第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作

1、第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 第第6 6章章 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 6.1 6.1 覆銅板覆銅板 一、覆銅板的作用與分類一、覆銅板的作用與分類 1. 1.按基板材料分：按基板材料分： 紙基板覆銅板：價(jià)格低廉、但性能較差，主要用于低頻和民紙基板覆銅板：價(jià)格低廉、但性能較差，主要用于低頻和民 用產(chǎn)品中。用產(chǎn)品中。 玻璃布板覆銅板、合成纖維覆銅板：價(jià)格較貴，但性能較好，玻璃布板覆銅板、合成纖維覆銅板：價(jià)格較貴，但性能較好， 主要用在高頻和軍用產(chǎn)品中。主要用在高頻和軍用產(chǎn)品中。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 2. 2.按黏劑樹脂分：按黏劑樹脂分： 酚醛覆銅板、環(huán)氧覆銅板、聚酯覆銅板、聚四氟乙烯覆銅板

2、、酚醛覆銅板、環(huán)氧覆銅板、聚酯覆銅板、聚四氟乙烯覆銅板、 聚釀亞胺覆銅板等。聚釀亞胺覆銅板等。 當(dāng)頻率高于數(shù)百兆赫時(shí)，必須用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗小的材料當(dāng)頻率高于數(shù)百兆赫時(shí)，必須用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗小的材料 （如聚四氟乙烯和高頻陶瓷）做基板。（如聚四氟乙烯和高頻陶瓷）做基板。 3. 3.按結(jié)構(gòu)分：按結(jié)構(gòu)分： 單面覆銅板：絕緣基板的一面覆有銅箔的覆銅板。單面覆銅板：絕緣基板的一面覆有銅箔的覆銅板。 主要用在電性能要求不高的電子設(shè)備（如收音機(jī)、電視機(jī)、常主要用在電性能要求不高的電子設(shè)備（如收音機(jī)、電視機(jī)、常 規(guī)電子儀表等）上做印制電路板用。規(guī)電子儀表等）上做印制電路板用。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作

3、 雙面覆銅板：絕緣基板的兩面覆有銅箔的覆銅板。雙面覆銅板：絕緣基板的兩面覆有銅箔的覆銅板。 主要用于布線密度較高的電子設(shè)備（如電子計(jì)算機(jī)、電子交主要用于布線密度較高的電子設(shè)備（如電子計(jì)算機(jī)、電子交 換機(jī)等）上座印制電路板用。換機(jī)等）上座印制電路板用。 軟性覆銅板：用柔性材料為基材與銅箔熱壓而成。軟性覆銅板：用柔性材料為基材與銅箔熱壓而成。 有單層、雙層和多層幾種，該覆銅板魚油課折疊、彎曲、卷有單層、雙層和多層幾種，該覆銅板魚油課折疊、彎曲、卷 繞成螺旋形的優(yōu)點(diǎn)，由軟性覆銅板制作的印制電路板可以端接、繞成螺旋形的優(yōu)點(diǎn)，由軟性覆銅板制作的印制電路板可以端接、 排列到任意規(guī)定的位置，是電子產(chǎn)品的內(nèi)部

4、空間得到充分利用。排列到任意規(guī)定的位置，是電子產(chǎn)品的內(nèi)部空間得到充分利用。 廣泛應(yīng)用與通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化儀器、導(dǎo)彈和汽廣泛應(yīng)用與通信設(shè)備、電子計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化儀器、導(dǎo)彈和汽 車儀表燈電子產(chǎn)品的印制電路板的制作上。車儀表燈電子產(chǎn)品的印制電路板的制作上。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 二、常用覆銅板及其選用二、常用覆銅板及其選用 特點(diǎn)：價(jià)格低廉，但機(jī)械強(qiáng)度低、不耐高溫、阻燃性差、抗特點(diǎn)：價(jià)格低廉，但機(jī)械強(qiáng)度低、不耐高溫、阻燃性差、抗 濕性能差等。濕性能差等。 主要用在低頻和中、低檔的民用產(chǎn)品中（如收音機(jī)等）的印主要用在低頻和中、低檔的民用產(chǎn)品中（如收音機(jī)等）的印 制電路板。制電路板。 特點(diǎn)：

