印制電路板設(shè)計(jì)與制作2

印制電路板設(shè)計(jì)與制作電工實(shí)習(xí)中心

印制電路板也稱印制線路板，通常簡稱為印制板或PCB（PrintedCircuitBoard）。所謂的印制電路板是指：在絕緣基板上，有選擇地加工安裝孔、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元器件的焊盤，以實(shí)現(xiàn)元器件間的電氣連接的組裝板。

印制電路板具有許多獨(dú)特的功能和優(yōu)點(diǎn)：

（1）印制電路板可以實(shí)現(xiàn)電路中各個(gè)元器件間的電氣連接，代替復(fù)雜的布線，減少了傳統(tǒng)方式下的接線工作量，簡化了電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作。（2）印制電路板縮小了整機(jī)體積，降低了產(chǎn)品成本，提高了電子設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。

（3）印制電路板具有良好的一致性，它可以采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于裝備生產(chǎn)的自動(dòng)化和焊接的機(jī)械化，提高了生產(chǎn)率。

（4）印制電路板裝備的部件有好的機(jī)械性能和電氣性能，使電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)單元組合化，使整塊經(jīng)過調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備件，便于整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。印制電路板及其互連

電子設(shè)備是由各種電子元件和機(jī)械零件組合而成的。這些元件和零件相互間經(jīng)濟(jì)、快速、準(zhǔn)確、可靠地連接起來，才能組成真正可靠的電子設(shè)備。

一、印制電路板分類印制電路板按基材的性質(zhì)可分為剛性印制板和撓性印制板兩大類；按布線層次可分為單面板、雙面板和多層板。目前單面板和雙面板的應(yīng)用最為廣泛，

單面板---絕緣基板上僅一面具有導(dǎo)電圖形的印制電路板。雙面板---絕緣基板的兩面都有導(dǎo)電圖形的印制電路板。由于兩面都有導(dǎo)電圖形，所以一般采用金屬化孔使兩面的導(dǎo)電圖形連接起來。雙面板一般采用絲印法或感光法制成。

多層板---有三層或三層以上導(dǎo)電圖形的印制電路板。多層板內(nèi)層導(dǎo)電圖形與絕緣黏結(jié)片疊合壓制而成，外層為敷箔板，經(jīng)壓制成為一個(gè)整體。

二、印制電路板互連

通常情況下，一塊印制板作為整機(jī)的一個(gè)組成部分，一般不能構(gòu)成一個(gè)電子產(chǎn)品，必然存在對外連接的問題。如印制板之間、印制板與板外元器件、印制板與設(shè)備面板之間，都需要電氣連接。選用可靠性、工藝性與經(jīng)濟(jì)性最佳配合的連接，是印制板設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。

1、焊接方式導(dǎo)線焊接

此方式不需要任何接插件，只要用導(dǎo)線將印制板上的對外連接點(diǎn)與板外的元器件或其它部件直接焊牢即可。例如收音機(jī)中的喇叭、電池盒等。

排線焊接

兩塊印制板之間采用排線連接，既可靠又不易出現(xiàn)連接錯(cuò)誤，且兩塊印制板相對位置不受限制。

印制板之間直接焊接此方式常用于兩塊印制板之間為900夾角的連接。連接后成為一個(gè)整體印制板部件。

標(biāo)準(zhǔn)插針連接

此方式可以用于印制板的對外連接，尤其在小型儀器中常采用插針連接。通過標(biāo)準(zhǔn)插針將兩塊印制板連接，兩塊印制板一般平行或垂直，容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)。

2、印制板插座此方式是以印制板邊緣做出印制插頭，插頭部分按照插座的尺寸、接點(diǎn)數(shù)、接點(diǎn)距離、定位孔的位置等進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其與專用印制板插座相配。

3、插頭/插座方式

條型連接器連接線數(shù)從二根到十幾根不等，引線間距有2.54和3.96兩種，插座焊到印制板上，插頭用壓接方式連接導(dǎo)線。一般用于印制板對外連接線數(shù)較少的場合。如計(jì)算機(jī)上的電源線、聲卡與CD-ROM音頻線等。

