页，共五十六页 印制板的印制板的形状形状 印印制制电电路路板板的的形形状状由由整整机机结结构构和和内内部部空空间间的的大大小小决决定定，外外形形应应该该尽尽量量简简单单，最最佳佳形形状状为为矩矩形形（正正方方形形或或长长方方形形，长长:宽宽=3:2=3:2或或4:34:3），避避免免采采用用异异形形板板。当当电电路路板板面面尺尺寸寸大大于于200150mm200150mm时时，应应考考虑虑印印制制电电路路板板的的机械强度。机械强度。印制板的印制板的尺寸尺寸 尺尺寸寸的的大大小小根根据据
20、整整机机的的内内部部结结构构和和板板上上元元器器件件的的数数量量、尺尺寸寸及及安安装装、排排列列方方式式来来决决定定，同同时时要要充充分分考考虑虑到到元元器器件件的的散散热热和和邻邻近近走走线线易易受受干干扰等因素。扰等因素。(净板向外扩出净板向外扩出5 5 10mm 10mm，以便安装定位，以便安装定位）印制板的印制板的厚度厚度 覆覆铜铜板板的的厚厚度度通通常常为为1.0mm1.0mm、1.5mm1.5mm、2.0mm2.0mm等等。在在确确定定板板的的厚厚度度时时，主主要要考考虑虑对对元元器器件件的的承承重重和和振振动动冲冲击击等等因因素素。如如果果板板的的尺尺寸寸过过大大或或板板上上的的
21、元元器器件件过过重重，都都应应该该适适当当增增加加板板的的厚厚度度或或对对电电路路板板采采取取加加固固措措施施，否否则则电电路路板板容容易易产产生生翘翘曲曲。当当印印制制板板对对外外通通过过插插座座连连线线时时，插插座座槽槽的的间间隙隙一一般般为为1.5mm1.5mm，板板材材过过厚厚则则插插不不进进去去，过过薄薄则则容容易易造造成成接触不良。接触不良。本讲稿第十四页，共五十六页 （4 4）确定印制板确定印制板对对外外连连接的方式接的方式 印印制制板板是是整整机机的的一一个个组组成成部部分分，必必然然存存在在对对外外连连接接的的问问题题。例例如如，印印制制板板之之间间、印印制制板板与与板板外外
22、元元器器件件、印印制制板板与与设设备备面面板板之之间间，都都需需要要电电气气连连接接。这这些些连连接接引引线线的的总总数数要要尽尽量量少少，并并根根据据整整机机结结构构选选择择连连接接方方式式，总总的的原原则则应应该该使使连连接接可可靠靠、安安装装、调调试试、维维修修方便，成本低廉方便，成本低廉。（5 5）印制板印制板固定方式固定方式的的选择选择 印印制制板板在在整整机机中中的的固固定定方方式式有有两两种种，一一种种采采用用插插接接件件连连接接方方式式固固定定；另另一一种种采采用用螺螺钉钉紧紧固固：将将印印制制板板直直接接固固定定在在基基座座或或机机壳壳上上，这这时时要要注注意意当当基基板板厚
23、厚度度为为1.5mm1.5mm时时，支支承承间间距距不不超超过过90mm90mm，而而厚厚度度为为2mm2mm时时，支支承承间间距距不不超超过过120mm120mm，支支承承间间距距过过大大，抗抗振振动动或冲或冲击击能力降低，影响整机可靠性。能力降低，影响整机可靠性。本讲稿第十五页，共五十六页三、三、三、三、印制印制电电路板的路板的排版布局排版布局排版布局排版布局 （1 1）就近原则）就近原则 当当板板上上对对外外连连接接确确定定后后，相相关关电电路路部部分分就就应应该该就就近近安安排排，避避免免绕绕原原路路，尤其，尤其忌讳交叉忌讳交叉。（2 2）信号流原则）信号流原则 将将整整个个电电路路按
