印制电路板设计与制作3

印制电路板设计与制作电工实习中心

印制电路板也称印制线路板，通常简称为印制板或PCB（PrintedCircuitBoard）。所谓的印制电路板是指：在绝缘基板上，有选择地加工安装孔、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘，以实现元器件间的电气连接的组装板。

印制电路板具有许多独特的功能和优点：

（1）印制电路板可以实现电路中各个元器件间的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作。（2）印制电路板缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性。

（3）印制电路板具有良好的一致性，它可以采用标准化设计，有利于装备生产的自动化和焊接的机械化，提高了生产率。

（4）印制电路板装备的部件有好的机械性能和电气性能，使电子设备实现单元组合化，使整块经过调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换与维修。印制电路板及其互连

电子设备是由各种电子元件和机械零件组合而成的。这些元件和零件相互间经济、快速、准确、可靠地连接起来，才能组成真正可靠的电子设备。

一、印制电路板分类印制电路板按基材的性质可分为刚性印制板和挠性印制板两大类；按布线层次可分为单面板、双面板和多层板。目前单面板和双面板的应用最为广泛，

单面板---绝缘基板上仅一面具有导电图形的印制电路板。双面板---绝缘基板的两面都有导电图形的印制电路板。由于两面都有导电图形，所以一般采用金属化孔使两面的导电图形连接起来。双面板一般采用丝印法或感光法制成。

多层板---有三层或三层以上导电图形的印制电路板。多层板内层导电图形与绝缘黏结片叠合压制而成，外层为敷箔板，经压制成为一个整体。

二、印制电路板互连

通常情况下，一块印制板作为整机的一个组成部分，一般不能构成一个电子产品，必然存在对外连接的问题。如印制板之间、印制板与板外元器件、印制板与设备面板之间，都需要电气连接。选用可靠性、工艺性与经济性最佳配合的连接，是印制板设计的重要内容之一。

1、焊接方式导线焊接

此方式不需要任何接插件，只要用导线将印制板上的对外连接点与板外的元器件或其它部件直接焊牢即可。例如收音机中的喇叭、电池盒等。

排线焊接

两块印制板之间采用排线连接，既可靠又不易出现连接错误，且两块印制板相对位置不受限制。

印制板之间直接焊接此方式常用于两块印制板之间为900夹角的连接。连接后成为一个整体印制板部件。

标准插针连接

此方式可以用于印制板的对外连接，尤其在小型仪器中常采用插针连接。通过标准插针将两块印制板连接，两块印制板一般平行或垂直，容易实现批量生产。

2、印制板插座此方式是以印制板边缘做出印制插头，插头部分按照插座的尺寸、接点数、接点距离、定位孔的位置等进行设计，使其与专用印制板插座相配。

3、插头/插座方式

条型连接器连接线数从二根到十几根不等，引线间距有2.54和3.96两种，插座焊到印制板上，插头用压接方式连接导线。一般用于印制板对外连接线数较少的场合。如计算机上的电源线、声卡与CD-ROM音频线等。

矩形连接器

连接线数从八根到六十根不等，引线间距为2.54，插头采用扁平电缆压接方式，用于连接线较多、低电压、低电流的地方。如计算机中硬盘、软盘、光盘驱动器的信号连接，并口、串口的板际连接等。

D型连接器具有可靠的定位和紧固，常用的线数为9，15，25，37几种，用于对外移动设备的连接。如计算机串、并口对外连接等。圆形连接器这种连接器在印制板对外连接中主要用于一些专门部件如计算机键盘、音响设备之间的连接。印制电路板设计印制电路板作为电子设备中一个重要的组装部件，其设计是整机工艺设计中不可缺少的环节。印制电路板设计不象电路原理设计那样需要严谨的理论和精确的计算，排版布局也没有统一的固定摸式，但在设计过程中存在着一定的规范和原则

。

为了正常地进行生产，印制电路板的设计需要完成四张图纸。1．印制线路布线图（又称印制线路坐标尺寸图）此图是印制线路板设计的关键。它充分体现了设计人员的设计思想、设计方法和技巧。它是其它图纸设计的依据，其设计质量将直接影响整机的电气性能。

2．印制线路照相底图（又称黑白图）它是用于产生照相原版或照相底板的图形结构，它来源于印制线路布线图。一般按照2∶1或4∶1的比例绘制实际版面尺寸的放大底图。简单线路，底图可以与实际版面尺寸相同。对于高精度、高密度的印制板，通常情况下都需要适当扩大，照相制版时再缩回到实际尺寸，以保证胶片的精度。。

3．印制板机械加工尺寸图用于标明印制板外形尺寸、孔位、孔径及形位公差等机械加工的图纸。并标明所用材料，工艺要求以及其他说明。该图要严格按机械图的标准绘制，尺寸公差应符合国家标准；一般采用和印制板线路图形相同的比例。如采用其他比例需要明确标出。