5、質(zhì)輕、電氣和機(jī)械性能良好、加工方便等，但價(jià)格較高。特點(diǎn)：質(zhì)輕、電氣和機(jī)械性能良好、加工方便等，但價(jià)格較高。 主要用在工作溫度較高、工作頻率較高的無線電設(shè)備中作印制主要用在工作溫度較高、工作頻率較高的無線電設(shè)備中作印制 電路板電路板 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 特點(diǎn)：耐溫范圍寬，絕緣性能好，耐腐蝕等，但價(jià)格高，主特點(diǎn)：耐溫范圍寬，絕緣性能好，耐腐蝕等，但價(jià)格高，主 要用在高頻和超高頻線路中作印制電路板，如航空航天和軍工產(chǎn)要用在高頻和超高頻線路中作印制電路板，如航空航天和軍工產(chǎn) 品中。品中。 4. 4.聚苯乙烯覆銅箔板聚苯乙烯覆銅箔板 用膠黏劑將聚苯乙烯板和銅箔粘接而成的覆銅箔板，主要用膠黏劑將聚

6、苯乙烯板和銅箔粘接而成的覆銅箔板，主要 用作高頻和超高頻印制線路板和印制元件，如微波爐中的定向耦用作高頻和超高頻印制線路板和印制元件，如微波爐中的定向耦 合器等。合器等。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 印制電路板的設(shè)計(jì)印制電路板的設(shè)計(jì) 印制電路板的設(shè)計(jì)，是根據(jù)設(shè)計(jì)人員的意 圖，將電原理圖轉(zhuǎn)換成印制板圖、確定加工技 術(shù)要求的過程。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 印制電路板簡(jiǎn)稱印制電路板簡(jiǎn)稱PCBPCB板，是由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配板，是由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配 焊接電子元器件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙焊接電子元器件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙 重作用重作用，是電子產(chǎn)品的核心

7、部件，是電子產(chǎn)品的核心部件。 1 1印制電路板可以實(shí)現(xiàn)電路中各個(gè)元器件的電氣連接，印制電路板可以實(shí)現(xiàn)電路中各個(gè)元器件的電氣連接， 代替復(fù)雜的布線，減少接線工作量和連線的差錯(cuò)，簡(jiǎn)化了裝代替復(fù)雜的布線，減少接線工作量和連線的差錯(cuò)，簡(jiǎn)化了裝 配、焊接和調(diào)試的工作，降低了產(chǎn)品成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)配、焊接和調(diào)試的工作，降低了產(chǎn)品成本，提高了勞動(dòng)生產(chǎn) 率。率。 2 2布線密度高，縮小了整機(jī)體積，有利于電子產(chǎn)品的小布線密度高，縮小了整機(jī)體積，有利于電子產(chǎn)品的小 型化。型化。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 3 3印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，可以采用標(biāo)準(zhǔn)印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，可以采用標(biāo)準(zhǔn) 化設(shè)計(jì)，有

8、利于提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，有利于實(shí)化設(shè)計(jì)，有利于提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，有利于實(shí) 現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)?，F(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)。 4 4可以使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備可以使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備 件，便于電子整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。件，便于電子整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 二、二、印制電路板設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容印制電路板設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 印制電路板的設(shè)計(jì)包括電路設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)（即印制導(dǎo)線 設(shè)計(jì)）兩部分。設(shè)計(jì)的過程應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品的電原理圖及電子 產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)來進(jìn)行。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容包括： 1.熟悉原理圖中的每個(gè)元器件，掌握每個(gè)元器件外形尺寸、