24、按照照功功能能划划分分成成若若干干个个电电路路单单元元，按按照照电电信信号号的的流流向向，逐逐个个依依次次安安排排各各个个功功能能电电路路单单元元在在板板上上的的位位置置，使使布布局局便便于于信信号号流流通通，并使信号流尽可能并使信号流尽可能保持一致的方向保持一致的方向：从上到下或从左到右从上到下或从左到右。与与输输入入、输输出出端端直直接接相相连连的的元元器器件件应应安安排排在在输输入入、输输出出接接插插件件或连接件的地方。或连接件的地方。对对称称式式的的电电路路，如如桥桥式式电电路路、差差动动放放大大器器等等，应应注注意意元元件件的的对对称性，尽可能使其分布参数一致。称性，尽可能使其分布参
25、数一致。每每个个单单元元电电路路，应应以以核核心心元元件件为为中中心心，围围绕绕它它进进行行布布局局，尽尽量量减减少少和和缩缩短短各各元元器器件件之之间间的的引引线线和和连连接接。如如以以三三极极管管或或集集成成电电路路等等元元件作件作为为核心元件核心元件时时，可根据其各，可根据其各电电极的位置布排其它元件。极的位置布排其它元件。1 1、整机电路的布局原则整机电路的布局原则整机电路的布局原则整机电路的布局原则 本讲稿第十六页，共五十六页 （1 1）元器件的布局元器件的布局 元件的布设应遵循以下几点原则：元件的布设应遵循以下几点原则：元元件件在在整整个个板板面面上上的的排排列列要要均均匀匀、整整
26、齐齐、紧紧凑凑。单单元元电电路路之之间间的的引线应尽可能短引线应尽可能短，引出线的数目尽可能少引出线的数目尽可能少。元元器器件件不不要要占占满满整整个个板板面面，注注意意板板的的四四周周要要留留有有一一定定的的空空间间。位于印制板边缘的元件，位于印制板边缘的元件，距离板的边缘应该大于距离板的边缘应该大于2mm2mm。每个元件的引脚要单独占一个焊盘，不允许引脚相碰。每个元件的引脚要单独占一个焊盘，不允许引脚相碰。对对于于通通孔孔安安装装，无无论论单单面面板板还还是是双双面面板板，元元器器件件一一般般只只能能布布设设在板的元件面上，在板的元件面上，不能布设在焊接面不能布设在焊接面。相相邻邻的的两两
27、个个元元件件之之间间，要要保保持持一一定定的的间间距距，以以免免元元件件之之间间的的碰碰接接。个个别别密密集集的的地地方方须须加加装装套套管管。若若相相邻邻的的元元器器件件的的电电位位差差较较高高，要要保持保持不小于不小于0.5mm0.5mm的安全距离的安全距离。2 2、元器件的安装与布局元器件的安装与布局元器件的安装与布局元器件的安装与布局 本讲稿第十七页，共五十六页 元元器器件件的的布布设设不不得得立立体体交交叉叉和和重重叠叠上上下下交交叉叉，避避免免元元器器件件外外壳壳相碰，如相碰，如图图所示。所示。元元器器件件的的安安装装高高度度要要尽尽量量低低，一一般般元元件件体体和和引引线线离离开
28、开板板面面不不要要超超过过5mm5mm，过过高高则则承承受受振振动动和和冲冲击击的的稳稳定定性性较较差差，容容易易倒倒伏伏与与相相邻邻元器件碰接。如果元器件碰接。如果不考虑散热问题，元器件应紧贴板面安装不考虑散热问题，元器件应紧贴板面安装。根根据据印印制制板板在在整整机机中中的的安安装装位位置置及及状状态态，确确定定元元件件的的轴轴线线方方向向。规规则则排排列列的的元元器器件件应应使使体体积积较较大大的的元元器器件件的的轴轴线线方方向向在在整整机机中中处处于于竖竖立状态立状态，这样这样可以提高元器件在板上的可以提高元器件在板上的稳稳定性，如定性，如图图所示。所示。正确错误较大元件合理不合理本讲