矩形連接器

連接線數(shù)從八根到六十根不等，引線間距為2.54，插頭采用扁平電纜壓接方式，用于連接線較多、低電壓、低電流的地方。如計(jì)算機(jī)中硬盤、軟盤、光盤驅(qū)動(dòng)器的信號連接，并口、串口的板際連接等。

D型連接器具有可靠的定位和緊固，常用的線數(shù)為9，15，25，37幾種，用于對外移動(dòng)設(shè)備的連接。如計(jì)算機(jī)串、并口對外連接等。圓形連接器這種連接器在印制板對外連接中主要用于一些專門部件如計(jì)算機(jī)鍵盤、音響設(shè)備之間的連接。印制電路板設(shè)計(jì)印制電路板作為電子設(shè)備中一個(gè)重要的組裝部件，其設(shè)計(jì)是整機(jī)工藝設(shè)計(jì)中不可缺少的環(huán)節(jié)。印制電路板設(shè)計(jì)不象電路原理設(shè)計(jì)那樣需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摵途_的計(jì)算，排版布局也沒有統(tǒng)一的固定摸式，但在設(shè)計(jì)過程中存在著一定的規(guī)范和原則

。

為了正常地進(jìn)行生產(chǎn)，印制電路板的設(shè)計(jì)需要完成四張圖紙。1．印制線路布線圖（又稱印制線路坐標(biāo)尺寸圖）此圖是印制線路板設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。它充分體現(xiàn)了設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想、設(shè)計(jì)方法和技巧。它是其它圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的依據(jù)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量將直接影響整機(jī)的電氣性能。

2．印制線路照相底圖（又稱黑白圖）它是用于產(chǎn)生照相原版或照相底板的圖形結(jié)構(gòu)，它來源于印制線路布線圖。一般按照2∶1或4∶1的比例繪制實(shí)際版面尺寸的放大底圖。簡單線路，底圖可以與實(shí)際版面尺寸相同。對于高精度、高密度的印制板，通常情況下都需要適當(dāng)擴(kuò)大，照相制版時(shí)再縮回到實(shí)際尺寸，以保證膠片的精度。。

3．印制板機(jī)械加工尺寸圖用于標(biāo)明印制板外形尺寸、孔位、孔徑及形位公差等機(jī)械加工的圖紙。并標(biāo)明所用材料，工藝要求以及其他說明。該圖要嚴(yán)格按機(jī)械圖的標(biāo)準(zhǔn)繪制，尺寸公差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)；一般采用和印制板線路圖形相同的比例。如采用其他比例需要明確標(biāo)出。

4．印制線路裝配圖用來表示各個(gè)電子元器件的安裝位置及跨接導(dǎo)線走向及去向，指導(dǎo)裝配以及日后維修用的圖紙。印制電路板設(shè)計(jì)基礎(chǔ)一、印制電路板設(shè)計(jì)要求印制電路板的加工通常委托專業(yè)廠家進(jìn)行生產(chǎn)，不同的制板要求，加工的復(fù)雜程度不同，將影響到整機(jī)的成本。對于印制電路板的設(shè)計(jì)要求，通常要從正確性、可靠性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面進(jìn)行考慮。二、印制電路板的設(shè)計(jì)準(zhǔn)備在開始設(shè)計(jì)印制電路板之前，有很多準(zhǔn)備工作要做。設(shè)計(jì)者應(yīng)該通過這些工作，盡可能掌握更多的技術(shù)資料和產(chǎn)品決策信息，是創(chuàng)造成功設(shè)計(jì)的必要前提。進(jìn)入印制電路板設(shè)計(jì)階段時(shí)產(chǎn)品的整機(jī)結(jié)構(gòu)、電路原理、印制電路板的外形、印制電路板的對外連接方式等應(yīng)就基本確定。準(zhǔn)備階段要確認(rèn)以下具體要求：

1.熟悉電路原理

了解電路工作原理和組成、各電路的功能、工作頻段，同其它部件電的連接點(diǎn)，及信號流的流向，找出電路中工作時(shí)可能產(chǎn)生的干擾源和容易受外界干擾的敏感元器件。2．印制電路板工作環(huán)境要考慮工作環(huán)境溫度的變化，是否有腐蝕性氣體以及印制電路板是連續(xù)工作還是斷續(xù)工作。