9、 封裝形式、引線方式、管腳排列順序、各管腳功能及其形狀等， 由此確定哪些原件需安裝散熱片，散熱面積需多大；哪些元件 裝在板上，哪些在板外；哪些元件需要加固等。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 2.找到線路中可能產(chǎn)生電磁干擾的干擾源，以及易受外界 干擾的敏感元件，確定排除干擾的措施。 3.根據(jù)電氣性能和機(jī)械性能，布設(shè)導(dǎo)線和組件，確定元器 件的安裝方式、位置和尺寸，確定印制導(dǎo)線的寬度、間距和焊 盤的直徑、孔距等。 4.確定印制電路板的尺寸、形狀、材料、種類及外部連接 和安裝方法。 對(duì)于主要由分立元件組成的不太復(fù)雜的電路，可采用單 面板設(shè)計(jì)； 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 對(duì)于集成電路較多的較復(fù)雜的電路，

10、因器件引線間距小，引 腳數(shù)目多，單面布設(shè)印制線不交叉又十分困難，因而可采用雙面 板設(shè)計(jì)。 （1）決定印制板的尺寸、形狀、材料外部連接和安裝方法。 （2）布設(shè)導(dǎo)線和組件，確定印制導(dǎo)線的寬度、間距和焊盤 的直徑和孔徑。 （3）制作照相底圖 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 三、電子元器件布局、排列的原則與方法三、電子元器件布局、排列的原則與方法 1 1元器件布局的元器件布局的原則原則 印制電路板上元件的排列稱為布局。印制電路板的設(shè)計(jì)是 根據(jù)電路原理圖及元器件的特點(diǎn)，研究各元器件的布局排列， 確定它們?cè)谟≈齐娐钒迳系淖罴盐恢谩?應(yīng)遵循以下原則： 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （1）應(yīng)保證電路性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)

11、對(duì)于高頻電路：元器件布局時(shí)解決的主要問題是減小分 布參數(shù)的影響；布局不當(dāng)，將會(huì)使分布電容、接線電感、接地 電阻等分布參數(shù)增大，直接改變高頻電路的參數(shù)，從而影響電 路基本指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 在高增益放大電路中，尤其是多級(jí)放大器中，元器件布 局不合理，可能引起輸出對(duì)輸入或后級(jí)對(duì)前級(jí)的寄生反饋，容 易造成信號(hào)失真、電路工作不穩(wěn)定，甚至產(chǎn)生自激，破壞電路 的正常工作。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 在脈沖電路中，傳輸、放大的信號(hào)時(shí)陡峭的窄脈沖，其 上升沿或下降沿的時(shí)間很短，諧波成分比較豐富，如果元器件 布局不當(dāng)，就會(huì)使脈沖信號(hào)在傳輸中產(chǎn)生波形畸變，前后沿變 壞，電路達(dá)不到規(guī)定的要求。 無論什么電路，所使用的元

12、器件，特別是半導(dǎo)體器件， 對(duì)溫度會(huì)非常敏感，因而元器件布局應(yīng)采取有利機(jī)內(nèi)散熱和防 熱的措施，以保證電路性能指標(biāo)不受溫度的影響。 元器件的布局應(yīng)使電磁場(chǎng)的影響減小到最低限度。所以 元器件布局時(shí)，應(yīng)采取屏蔽、隔離等措施，避免電路之間形成 干擾，并防止外來干擾，以保證電路正常穩(wěn)定工作。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （2）應(yīng)有利于布線，方便于布線。 元器件布設(shè)的位置，直接決定著布線長(zhǎng)度和敷設(shè)路徑；布 線長(zhǎng)度和走線方向不合理，會(huì)增加分布參數(shù)和產(chǎn)生寄生耦合， 使電子產(chǎn)品的高頻性能變差，干擾增加；而且不合理的走線還 會(huì)給裝接、調(diào)試、維修等工作帶來麻煩。 （3）應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝的要求 電子設(shè)備的組裝要求結(jié)構(gòu)緊湊