29、稿第十八页，共五十六页 （2 2）元器件的安装方式元器件的安装方式 在在印印制制板板上上，元元器器件件的的安安装装方方式式可可分分为为立立式式与与卧卧式式两两种种，如如图图所所示示。卧式是指元件的卧式是指元件的轴轴向与板面平行，立式向与板面平行，立式则则是垂直的。是垂直的。立式立式安装安装 立立式式固固定定的的元元器器件件占占用用面面积积小小，单单位位面面积积上上容容纳纳元元器器件件的的数数量量多多。这这种种安安装装方方式式适适合合于于元元器器件件排排列列密密集集紧紧凑凑的的产产品品。立立式式安安装装的的元元器器件件要求体积小、重量轻，过大、过重的元器件不宜使用。要求体积小、重量轻，过大、过重
30、的元器件不宜使用。卧式卧式安装安装 与与立立式式安安装装相相比比，元元器器件件具具有有机机械械稳稳定定性性好好、板板面面排排列列整整齐齐等等优优点点，卧卧式式安安装装使使元元器器件件的的跨跨距距加加大大，两两焊焊点点之之间间容容易易走走线线，导导线线布布设设十十分分有利。有利。立式卧式本讲稿第十九页，共五十六页 （3 3）元器件的排列格式元器件的排列格式 元元器器件件在在印印制制板板上上的的排排列列格格式式与与产产品品种种类类和和性性能能要要求求有有关关，通通常常有有不不规则规则排列排列、规则规则排列排列以及以及栅栅格排列格排列三种。三种。不不规规则则排排列列也也称称为为随随机机排排列列。元元
31、器器件件的的轴轴线线方方向向彼彼此此不不一一致致，在在板板上的排列上的排列顺顺序也没有一定序也没有一定规则规则，如，如图图所示。所示。规规则则排排列列也也称称为为坐坐标标排排列列。元元器器件件的的轴轴线线方方向向排排列列一一致致，并并与与板板的的四四边边垂直、平行垂直、平行,如如图图所示。所示。栅栅格格排排列列也也称称为为网网格格排排列列。与与规规则则排排列列相相似似但但要要求求焊焊盘盘的的位位置置一一般般要在正交网格的交点上要在正交网格的交点上,如如图图所示。所示。不规则排列规则排列栅格排列本讲稿第二十页，共五十六页四、四、四、四、印制印制印制印制电电电电路的路的路的路的设计设计设计设计 （
32、1 1）焊盘的）焊盘的形状形状 焊焊盘盘的的形形状状很很多多，常常见见的的圆圆形形、岛岛形形、方方形形以以及及椭椭圆圆形形等等几几种种,如如图图所示。所示。1 1、焊盘焊盘焊盘焊盘的设计的设计的设计的设计 岛形焊盘岛形焊盘椭圆焊盘椭圆焊盘方形焊盘方形焊盘圆形焊盘圆形焊盘焊盘的几种形状焊盘的几种形状本讲稿第二十一页，共五十六页圆形圆形：焊盘与引线孔是同心圆。外径是孔径的：焊盘与引线孔是同心圆。外径是孔径的 2-32-3倍倍。多在元件规则排列方。多在元件规则排列方式中使用。双面板也多采用。式中使用。双面板也多采用。岛型岛型：多用于不规则排列特别是元件采用立式不规则固定时。是顺应高频：多用于不规则排
33、列特别是元件采用立式不规则固定时。是顺应高频电路要求而形成的电路要求而形成的。椭圆形椭圆形：有足够面积增强抗剥离强度，常用于双列直插式：有足够面积增强抗剥离强度，常用于双列直插式ICIC器件。器件。方形方形：在大电流印制板上，可获得大的载流量。：在大电流印制板上，可获得大的载流量。还有其它焊盘种类，如还有其它焊盘种类，如泪滴式、开口式、矩形、多边形及异形泪滴式、开口式、矩形、多边形及异形本讲稿第二十二页，共五十六页圆形圆形焊盘焊盘广泛用于元件规则排列的单、双面印制板中。若板的密度允许，焊盘可大些，焊接时不至于脱落。岛形焊盘岛形焊盘焊盘与焊盘间的连线合为一体。常用于立式不规则排列安装中。比如收录