3．電路工作的主要參數(shù)

印制電路板工作的最高工作電壓、最大工作電流及工作頻率。4．熟悉原理圖中出現(xiàn)的元器件掌握元器件和部件的型號、外形尺寸、封裝形式，了解這些元器件的市場狀況，是否容易購置，是否能保證批量供應(yīng)，必要時(shí)應(yīng)取得樣品或產(chǎn)品樣本。三、板材、形狀、尺寸和厚度的確定1.確定板材印制電路板基板材料的選擇，不同板材的機(jī)械性能和電氣性能有很大差別。印制板的種類，一般應(yīng)選用單面板或雙面板。在印制板的選材中，不僅要了解敷銅板的性能指標(biāo)，還要熟悉產(chǎn)品的特點(diǎn)、才可能在確定板材時(shí)獲得良好的性能價(jià)格比。

2.印制板形狀印制電路板的形狀通常由整機(jī)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間位置的大小決定。外形應(yīng)該盡量簡單。采用長方形可以簡化印制板制作成形的加工量。一般長寬比的尺寸為3∶2或4∶3為最佳，不宜比例過大，否則容易變形并使強(qiáng)度減低。采用異形板，將會增加制板難度和費(fèi)用成本，應(yīng)根據(jù)具體情況決定。

3.印制板尺寸印制電路板尺寸要根據(jù)總體設(shè)計(jì)的要求，從整機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和板上元器件的數(shù)量、尺寸及安裝、排列方式來決定，并應(yīng)接近標(biāo)準(zhǔn)系列值。4.板的厚度在確定板的厚度時(shí)，主要考慮印制板尺寸大小和元器件的重量以及振動(dòng)沖擊等因素來決定，如果板的尺寸過大或板上的元器件過重，都應(yīng)該適當(dāng)增加板的厚度或?qū)τ≈瓢宀扇〖庸檀胧?，否則印制板容易產(chǎn)生翹曲。

印制電路板設(shè)計(jì)布局

一、印制電路板的布局印制電路板設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是把電子元器件在一定的制板面積上合理地布局排版,是印制電路板設(shè)計(jì)的第一步。印制板布局的基本要求是：

第一，保證電路的電氣性能。第二，便于產(chǎn)品的生產(chǎn)、使用和維護(hù)。第三，印制導(dǎo)線盡可能短。

排版布局的一般基本原則：1.按照信號流走向的布局原則

2.優(yōu)先確定特殊元器件的位置3.操作性能對元件位置的要求4.增加機(jī)械強(qiáng)度5.元器件的安裝布局元器件的布設(shè)不能上下交叉相鄰的兩個(gè)元器件之間要保持一定間距（安全間隙b一般不應(yīng)小于0.5mm）不合理合理bb元件兩端焊盤的跨距應(yīng)該稍大于元件體的軸向尺寸

錯(cuò)誤正確

二、元器件安裝及排列

1、元器件安裝方式在印制板上元器件的安裝方式有立式與臥式兩種。臥式安裝是指元器件的軸線方向與印制板面平行。立式則與印制板面是垂直的。

立式安裝

立式安裝的元器件占用面積小，單位面積上容納元器件的數(shù)量多。這種安裝方式適合于元器件排列密集緊湊的產(chǎn)品。臥式安裝元器件臥式安裝具有機(jī)械穩(wěn)定性好，版面排列整齊等優(yōu)點(diǎn)。臥式安裝使元器件的跨距加大，容易從兩個(gè)焊點(diǎn)之間走線，對于印制導(dǎo)線的布設(shè)十分有利。立式臥式2、元器件排列方式

元器件應(yīng)當(dāng)均勻、整齊、緊湊地排列在印制板上，盡量減少和縮短各個(gè)單元電路之間和每個(gè)元器件之間的引線連接。元器件在印制板上的排列方式有以下幾種：

不規(guī)則排列

元器件不規(guī)則排列也稱隨機(jī)排列，其軸線可任意方向排列。這種排列方式在立式安裝元器件時(shí)常被采納。規(guī)則排列元器件的軸線方向排列一致，并與板的四邊垂直、平行。電子儀器中的元器件常采用這種排列方式。三、元器件焊盤的定位