13、，外觀性好、重量平衡、防 震、耐震等。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 重量大的元器件及部件的位置應(yīng)分布合理，是整機(jī)重心降 低，機(jī)內(nèi)重量分布均勻。如：將體積大、易發(fā)熱的電源變壓器 固定在設(shè)備機(jī)箱的底板上，使整機(jī)重心靠下；千萬不要將其直 接裝在印制板上，否則會(huì)使印制板變形，工作時(shí)散發(fā)出的大量 熱量會(huì)嚴(yán)重影響電路的正常工作。對(duì)那些耐沖擊振動(dòng)能力差或 工作性能受沖擊振動(dòng)影響較大的元器件及部件，在布局時(shí)應(yīng)充 分考慮采取防震、耐震的措施。 元器件布局時(shí)，應(yīng)考慮排列的美觀性。盡管導(dǎo)線縱橫交叉、 長(zhǎng)短不一，但外觀要力求平直、整齊和對(duì)稱，使電路層次分明， 信號(hào)的進(jìn)出、電源的供給、主要元器件和回路的安排順序妥當(dāng)，

14、使眾多的元器件排列的繁而不亂、雜而有章。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （4）應(yīng)有利于設(shè)備的 裝配、調(diào)試和維修 （5）應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品的工作環(huán)境等因素來合理布局。 溫度較高的場(chǎng)合發(fā)熱元件之間要留有足夠的空間散熱，必 要時(shí)安裝風(fēng)扇散熱；濕度較大的場(chǎng)合要考慮選用密封性好的元 器件，并采取除濕措施，干燥時(shí)要注意采取防靜電感應(yīng)措施。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （1）按電路組成順序成直線排列方法 根據(jù)主要信號(hào)的放大、變換的傳遞順序按級(jí)成直線布置，電 子管電路、晶體管電路及以集成電路為中心的電路都是如此。 優(yōu)點(diǎn)： 電路結(jié)構(gòu)清楚，便于布設(shè)、檢查，也便于各級(jí)電路的屏蔽 或隔離。 輸出級(jí)與輸入級(jí)相距甚遠(yuǎn)，使級(jí)間寄

15、生反饋減小。 前后級(jí)之間銜接較好，可使連接線最短，減小電路的分布 參數(shù)。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （2）按電路性能及特點(diǎn)的排列方法 對(duì)高頻電路組件，由于信號(hào)頻率高，相互之間容易產(chǎn)生干對(duì)高頻電路組件，由于信號(hào)頻率高，相互之間容易產(chǎn)生干 擾和輻射，排列時(shí)應(yīng)注意組件之間的距離越小越好，引線要短擾和輻射，排列時(shí)應(yīng)注意組件之間的距離越小越好，引線要短 而直，可相互交叉，但不能平行排列。而直，可相互交叉，但不能平行排列。 對(duì)推挽電路、橋式電路等對(duì)稱性電路組件的排列，應(yīng)注意對(duì)推挽電路、橋式電路等對(duì)稱性電路組件的排列，應(yīng)注意 組件布設(shè)位置和走線的對(duì)稱性，使對(duì)稱組件的分布參數(shù)也盡可組件布設(shè)位置和走線的對(duì)稱性

16、，使對(duì)稱組件的分布參數(shù)也盡可 能一致。能一致。 電路中，高電位的組件應(yīng)排列在橫軸方向上，低電位的組電路中，高電位的組件應(yīng)排列在橫軸方向上，低電位的組 件應(yīng)排列在縱軸方向上，可使地電流集中在縱軸附近，以免竄件應(yīng)排列在縱軸方向上，可使地電流集中在縱軸附近，以免竄 流，減少高電位組件對(duì)低電位組件的干擾。流，減少高電位組件對(duì)低電位組件的干擾。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 如果遇到干擾電路靠近放大電路的輸入端，在布設(shè)時(shí)又無如果遇到干擾電路靠近放大電路的輸入端，在布設(shè)時(shí)又無 法拉開兩者的距離時(shí)，可改變相鄰的兩個(gè)組件的相對(duì)位置，以法拉開兩者的距離時(shí)，可改變相鄰的兩個(gè)組件的相對(duì)位置，以 減小脈動(dòng)及噪聲干擾。減

