PCB设计规范

7）敏感元件要远离干扰源；有铁芯的电感线圈，应尽量相互垂直放置，且相互 远离以减小相互间的磁耦合；尽可能缩短高频元件的连接线，设法减小它们 的分布参数和相互间的干扰；易受干扰的元件应加屏蔽。
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8）对于比较大、重的元件，要另加支架或紧固件，不能直接焊在印刷线路板 上；可调元件布置时，要考虑到调节方便；线路板需要固定的，应留有紧固 件的位置，放置紧固件的位置应考虑到安装，拆卸方便；若有引出线，最好 使用接线插头。
PCB板设计规范
简介 历史沿革 PCB的分类 各种PCB特点介绍
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一 简介
PCB（printed circuit board），即印制电路 板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制 线路，印制元件或由两者组合而成的导电图 形后制成的板。 它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工 作所需要的电气连接，是实现电子产品小型 化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基 础部件，在电子工业中有广泛应用。本讲义 主要介绍手机PCB的应用特点。
NPN（PNP） TO-92A（单面板）TO-92B（双面板）
INDUCTOR1
INDUCTOR4
AXIAL0.3
OPAMP
DIP8，14，16…
CRYSTAL
XTAL1
VOLTREG
TO-220H
CON2，3，4 SIP2，3，4…
SW-PB
POWER4
SW SPST AXIAL0.4 SW SPDT SW DPDT
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过孔作用是连接不同层面之间的电气连线。一般电路过孔直径 可取0.6～0.8mm，高密度板可减小到0.4mm，尺寸越小则布 线密度越高，过孔的最小极限受制板厂技术设备条件的制约。
4）安装孔：安装孔用于在印制板上固定大型元器件，或将印制板 固定在机壳内部的安装支架上，安装孔根据实际需要选取，优 选选择2.2，3.0，3．5，4.0，4.5，5.0，6.0mm。
2）焊盘外径：焊盘外径的大小主要由所焊接元件的载流量和机 械强度等因素所决定的，一般单面板焊盘外径应大于引线孔 1.5mm以上，双面板大于1.0mm，高密度精密板大于0.5mm。
3）引线孔和过孔：引线孔有电气连接和机械固定双重作用，引 线孔既不能过大，也不能过小。过大容易使焊锡从引线孔流过 而损坏元件，或形成气孔造成焊接缺陷；过小则带来安装困难， 焊锡不能润湿金属孔。引线孔径应比元器件引线直径大0.2～ 0.4mm。
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历史沿革
PCB诞生于上世纪四、五十年代,发展于 上世纪八、九十年代。伴随半导体技术 和计算机技术的进步，印刷电路板向着 高密度,细导线,更多层数的方向发展，其 设计技术也从最初的手工绘制发展到计 算机辅助设计（CAD)和电子设计自动化 （EDA).
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分类
按所用基材的机械特性。可以分为刚 性电路板(Rigid PCB） 、柔性电路板 （Flex PCB）以及刚性柔性结合的电 路板(Flex－Rigid PCB) 按导体图形的层数可分为单面/双面和 多层印制板。手机中的电路板多为高 密度互连多层电路板（high density integrated board)。
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PCB设计流程
元器件封装 PCB外形设计 器件布局 布线设计 规则检查
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三 常用元件及封装形式
元件名称 电阻 可变电阻 普通电容 电解电容 电容器 二极管 稳压二极 发光二极管 三极管 电感 可变电感 放大器 双列直插IC座 晶振 稳压块 接口 按钮 电源 开关 接收二极管 三脚插座
封装形式名称
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四 印制板设计过程 印制电路板（PCB）设计也称印制板排版设计， 通常包括以下过程： （1）确定印制板的外形及结构：
印制板对外连接一般包括电源线、地线、板外元器 件的引线，板与板之间连接线等，绘图时应大致确定 其位置和排列顺序。若采用接插件引出时，要确定接 插件位置和方向。图4－1是温度控制器电路板的板外 连接图，图4－2是计算机上一种插卡外形尺寸草图。
RES2（1、3、4） AXIAL0.3 AXIAL0.4
POT2（1）
VR5(1、2、3、4)
CAP