元器件的每個(gè)引出線都要在印制板上占據(jù)一個(gè)焊盤，焊盤的位置隨元器件的尺寸及其固定方式而改變。焊盤的位置一般要求落在正交網(wǎng)格的交點(diǎn)上。

印制電路板上的焊盤及導(dǎo)線

元器件在印制板上的固定，是靠元件引腳焊接在上實(shí)現(xiàn)的。一、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連接。引線孔及其周圍的銅箔稱為焊盤。焊盤的形狀

島形焊盤圓形焊盤方形焊盤

引線孔的直徑

引線孔具有電氣連接和機(jī)械固定的作用。引線孔鉆在焊盤中心，孔徑應(yīng)該比所焊接的元器件引線的直徑大0.2～0.3mm，才能方便地插裝元器件。焊盤的外徑在選用焊盤的外徑時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮焊盤的抗剝強(qiáng)度。

單面板焊盤的外徑一般應(yīng)當(dāng)比引線孔的直徑大1.5mm以上，即如果焊盤的外徑為D，引線孔的孔徑為d，應(yīng)有：D≥(d+1.5)mm對于雙面板，焊盤的最小直徑可以是：Dmin≥(d+1)mm，

二、印制導(dǎo)線1.印制導(dǎo)線的寬度

電路板上的印制導(dǎo)線具有一定的電阻，當(dāng)電流通過時(shí)，要產(chǎn)生熱量和一定的壓降，因此選用合適的印制導(dǎo)線是很重要的。通常印制導(dǎo)線的寬度多選用1～2mm，最窄處不應(yīng)小于0.5mm。對流過大電流的印制導(dǎo)線可放寬到2～3mm。2.印制導(dǎo)線的間距

在設(shè)計(jì)時(shí)，印制導(dǎo)線間距通常采用1～1.5mm。為了保證產(chǎn)品的可靠性，應(yīng)該盡量使導(dǎo)線間距不要小于1mm。3.避免導(dǎo)線的交叉

在設(shè)計(jì)單面板時(shí)，有時(shí)可能會遇到導(dǎo)線繞不過去而不得不交叉的情況，此時(shí)可以采用絕緣導(dǎo)線跨接交叉點(diǎn)避免導(dǎo)線交叉，但這種跨接線應(yīng)該盡量少?？缃泳€連接示意：

印制導(dǎo)線的走向與形狀

印制電路板布線是按照原理圖要求將元器件和部件通過印制導(dǎo)線連接成電路，使印制導(dǎo)線“走通”是最基本的要求，走的“好與不好”是掌握技巧和經(jīng)驗(yàn)的具體表現(xiàn)。不推薦推薦

印制導(dǎo)線的干擾和屏蔽

1、地線布置引起的干擾

2、電源產(chǎn)生的干擾與對策

3、磁場的干擾與對策

4、熱干擾及對策

印制板的草圖設(shè)計(jì)

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、焊盤間的相互連接、印制導(dǎo)線的走向及形狀、整板的外形尺寸等，均應(yīng)按照印制板的實(shí)際尺寸（或按一定比例）繪制出來。

1、草圖設(shè)計(jì)的原則在印制電路板上，導(dǎo)線交叉（非等位點(diǎn)）現(xiàn)象是不允許的。所以，在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要繪制單線不交叉草圖。其主要原則是保證印制導(dǎo)線不交叉連通。所以在草圖設(shè)計(jì)時(shí)，首先要繪制不交叉草圖。

解決印制導(dǎo)線交叉的方法：（1）元器件位置的重新排列要使元器件在同一平面上按照電路原理連通，并使連接導(dǎo)線不交叉，要做到這一點(diǎn)是不容易的。因此，在設(shè)計(jì)的初始階段，不要過早定死每個(gè)元器件的位置。在遇到導(dǎo)線交叉的現(xiàn)象時(shí)，可通過重新調(diào)整元器件位置與方向，來解決或避免導(dǎo)線的交叉。