17、小脈動(dòng)及噪聲干擾。 為了防止通過公共電源饋線系統(tǒng)對(duì)各級(jí)電路形成干擾，常為了防止通過公共電源饋線系統(tǒng)對(duì)各級(jí)電路形成干擾，常 用去耦電路，在布設(shè)去耦組件時(shí)，應(yīng)注意將它們放在有關(guān)電路用去耦電路，在布設(shè)去耦組件時(shí)，應(yīng)注意將它們放在有關(guān)電路 的電源進(jìn)線處，使去耦電路能有效的起退耦作用，不讓本級(jí)信的電源進(jìn)線處，使去耦電路能有效的起退耦作用，不讓本級(jí)信 號(hào)通過電源線泄露出去，因此要將每一級(jí)電路的去耦電容和電號(hào)通過電源線泄露出去，因此要將每一級(jí)電路的去耦電容和電 阻緊靠在一起，并且電容應(yīng)就近接地。阻緊靠在一起，并且電容應(yīng)就近接地。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （3）按元器件的特點(diǎn)及特殊要求合理排列。）按元器件

18、的特點(diǎn)及特殊要求合理排列。 敏感組件的排列要注意遠(yuǎn)離敏感區(qū)。如熱敏組件不要靠近敏感組件的排列要注意遠(yuǎn)離敏感區(qū)。如熱敏組件不要靠近 發(fā)熱組件，光敏組件要注意光源的位置。發(fā)熱組件，光敏組件要注意光源的位置。 磁場(chǎng)較強(qiáng)的組件，在放置時(shí)應(yīng)注意其周圍應(yīng)有適當(dāng)?shù)目臻g磁場(chǎng)較強(qiáng)的組件，在放置時(shí)應(yīng)注意其周圍應(yīng)有適當(dāng)?shù)目臻g 或采取屏蔽措施，以減小對(duì)臨近電路的影響。它們之間應(yīng)注意或采取屏蔽措施，以減小對(duì)臨近電路的影響。它們之間應(yīng)注意 放置的角度，一般應(yīng)相互垂直或稱某一角度放置，不應(yīng)平行安放置的角度，一般應(yīng)相互垂直或稱某一角度放置，不應(yīng)平行安 放，以免相互影響。放，以免相互影響。 高壓器件或?qū)Ь€，在排列時(shí)要注意和其他

19、元器件保持適當(dāng)高壓器件或?qū)Ь€，在排列時(shí)要注意和其他元器件保持適當(dāng) 的距離，防止擊穿與打火。的距離，防止擊穿與打火。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 需要散熱的元器件，要裝在散熱器上或裝在作為散熱器的機(jī)需要散熱的元器件，要裝在散熱器上或裝在作為散熱器的機(jī) 器底板上，且排列時(shí)注意有利于這些元器件的通風(fēng)散熱，并遠(yuǎn)器底板上，且排列時(shí)注意有利于這些元器件的通風(fēng)散熱，并遠(yuǎn) 離熱敏感元器件（二極管、三極管等）。離熱敏感元器件（二極管、三極管等）。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （4）從結(jié)構(gòu)工藝上考慮元器件的排列方法）從結(jié)構(gòu)工藝上考慮元器件的排列方法 為防止印制板組裝后的翹曲變形，元器件的排列要盡量為防止印制板組裝

20、后的翹曲變形，元器件的排列要盡量 對(duì)稱，重量平衡，重心盡量靠板子的中心或下部，采用大板子對(duì)稱，重量平衡，重心盡量靠板子的中心或下部，采用大板子 組裝時(shí)，還應(yīng)考慮在板子上使用加強(qiáng)筋。組裝時(shí)，還應(yīng)考慮在板子上使用加強(qiáng)筋。 組件在板子上排列應(yīng)整齊，不應(yīng)隨便傾斜放置，軸向引組件在板子上排列應(yīng)整齊，不應(yīng)隨便傾斜放置，軸向引 出線的組件一般采用臥式跨接，使重心降低，有利于保證自動(dòng)出線的組件一般采用臥式跨接，使重心降低，有利于保證自動(dòng) 焊接時(shí)的質(zhì)量。焊接時(shí)的質(zhì)量。 對(duì)于組裝密度大，電氣上有特殊要求的電路，可采用立對(duì)于組裝密度大，電氣上有特殊要求的電路，可采用立 式跨接。同尺寸的元器件或尺寸相差很小的元器件的