RAD0.2 RAD0.3
ELECTRO1
RB.2/.4 RB.3/.6 RB.4/.8
CAPACITOR
RAD0.2 RAD0.3
DIODE0.4
ZENER1（2、3） DIODE0.4
LED
DIODE0.4
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(k) LCC16 （贴片元件类）
(l) DIP16 （双列直插类）
(m)TO-220 （三极管类）
图8.1 常见元件封装
2. 元件封装的编号 元件封装的编号规则一般为元件类型+焊盘距离（或焊
盘数）+元件外形尺寸。根据元件封装编号可区别元件封装 的规格。如AXIAL0.6表示该元件封装为轴状，两个管脚焊盘 的间距为0.6英寸（600mil）；RB.3/.6表示极性电容类元件封 装，两个管脚焊盘的间距为0.3英寸（300mil），元件直径为 0.6英寸(600mil)；DIP14表示双列直插式元件的封装，两列共 14个引脚。
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二 PCB的设计
印制板的设计决定印制板的固有特性， 在一定程度上也决定了印制板的制造、 安装和维修的难易程度，同时也影响印 制板的可靠性和成本。所以在设计时应 遵循以下基本原则，综合考虑各项要素， 才能取得较好的设计效果。
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PCB设计的原则
电气连接的准确性 电路板的可测试性 可靠性和环境适应性 工艺性(可制造性) 经济性等
进行印刷电路板设 计时，为了避免导线、 过孔、焊盘及元件间的 距离过近而造成相互干 扰，就必须在他们之间 留出一定的间距，这个 间距就称为安全间距。 右图8为安全间距示意 图。
安全间距
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根据实际经验和具体电路的要求，布线时要掌握以下几条基 本原则。 1）印制导线应尽可能地短，能走直线的就不要绕弯。 2）走线平滑自然，间距能一致的尽量一致，避免急拐弯和尖角 出现。 3）电源线、地线布置在印制板的最边缘，且分两层布置。公共 地线应尽可能多地保留铜箔。 4）首先对单元电路进行布线，之后再进行单元电路之间的布线； 先对核心器件（如晶体管、集成电路为核心的单元电路）布 线，再对外围元件布线。 5）将大部分导线布置在印刷电路板的底面，其余少部分导线布 置在顶面。两层面的导线应相互垂直，减小相互间的干扰， 避免平行线效应。
2）走线要简捷：印制导线走线要简捷，尽可能使走线短、直、平滑，特别是高 频、高电压电路部分。
3）粗细要适当：同一类型的导线应尽可能采用相同的宽度，电源线、地线和大 电流线线必须保证足够宽度。特别是地线，在版面允许的条件下尽可能宽一 些。
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焊盘设计：焊盘是焊接元件的地方，元件的一根引线只能对应 一个焊盘，不允许一个焊盘焊接多个元件引线。焊盘之间是由 印制导线连接起来的。
5）工艺原则：满足工艺、检测、维修方面的要求，既要考虑元器件排列顺序、 方向、引线间距，又要考虑到印制板检测的需要，设置必要的调整空间和测 试点。
6）散热原则：发热元器件应放在有利于散热的位置；发热量较大的元件，应尽 可能放置在有利于散热的位置或靠近机壳；发热元器件不宜贴板安装；如电 源电路中发热量大的器件，可以考虑放在机壳上；热敏元件要远离发热元件。
PHOTO
LAMP NEON
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常用元件封装形式实物图 （见PDF文件）
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1. 元件封装的分类
表面粘贴式元件封装：现在，越来越多的元件采用此类 封装。这类元件在焊接时元件与其焊盘在同一层。故在其焊 盘属性对话框中，Layer属性必须为单一板层（如Top layer 或Bottom layer）。
每个焊盘中心都钻有引线孔，孔径要比所插入元件引线直径略 大些，但不要过大。否则，焊锡易从引线孔中流过而损坏被焊 元件，或由于元件的活动容易造成虚焊。元件引线孔直径优先 采用0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。
（a）圆形
（b）方形
（c）矩形焊盘
图4－3焊盘形状
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1）焊盘形状：焊盘形状有很多样式（如图3－3所示），圆形焊 盘，焊盘与穿线孔为一同心圆，其外径一般为2～3倍孔径。焊 盘不宜过小，太小则在焊接中极易脱落。至于采用何种形状的 焊盘，应根据元器件封装和引线的形状、大小来确定。
（2）印制板外形尺寸受各种因素制约，在设计时注意考虑以下因 素： 1）形状：优先考虑矩形。 2）安装、定位：考虑印制板的安装、固定孔位，安装某些特殊 元器件或插接定位用的孔、糟等几何形状的位置和尺寸，印制 板与机壳或其他结构件连接的螺孔位置及孔径应明确标出。