（2）采用跨接導(dǎo)線（飛線）的方式

對于比較復(fù)雜的電路，有時(shí)要避免導(dǎo)線交叉是很困難的。有時(shí)為了保證兩條導(dǎo)線不交叉，將一條導(dǎo)線拐彎抹角拉得很長，在設(shè)計(jì)中，這種現(xiàn)象應(yīng)盡量避免。因?yàn)檫@不僅增加了印制導(dǎo)線的密度，而且會因?qū)Ь€過長對電路產(chǎn)生干擾。此時(shí)可采用跨接導(dǎo)線（飛線）的方式來解決這個(gè)問題。但這種方式應(yīng)盡量少用。2、草圖設(shè)計(jì)的步驟

印制電路板草圖設(shè)計(jì)通常先繪制單線不交叉圖，所謂單線不交叉圖就是將具有一定直徑的焊盤和一定寬度的導(dǎo)線分別用一個(gè)點(diǎn)和一根單線來表示。

1．在網(wǎng)格紙或坐標(biāo)紙上按草圖尺寸畫出版面外形尺寸；繪制印制電路板的定位孔和板上特殊元器件的固定孔。

2．在單線不交叉圖上均勻、整齊地排列元器件，并用鉛筆畫出元器件的外形輪廓。元器件的外形輪廓應(yīng)與實(shí)物相對應(yīng)。

3．確定并標(biāo)出各焊盤的位置，注意焊盤與焊盤之間的距離。

4．勾畫印制導(dǎo)線。只要用單線標(biāo)明導(dǎo)線的走向及路徑，不需要把印制導(dǎo)線的實(shí)際寬度畫出來，但應(yīng)該考慮導(dǎo)線與焊盤、導(dǎo)線與導(dǎo)線之間的距離。

5．將鉛筆繪制的單線不交叉圖反復(fù)核對無誤后，再用鉛筆重描焊點(diǎn)和印制導(dǎo)線。

6．標(biāo)明焊盤尺寸及導(dǎo)線寬度。

R4R6R1R4R6R1R3R2C2V1R7114V2R5C3C1V3V4V5V6BRGAGKebc印制電路板設(shè)計(jì)習(xí)作1、聲光控開關(guān)電路原理：R1R2R3R4C1BV7RGC2V1R7V2R5C3R6MCRAGKV3V4V5V61471234568910111213J1J2＋＋2、印制板加工尺寸、元器件安裝面尺寸6?3×3103520705525503、習(xí)作要求及設(shè)計(jì)規(guī)范

材料：單面敷銅板，板厚1mm。對外連接方式：導(dǎo)線焊接方式。焊盤尺寸：安裝孔徑d=1mm，焊盤外徑D=（d＋1）mm。導(dǎo)線寬度：1mm。導(dǎo)線、焊盤間邊緣的最小距離：1mm。

元件安裝方式、排列方式與焊盤形式：元件采用臥式安裝；規(guī)則排列；圓形焊盤。在排版設(shè)計(jì)時(shí)，可允許不多于兩根的“飛線”。完成兩張圖紙，即單線不交叉草圖（1:1）和正式排版圖（2:1）4、元器件結(jié)構(gòu)尺寸?2.6108?2.8R1～R7IN4004V3～V6?8512C2?1.56V1、V2?5411C35?97MIC?852RG?64ebcKGA44555C12.581215191781417814元件面印制面5、元件布設(shè)示例MICC2V1樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。10月-2410月-24Friday,October25,2024人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。22:13:1122:13:1122:1310/25/202410:13:11PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。10月-2422:13:1122:13Oct-2425-Oct-24加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。22:13:1122:13:1122:13Friday,October25,2024安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。10月-2410月-2422:13:1122:13:11October25,2024踏實(shí)肯干，努力奮斗。2024年10月25日10:13下午10月-2410月-24追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。25十月202410:13:11下午22:13:1110月-24嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十月2410:13下午10月-2422:13October25,2024作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2024/10/2522:13:1122:13:1125October2024好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。10:13:11下午10:13下午22:13:1110月-24一馬當(dāng)先，全員舉績，梅開二度，業(yè)績保底。10月-2410月-2422:1322:13:1122:13:11Oct-24牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2024