21、插裝孔距式跨接。同尺寸的元器件或尺寸相差很小的元器件的插裝孔距 應(yīng)盡量統(tǒng)一，便于組件引線的折彎和插裝機(jī)械化。應(yīng)盡量統(tǒng)一，便于組件引線的折彎和插裝機(jī)械化。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 在組件排列時(shí)，組件外殼或引線至印制板的邊緣距離不得在組件排列時(shí)，組件外殼或引線至印制板的邊緣距離不得 小于小于2mm。在一排組件或部件中，兩相鄰組件外殼之間的距離。在一排組件或部件中，兩相鄰組件外殼之間的距離 應(yīng)根據(jù)工作電壓來選擇，但不得小于應(yīng)根據(jù)工作電壓來選擇，但不得小于1mm。機(jī)械固定用的墊圈。機(jī)械固定用的墊圈 等零件與印制導(dǎo)線之間的距離不得小于等零件與印制導(dǎo)線之間的距離不得小于2mm。 對(duì)于可調(diào)組件或需要更換

22、頻繁的元器件，應(yīng)放在機(jī)器便對(duì)于可調(diào)組件或需要更換頻繁的元器件，應(yīng)放在機(jī)器便 于打開，容易接觸或觀察的地方，利于調(diào)整與維修。于打開，容易接觸或觀察的地方，利于調(diào)整與維修。 對(duì)于比較重的組件，在板上要用支架或固定夾進(jìn)行裝卡，對(duì)于比較重的組件，在板上要用支架或固定夾進(jìn)行裝卡， 以免組件引線承受多大的盈利。以免組件引線承受多大的盈利。 若印制板不能承載的組件，應(yīng)在板外用金屬托架安裝，若印制板不能承載的組件，應(yīng)在板外用金屬托架安裝， 并注意固定及防振。并注意固定及防振。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 四、四、印制板的設(shè)計(jì)步驟和方法印制板的設(shè)計(jì)步驟和方法 1.1.選定印制板選定印制板基板的選材基板的選材 2

23、.2.印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì)印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì) 3.3.印制電路板上地線的設(shè)計(jì)印制電路板上地線的設(shè)計(jì) 5.5.排版聯(lián)線圖的設(shè)計(jì)排版聯(lián)線圖的設(shè)計(jì) 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 四、四、印制板的設(shè)計(jì)步驟和方法印制板的設(shè)計(jì)步驟和方法 1. 1.選定印制板選定印制板基板的選材基板的選材 （1 1）材料的選擇。印制板的材料選擇必須考慮到電氣和機(jī)械）材料的選擇。印制板的材料選擇必須考慮到電氣和機(jī)械 特性。特性。 （2 2）厚度的確定。主要是考慮印制板上裝有的所有元器件重）厚度的確定。主要是考慮印制板上裝有的所有元器件重 量的承受能力和使用中承受的機(jī)械負(fù)荷能力。量的承受能力和使用中承受的機(jī)械負(fù)

24、荷能力。 （3 3）形狀和尺寸。從裝配工藝角度考慮兩個(gè)方面問題：）形狀和尺寸。從裝配工藝角度考慮兩個(gè)方面問題： 一：便于自動(dòng)化安裝；一：便于自動(dòng)化安裝； 另：便于將印制板組裝成不同規(guī)格的產(chǎn)品，且安裝方便、固另：便于將印制板組裝成不同規(guī)格的產(chǎn)品，且安裝方便、固 定可靠。定可靠。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 2. 2.印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì)印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì) 不規(guī)則排列、坐標(biāo)排列和坐標(biāo)格排列三種方式。不規(guī)則排列、坐標(biāo)排列和坐標(biāo)格排列三種方式。 （1 1）不規(guī)則排列。主要用在高頻電路）不規(guī)則排列。主要用在高頻電路 特點(diǎn)：可以減少印制導(dǎo)線的長(zhǎng)度，減少分布電容和接線電特點(diǎn)：可以減少印制導(dǎo)