34、机中常采用这种焊盘。本讲稿第二十三页，共五十六页泪滴式焊盘泪滴式焊盘当焊盘连接的走线较细时常采用，以防焊盘起皮、走线与焊盘断开。这种焊盘常用在高频电路中。多边形焊盘多边形焊盘用于区别外径接近而孔径不同的焊盘，便于加工和装配。椭圆形焊盘椭圆形焊盘这种焊盘有足够的面积增强抗剥能力，常用于双列直插式器件。开口形焊盘开口形焊盘为了保证在波峰焊后，使手工补焊的焊盘孔不被焊锡封死时常用。方形焊盘方形焊盘印制板上元器件大而少、且印制导线简单时多采用。在手工自制PCB时，采用这种焊盘易于实现。本讲稿第二十四页，共五十六页（2 2）焊盘的）焊盘的大小大小 圆圆形形焊盘焊盘的大小尺寸主要取决于引的大小尺寸主要取决
35、于引线线孔的直径和孔的直径和焊盘焊盘的外径的外径 1、引线孔直径优先选用、引线孔直径优先选用0.5、0.8、1.0mm。2、焊盘外径，一般要比引线孔直径大、焊盘外径，一般要比引线孔直径大1.3 mm以上。焊盘外径宜大不宜小。以上。焊盘外径宜大不宜小。（3 3）焊盘的定位）焊盘的定位 元器件的每个引出线都眼在印制板上占据一个焊盘。总的原则是：焊盘位置应尽量元器件的每个引出线都眼在印制板上占据一个焊盘。总的原则是：焊盘位置应尽量使元器件排列整齐一致，尺寸相近的元件，其焊盘间距应力求统一。使元器件排列整齐一致，尺寸相近的元件，其焊盘间距应力求统一。1 1、对于立式固定和不规则排列面板，焊盘位置可不受
36、元器件尺寸与间距的限、对于立式固定和不规则排列面板，焊盘位置可不受元器件尺寸与间距的限制。制。2 2、焊盘中心距离印制板边沿一般应在、焊盘中心距离印制板边沿一般应在2.5 2.5 mm以上，至少应大于板的厚度。以上，至少应大于板的厚度。本讲稿第二十五页，共五十六页 焊焊盘盘之之间间的的连连接接铜铜箔箔即即印印制制导导线线。设设计计印印制制导导线线时时，更更多多要要考考虑虑的的是其是其允允许载许载流量流量和和对对整个整个电电路路电电气性能的影响。气性能的影响。（1 1）印制印制导线导线的的宽宽度度 印印制制导导线线的的宽宽度度主主要要由由铜铜箔箔与与绝绝缘缘基基板板之之间间的的粘粘附附强强度度和
37、和流流过过导导线线的的电电流流强强度度来来决决定定，宽宽窄窄要要适适度度，与与整整个个板板面面及及焊焊盘盘的的大大小小相相协协调调。一般情况下一般情况下，印制板上的印制板上的铜铜箔厚度多箔厚度多为为0.05mm0.05mm，导线导线的的宽宽度度选选在在 1 1 1.5mm1.5mm左左右右就就完完全全可可以以满满足足电电路路的的需需要要。(信信号号线线：1mm1mm以以下下；电电源源、地线：地线：4 4 5 5 mmmm)2 2、印制印制印制印制导线导线导线导线的的的的设计设计设计设计 导线宽度（mm）11.522.533.54导线电流（A）11.522.533.54印制导线宽度与最大工作电流
38、关系印制导线宽度与最大工作电流关系本讲稿第二十六页，共五十六页（2 2）印制印制导线导线的的间间距距 导线之间的间距，应当考虑导线之间的绝缘电阻和击穿电压在最坏的工作导线之间的间距，应当考虑导线之间的绝缘电阻和击穿电压在最坏的工作条件下的要求。印制导线越短，间距越大，绝缘电阻按比例增加。条件下的要求。印制导线越短，间距越大，绝缘电阻按比例增加。导线导线之之间间距距离在离在1.5mm1.5mm时时，绝缘电绝缘电阻超阻超过过10M10M，允，允许许的工作的工作电压电压可达可达300V300V以上以上，间间距距为为1mm1mm时时，允，允许电压为许电压为200V200V。导线间距（mm）0.511.