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3）类型：建议优先采用双面印制板布线，若电路比较 简单可采用单面板，若电路非常复杂可采多层印制板 布线。
2）信号流向原则：按信号流向排列，一般从输入级开始，到输出级终止， 避免输入输出部分交叉；将高频和低频部分电路分开来布置。
3）就近原则：当印制板上对外连接确定后，相关电路部分应就近安放，避 免走远路，绕弯子，尤其忌讳交叉穿插。每个单元电路，应以核心器件 为中心，围绕它进行布局。
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4）美观原则：在保证电路功能和性能指标的前提下，元件排列应均匀、整齐、 紧凑、疏密得当。单元电路之间的引线应尽可能短，引出线数目尽可能少。
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布局原则：元件排列对电子设备的性能影响很大，不同电路在排列元件 时有不同的要求。因此，在动手安装前，首先要分析电路原理图，了解 电路元件的特性。排列元器件时应考虑下列因素。
1）排列顺序：先大后小，先放置面积较大的元器件；先集成后分立，放 置集成电路后，再在其周围放置其它分立器件；先主后次，先放置主电 路器件，之后放置次电路，先放置核心器件，再放置其它附属器件。
布线原则：布线是按照原理图线路连接要求将元器件通过印制导线连接，这是 印制板设计中的关键步骤，具体布线要把握以下要点：
1）连接正确：印制板上的印制导线与电路原理图的连接线有很大的区别，在印 制板上的所有导线不能相互交叉，若相互交叉则交叉导线是相互连接的，这 是我们在布置印制导线时特别注意的问题，利用Protell绘图软件绘图可以将 失误减到尽可能小的程度。
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图4－1 温度控制器电路板的板外连接草图
图4－2 外形尺寸草图示例
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（1）印制板外形尺寸确定：根据产品的结构要求，考虑对原材料 的有效利用，应选取合适的尺寸，不应选用过大也不应选用过 小。选材过大，元件排列稀疏，浪费材料；选材过，元件密集 度又高，元件引线，外壳又易相碰，给安装、调试、维修带来 不方便。
（a）AXIAL0.4 （电阻类）
(b)DIODE0.4
( c)RAD0.4
(d) FUSE
（二极管类） （无极性电容类） （保险管）
(e)XATAL1 （晶振类）
(f)VR5（电位器类）
(g) SIP8（单列直插类）
(h) RB.2/.4 （极性电容类）
(i)DB9/M （D型连接器）
(j) TO-92B （小功率三极管）
4）方便：对电路中的可调节元件要置于有利于调节位 置。
5）把要放置到本印制板上的所有元件在印制板的区域 上排列起来，确定印刷线路板的面积和元件的大致位 置，位于边缘的元件，应离印刷线路板边至少应大于 2mm。
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（2）元件布局：
布局就是将电路元器件放在印制板布线区内，布局 是否合理不仅影响后面的布线工作，而且对整个电 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时尽可能按 元器件轴线方向排列，元器件以卧式安装为主，并 与板的四边垂直或平行，这样排列元件版面美观、 整齐、规范，对安装调试及维修均较方便。 元器件安装尺寸：设计PCB时，元器件的间距通常 采用0.1英寸即2.54mm为一个间距单位，设计PCB 时尽可能采用这个单位，既有利与Protel 绘图，又 有利于使安装规范，便于PCB加工和检测。
9）某些元件或导线间有较大电位差者，应加大它们之间的距离；元件外壳之 间的距离，应根据它们之间的电压来确定，不应小于0.5mm。个别密集的地 方应加套管。
10）对称式的电路，如推挽功放，桥式电路等，应注意元件的对称性，尽可能 使其分布参数一致；位于边缘的元件，应离印刷线路板边至少应大于2mm。
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Hale Waihona Puke Baidu （3）布线设计
5）定位孔：定位孔是印制板加工和检测定位用的。一般采用三 孔定位方式，孔径根据装配工艺确定。
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印制导线设计：印制导线的宽度确定：印刷线路板上的印制导 线宽度主要由印刷导线与绝缘板之间的粘附强度和流过它们的 电流值决定的。印制导线宽度和间距可根据布线的实际情况进 行选择。
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安全间距（Clearance）