25、線的長(zhǎng)度，減少分布電容和接線電 感，減少高頻干擾，使電路工作穩(wěn)定。感，減少高頻干擾，使電路工作穩(wěn)定。 元器件的不規(guī)則排列 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （2 2）坐標(biāo)排列。）坐標(biāo)排列。 元器件的軸向和印制電路板的四邊平行或垂直排列元器件的軸向和印制電路板的四邊平行或垂直排列 特點(diǎn)：外觀整齊美觀，但僅適用于頻率低于特點(diǎn)：外觀整齊美觀，但僅適用于頻率低于30MH30MHZ Z的電路的電路 元器件的坐標(biāo)排列 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （3 3）坐標(biāo)格排列。）坐標(biāo)格排列。 元器件的軸向必須與印制電路板的四邊平行或垂直放置，元器件的軸向必須與印制電路板的四邊平行或垂直放置， 元器件安裝孔的圓心必須放置在

26、坐標(biāo)格的交點(diǎn)上。元器件安裝孔的圓心必須放置在坐標(biāo)格的交點(diǎn)上。 優(yōu)點(diǎn)：元器件排列整齊美觀，維修時(shí)尋找元器件和測(cè)試點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：元器件排列整齊美觀，維修時(shí)尋找元器件和測(cè)試點(diǎn) 方便，印制電路板加工時(shí)孔位易于對(duì)其，也便于自動(dòng)化生產(chǎn)。方便，印制電路板加工時(shí)孔位易于對(duì)其，也便于自動(dòng)化生產(chǎn)。 元器件的坐標(biāo)格排列 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 3. 3.印制電路板上地線的設(shè)計(jì)印制電路板上地線的設(shè)計(jì) 要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的電源線及底線，原則是：要設(shè)計(jì)統(tǒng)一的電源線及底線，原則是： （1 1）一般將公共地線布置在印制電路板的邊緣，便于印制電）一般將公共地線布置在印制電路板的邊緣，便于印制電 路板安裝在機(jī)殼上，也便于與機(jī)殼連接。電路中

27、導(dǎo)線與電路板的路板安裝在機(jī)殼上，也便于與機(jī)殼連接。電路中導(dǎo)線與電路板的 邊緣留有一定的距離，便于機(jī)械加工，有利于提高電路的絕緣性邊緣留有一定的距離，便于機(jī)械加工，有利于提高電路的絕緣性 能。能。 （2 2）設(shè)計(jì)高頻電路時(shí)，為減小引線電感和接地阻抗，地線應(yīng)）設(shè)計(jì)高頻電路時(shí)，為減小引線電感和接地阻抗，地線應(yīng) 有足夠的寬度，否則，放大器的電性能易下降，電路也容易產(chǎn)生有足夠的寬度，否則，放大器的電性能易下降，電路也容易產(chǎn)生 自激振蕩。自激振蕩。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （3 3）印制電路板上每級(jí)電路的地線，在許多情況下可設(shè)計(jì)）印制電路板上每級(jí)電路的地線，在許多情況下可設(shè)計(jì) 成自封閉回路，可保證每級(jí)

28、電路的高頻地電流主要在本級(jí)回路中成自封閉回路，可保證每級(jí)電路的高頻地電流主要在本級(jí)回路中 流通，而不流過其他級(jí)，可減小級(jí)間地電流的耦合。流通，而不流過其他級(jí)，可減小級(jí)間地電流的耦合。 同時(shí)，由于電路四周都圍有地線，便于接地元器件就近接地，同時(shí)，由于電路四周都圍有地線，便于接地元器件就近接地， 減小了引線電感。減小了引線電感。 但，在外界有強(qiáng)磁場(chǎng)的情況下，地線不能接成回路，以避免但，在外界有強(qiáng)磁場(chǎng)的情況下，地線不能接成回路，以避免 封閉地線組成的線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響電路的電性能。封閉地線組成的線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響電路的電性能。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 4. 4.輸入輸出端的設(shè)計(jì)輸入輸出端