4．印制店线路装配瓶图用来表诊示各个翼电子元存器件的屯安装位罩置及跨蜂接导线赞走向及宿去向，至指导装疗配以及显日后维行修用的浩图纸。印制电居路板设抬计基础一、印制艳电路板设变计要求印制电孝路板的顺加工通笨常委托跳专业厂屠家进行等生产，械不同的水制板要深求，加氧工的复栏杂程度陡不同，爬将影响餐到整机备的成本志。对于印程制电路雷板的设分计要求卷，通常搅要从正朗确性、熊可靠性抚、工艺晴性、经昌济性四铸个方面却进行考丙虑。二、印制埋电路板的借设计准备在开始请设计印怎制电路镇板之前仿，有很球多准备烈工作要洒做。设授计者应报该通过骆这些工面作，尽浊可能掌味握更多损的技术言资料和暗产品决壳策信息购，是创古造成功欢设计的乏必要前肿提。进入印赠制电路破板设计巴阶段时怀产品的照整机结父构、电怖路原理椅、印制旦电路板息的外形到、印制而电路板效的对外康连接方忠式等应授就基本敲确定。着准备阶糕段要确朱认以下茶具体要攻求：1.熟移悉电路遣原理了解电元路工作锣原理和限组成、芦各电路舟的功能叹、工作罪频段，转同其它铜部件电葱的连接巾点，及韵信号流粮的流向长，找出君电路中模工作时躁可能产裁生的干反扰源和逗容易受嗓外界干劲扰的敏办感元器失件。2．印制美电路板照工作环河境要考虑工旗作环境温俗度的变化贝，是否有剥腐蚀性气鸟体以及印杰制电路板刊是连续工较作还是断坟续工作。3．电网路工作蚂的主要烘参数印制电盖路板工播作的最托高工作咬电压、薄最大工往作电流女及工作牲频率。4．熟悉机原理图中壤出现的元驴器件掌握元躁器件和朋部件的购型号、嚷外形尺瓦寸、封括装形式秋，了解剥这些元拨器件的证市场状击况，是灵否容易樱购置，按是否能妹保证批烟量供应摩，必要户时应取薯得样品泊或产品湿样本。三、板材壶、形状、辽尺寸和厚炼度的确定1.确龄定板材印制电搂路板基房诚板材料系的选择贫，不同再板材的吐机械性矿能和电痰气性能屯有很大扒差别。印制板的逐种类，一掀般应选用鼓单面板或训双面板。在印制塌板的选畏材中，界不仅要稀了解敷府铜板的株性能指步标，还优要熟悉搜产品的讯特点、虽才可能寸在确定方板材时职获得良筐好的性获能价格惕比。2.印揭制板形武状印制电路状板的形状捆通常由整杂机结构和匆内部空间榴位置的大驰小决定。泡外形应该桶尽量简单秃。采用长方丝式形可以简已化印制板绍制作成形镰的加工量仪。一般长爱宽比的尺去寸为3∶2或4∶3为最佳仓，不宜纹比例过向大，否芒则容易弱变形并赠使强度赵减低。采用异形伸板，将会美增加制板司难度和费尸用成本，史应根据具战体情况决凯定。3.印呈制板尺含寸印制电先路板尺浮寸要根方据总体亮设计的迟要求，险从整机徐的内部避结构和虽板上元测器件的杜数量、倘尺寸及爪安装、悟排列方扎式来决成定，并变应接近解标准系槽列值。4.板龟的厚度在确定饮板的厚页度时，筒主要考黎虑印制膛板尺寸喝大小和卧元器件奋的重量凑以及振本动冲击令等因素座来决定牵，如果肝板的尺赶寸过大娃或板上顷的元器捷件过重随，都应歉该适当遍增加板巩的厚度认或对印雷制板采观取加固革措施，唱否则印柳制板容讯易产生鉴翘曲。印制电路跳板设计布挖局一、印制五电路板的牢布局印制电路纪板设计的筋主要内容兴是把电子夹元器件在伤一定的制合板面积上苏合理地布角局排版,胀是印制电屋路板设计逼的第一步婆。印制板布像局的基本怒要求是：第一，保任证电路的纪电气性能号。第二，稍便于产巨品的生的产、使甚用和维灵护。第三，印役制导线尽咏可能短。排版布局每的一般基槐本原则：1.按照重信号流走换向的布局找原则2.优先缓确定特殊丢元器件的透位置3.操作债性能对元践件位置的津要求4.增加桨机械强度5.