39、523工作电压（V）100200300500700本讲稿第二十七页，共五十六页（3 3）避免导线的交叉）避免导线的交叉 在在设计设计印制板印制板时时，应应尽量避免尽量避免导线导线的交叉。的交叉。这这一要求，一要求，对对于双面于双面板比板比较较容易容易实现实现，单单面板相面板相对对要困要困难难一些。在一些。在设计单设计单面板面板时时，可能，可能遇到遇到导线绕导线绕不不过过去而不得不交叉的情况，去而不得不交叉的情况，这时这时可以在板的另一面可以在板的另一面（元件面）用（元件面）用导线导线跨接交叉点，即跨接交叉点，即“跳跳线线”、“飞线飞线”，当然，当然，这这种跨接种跨接线线应应尽量少。使用尽量少。
40、使用“飞线飞线”时时，两跨接点的距离一般，两跨接点的距离一般不超不超过过30mm30mm，“飞线飞线”可用可用1mm1mm的的镀铝铜线镀铝铜线，要套上塑料管。，要套上塑料管。（4 4）印制印制导线导线的的形状与走向形状与走向 由于印制板上的由于印制板上的铜铜箔粘箔粘贴贴强强度有限，浸度有限，浸焊时间较长焊时间较长会使会使铜铜箔箔翘翘起和脱落，同起和脱落，同时时考考虑虑到印制到印制导线导线的的间间距，因此距，因此对对印制印制导线导线的形状与走向是有一定的要求的。的形状与走向是有一定的要求的。本讲稿第二十八页，共五十六页 1 1、以以短短为为佳佳，能能走走捷捷径径就就不不要要绕绕远远。尤尤其其对对
41、于于高高频频部部分分的的布布线线尽尽可可能能短短且且直直，以防自激。以防自激。2、除除了了电电源源线线、地地线线等等特特殊殊导导线线外外，导导线线粗粗细细要要均均匀匀，不不要要突突然然由由粗粗变变细或由细变粗。细或由细变粗。3、走走线线平平滑滑自自然然为为佳佳，避避免免急急拐拐弯弯，拐拐角角不不得得小小于于9090度度否否则则会会引引起起导导线线翘起，最佳的拐角形式应是平缓的过度，即拐角的内角外角都是圆弧。翘起，最佳的拐角形式应是平缓的过度，即拐角的内角外角都是圆弧。4、印制导线应避免呈一定角度与焊盘相连，并且、印制导线应避免呈一定角度与焊盘相连，并且过度要圆滑过度要圆滑 5、有有时时为为了了
42、增增加加焊焊接接点点的的牢牢固固，在在单单个个焊焊盘盘的的长长边边中中心心处处与与之之相相连连，即辅助加固导线，也称工艺线，这条导线不起导电的作用。即辅助加固导线，也称工艺线，这条导线不起导电的作用。本讲稿第二十九页，共五十六页 6、导线通过两焊盘之间，而不与它们连通时，应保持导线通过两焊盘之间，而不与它们连通时，应保持最大且相等的最大且相等的间距间距；同样，导线之间的距离也应当均匀相等并保持最大。；同样，导线之间的距离也应当均匀相等并保持最大。7、如果印制导线的宽度超过如果印制导线的宽度超过5mm5mm，则为了避免铜箔因气温变化或焊接时，则为了避免铜箔因气温变化或焊接时过热而鼓起或脱落，要在
43、线条中间留下圆形或缝状的空白处过热而鼓起或脱落，要在线条中间留下圆形或缝状的空白处-镂空处理镂空处理 8、尽量尽量避免印制导线分支避免印制导线分支。9、在板面允许的条件下，电源线及地线的宽度应尽量宽一些，即在板面允许的条件下，电源线及地线的宽度应尽量宽一些，即使面积紧张，一般也使面积紧张，一般也不要小于不要小于1mm1mm。特别是地线，即使局部不允许加宽，。特别是地线，即使局部不允许加宽，也应在允许的地方加宽以降低整个地线系统的电阻。也应在允许的地方加宽以降低整个地线系统的电阻。10 10、布线时应布线时应先考虑信号线，后考虑电源线和地线。先考虑信号线，后考虑电源线和地线。本讲稿第三十页，共五
44、十六页 过孔过孔：层间电气连接。：层间电气连接。引线孔引线孔：元器件固定或定位。：元器件固定或定位。（1 1）过孔过孔 是连接电路的桥梁（孔径一般取是连接电路的桥梁（孔径一般取0.6 0.6 0.8mm 0.8mm），也称），也称通孔、金通孔、金属化孔属化孔。孔壁园柱面上用沉积的方法渡一层金属。一般分。孔壁园柱面上用沉积的方法渡一层金属。一般分盲孔盲孔、埋孔埋孔和和通孔通孔三种。三种。盲孔盲孔是将几层内部印制电路连接并延伸到印制板表面的导通孔；是将几层内部印制电路连接并延伸到印制板表面的导通孔；埋孔埋孔位于印制板内层，是连接内部印制电路而不延伸到印制板表面的导通孔；位于印制板内层，是连接内部印