29、的設(shè)計(jì) （1 1）輸入、輸出端應(yīng)盡量按信號(hào)流程順序排列，使信號(hào)便于）輸入、輸出端應(yīng)盡量按信號(hào)流程順序排列，使信號(hào)便于 流通，并可減小導(dǎo)線之間的寄生干擾。流通，并可減小導(dǎo)線之間的寄生干擾。 （2 2）輸入、輸出端應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離，在可能的情況下最好用）輸入、輸出端應(yīng)盡可能的遠(yuǎn)離，在可能的情況下最好用 地線隔離開，可減小輸入、輸出端信號(hào)的相互干擾。地線隔離開，可減小輸入、輸出端信號(hào)的相互干擾。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 5. 5.排版聯(lián)線圖的設(shè)計(jì)排版聯(lián)線圖的設(shè)計(jì) 用簡(jiǎn)單線表示印制導(dǎo)線的走向和元器件的連接關(guān)系的圖樣。用簡(jiǎn)單線表示印制導(dǎo)線的走向和元器件的連接關(guān)系的圖樣。 （a）電原理圖 （b）排版連線

30、圖 當(dāng)電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，可不畫排版連線圖。當(dāng)電路比較簡(jiǎn)單時(shí)，可不畫排版連線圖。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （a）制版電路原理圖（b）正確的制版方向 （c）錯(cuò)誤的制版方向 由原理圖到印制版圖的排版方向 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 集成電路的排版方向 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 五、五、印制電路板的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)印制電路板的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 目前，印制電路板的設(shè)計(jì)大多利用計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)CAD軟件進(jìn)行。 使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)速度 快，布線均勻、美觀，既能保證設(shè)計(jì)質(zhì)量，又 可以大大節(jié)省設(shè)計(jì)和繪圖的時(shí)間。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 1CAD的操作步驟和特點(diǎn) （1）在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件上畫出

31、電路原理圖。 （2）向計(jì)算機(jī)輸入印制板布線結(jié)構(gòu)的參數(shù)。 （3）計(jì)算機(jī)執(zhí)行布線設(shè)計(jì)命令，完成印制電路板的設(shè)計(jì)。 （4）審查走線的合理性，修改不合理之處。 （5）將定稿的設(shè)計(jì)存盤，可通過繪圖機(jī)按所需比例直接繪制 黑白底圖,也可以生成GER格式文件，供光學(xué)繪圖機(jī)制作曝光使 用的膠片,或者使用激光印字機(jī)輸出到塑料膜片上，直接代替照 相底版。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 2幾種常用的印制電路板計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 SMARTW0RK TANGO PROTEL 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 六、電子元器件選用的基本原則 1.元器件選用依據(jù)：電原理圖上表明的規(guī)格、型號(hào)、參數(shù) 進(jìn)行選用，特殊情況可適當(dāng)選擇和調(diào)整元器件的部分參數(shù)， 但盡量要接近原來的設(shè)計(jì)要求，保持電子產(chǎn)品的性能指標(biāo)。 第六章印制電路板設(shè)計(jì)與制作 （1）滿足產(chǎn)品功能和技術(shù)指標(biāo)的前提下，盡量減少元器 件的數(shù)量和品種，使電路盡可能簡(jiǎn)單，以利于裝接調(diào)試。 （2）為確保產(chǎn)品質(zhì)量，所選用的元器件必須經(jīng)過高溫儲(chǔ) 存及通電老化篩選后，合格品才能使用。 （3）從降低成本、經(jīng)濟(jì)合理的角度出發(fā)，選用的元器件 在滿足電