45、制电路而不延伸到印制板表面的导通孔；通通孔孔则穿过整个电路板，一般只用于电气连接，不用与焊接元件。则穿过整个电路板，一般只用于电气连接，不用与焊接元件。（2 2）引线孔引线孔也称也称元件孔元件孔，兼有机械固定和电气连接双重作用。，兼有机械固定和电气连接双重作用。引线孔的孔径取决于元器件引线直径，若元件引线直径为引线孔的孔径取决于元器件引线直径，若元件引线直径为d1d1，引线，引线孔的孔径为孔的孔径为d d，通常，通常d=d=（d1+0.3 d1+0.3）mmmm。（3 3）安装孔安装孔 用与机械安装用与机械安装 （4 4）定位孔定位孔 用于印制板的加工和检测定位。用于印制板的加工和检测定位。3
46、 3、过孔和引线孔设计、过孔和引线孔设计本讲稿第三十一页，共五十六页五、五、五、五、印制电路板的抗干扰设计印制电路板的抗干扰设计印制电路板的抗干扰设计印制电路板的抗干扰设计 （1 1）尽量加粗接地尽量加粗接地线线 若若接接地地线线很很细细，接接地地电电位位则则随随电电流流的的变变化化而而变变化化，致致使使电电子子设设备备的的定定时时信信号号电电平平不不稳稳，抗抗噪噪声声性性能能变变坏坏。因因此此应应将将接接地地线线尽尽量量加加粗粗，使使它它能能通通过过三三倍倍于于印印制制电电路路板板的的允允许许电电流流。如如有有可可能能，接接地地线线的的宽宽度度应应大于大于3mm3mm。（2 2）单单点接地点
47、接地 单单点点接接地地（也也称称一一点点接接地地）是是消消除除地地线线干干扰扰的的基基本本原原则则，即即将将电电路路中中本本单单元元（级级）的的各各接接地地元元器器件件尽尽可可能能就就近近接接到到公公共共地地线线的的一一段段或或一一个个区区域域里里，如如图图（a a）所所示示，也也可可以以接接到到一一个个分分支支地地线线上上，如如图图（b b）所示。所示。1 1、地线地线地线地线设计设计设计设计 (a)(b)本讲稿第三十二页，共五十六页1、这里所说的这里所说的“点点”是忽略了电阻的几何导电图形，如大面积的地、是忽略了电阻的几何导电图形，如大面积的地、汇流排、粗导线等。汇流排、粗导线等。2、单点
48、接地，除本单元元件，还包括与本单元直接连接或通过电容连接的板外元、单点接地，除本单元元件，还包括与本单元直接连接或通过电容连接的板外元件。件。3、为防止因接地元件过于集中造成排列拥挤，一级电路中可采用多个、为防止因接地元件过于集中造成排列拥挤，一级电路中可采用多个分支（分地线），单这些分支不可与其它单元地地线连接。分支（分地线），单这些分支不可与其它单元地地线连接。4、高频电路采用大面积接地方法，不能采用分地线。一块印制板有、高频电路采用大面积接地方法，不能采用分地线。一块印制板有多个单元电路组成、一个产品有多块印制板组成时，都应采用单点多个单元电路组成、一个产品有多块印制板组成时，都应采用单
49、点接地方式一消除地线干扰。如下图接地方式一消除地线干扰。如下图多板多单元单点接地多板多单元单点接地本讲稿第三十三页，共五十六页（3）合理设计板内地线布局）合理设计板内地线布局 1、在高频电路和大电流回路中，交流地、直流地应分开。、在高频电路和大电流回路中，交流地、直流地应分开。2、高速电路、线性电路应分开。两者地线不能混淆，、高速电路、线性电路应分开。两者地线不能混淆，应分别与电应分别与电源地线相连源地线相连。同时尽量加大线性电路的接地线面积。同时尽量加大线性电路的接地线面积。3、对既有小信号输入端又有大信号输出端的电路，接地端务必分、对既有小信号输入端又有大信号输出端的电路，接地端务必分别用
50、导线连到公共地线上，不能共用一根地线。别用导线连到公共地线上，不能共用一根地线。4、必要时可按单元、按工作状态或集成电路块分别设置地线，各、必要时可按单元、按工作状态或集成电路块分别设置地线，各部分并联汇集到一点接地。部分并联汇集到一点接地。本讲稿第三十四页，共五十六页 尽尽管管电电路路中中有有电电源源的的存存在在，合合理理的的电电源源线线的的布布设设对对抑抑制制干干扰扰仍仍有有着着决定性作用。决定性作用。（1 1）根根据据印印制制线线路路板板电电流流的的大大小小，尽尽量量加加宽宽电电源源线线宽宽度度，减减少少环环路路电电阻阻。同同时时、使使电电源源线线、地地线线的的走走向向和和数数据据传传递