元器惨件的安装申布局元器件贷的布设危不能上梢下交叉相邻的兵两个元搁器件之宇间要保介持一定暖间距（锻安全间纺隙b一具般不应楚小于0.5mm）不合理合够理bb元件两盛端焊盘底的跨距埋应该稍储大于元端件体的卷轴向尺戚寸错声误正酒确二、元辱器件安乒装及排摘列1、元偿器件安肾装方式在印制板洞上元器件伞的安装方衔式有立式播与卧式两馒种。卧式安梅装是指遭元器件演的轴线介方向与俘印制板尾面平行横。立式则记与印制岗板面是股垂直的尘。立式安呆装立式安装政的元器件岂占用面积筐小，单位清面积上容烘纳元器件争的数量多猎。这种安贤装方式适腔合于元器挪件排列密只集紧凑的塞产品。卧式安坦装元器件卧太式安装具详有机械稳棋定性好，死版面排列痒整齐等优匪点。卧式帽安装使元回器件的跨垫距加大，冶容易从两完个焊点之山间走线，塑对于印制绕导线的布呢设十分有以利。立式卧接式2、元器瓜件排列方吗式元器件秩应当均最匀、整慎齐、紧油凑地排订列在印蚀制板上差，尽量抗减少和侄缩短各航个单元津电路之唇间和每妨个元器疫件之间指的引线幻玉连接。元器件阳在印制些板上的励排列方挺式有以洁下几种：不规则境排列元器件惩不规则浪排列也矛称随机集排列，述其轴线笋可任意槐方向排帽列。这弃种排列久方式在嚷立式安侧装元器故件时常廊被采纳展。规则排列元器件咸的轴线继方向排项列一致披，并与秀板的四污边垂直怠、平行惊。电子郊仪器中浙的元器脱件常采派用这种泊排列方乖式。三、元筐器件焊胁盘的定熊位元器件床的每个际引出线闹都要在唱印制板沫上占据拼一个焊者盘，焊脚盘的位区置随元洲器件的扛尺寸及霞其固定先方式而聚改变。焊盘的位绕置一般要戒求落在正练交网格的翻交点上。印制电宽路板上揭的焊盘拖及导线元器件在元印制板上梦的固定，资是靠元件乱引脚焊接剧在上实现诸的。一、焊臂盘元器件邻通过板傲上的引习线孔，抛用焊锡亚焊接固私定在印好制板上忍，印制据导线把焊盘连接起妹来，实腊现元器丽件在电故路中的恢电气连黑接。引寨线孔及移其周围热的铜箔悬称为焊策盘。焊盘的形景状岛形焊盘圆形焊怜盘方形焊盘引线孔概的直径引线孔具冰有电气连执接和机械狂固定的作顿用。引线需孔钻在焊先盘中心，鹊孔径应该熟比所焊接痕的元器件绳引线的直颈径大0.寨2～0.欢3mm，摄才能方便鸡地插装元堡器件。焊盘的剥外径在选用澡焊盘的距外径时海，应当愧考虑焊交盘的抗垦剥强度俩。单面板焊盘的外贡径一般应酿当比引线续孔的直径吃大1.5衫mm以上拳，即如果但焊盘的外锤径为D，岭引线孔的突孔径为d敲，应有：D≥(d比+1.5压)mm对于双面板，焊盘轨的最小拉直径可姑以是：Dmin≥(d+忙1)mm溪，二、印制析导线1.印制龟导线的宽藏度电路板上偷的印制导乡丰线具有一弦定的电阻堤，当电流布通过时，止要产生热况量和一定管的压降，湾因此选用勾合适的印多制导线是赴很重要的担。通常印制班导线的宽益度多选用逢1～2m柔m，最窄来处不应小魔于0.5僵mm。对匆流过大电语流的印制姑导线可放仔宽到2～特3mm。2.印制导线坏的间距在设计时腊，印制导充线间距通服常采用1烫～1.5呜mm。为愉了保证产丝式品的可靠至性，应该男尽量使导摧线间距不碌要小于1郑mm。3.避免导周线的交呀叉在设计单袋面板时，撞有时可能关会遇到导粮线绕不过被去而不得度不交叉的晴情况，此羽时可以采经用绝缘导配线跨接交嫌叉点避免凭导线交叉抓，但这种铃跨接线应狮该尽量少惧。跨接线连霸接示意：印制导线伞的走向与哈形状印制电卫路板布蠢线是按怠照原理顾图要求狡将元器鉴件和部盆件通过丝式印制导点线连接昆成电路状，使印举制导线榆“走通旷”是最躁基本的藏要求，更走的“重好与不术好”是狼掌握技邻巧和经蛇验的具软体表现虫。不推荐推荐印制导线炸的干扰和饭屏蔽1、地句线布置柴引起的漫干扰2、电政源产生吴的干扰萍与对策3、磁倚场的干慨扰与对跟策4、热干动扰及对策印制板质的草图已设计草图是指辟能够准确昨反映元器沿件在印制标板上的位班置与连接伪的设计图能纸。是绘移制黑白底紧图的依据骨。在草图中当，要求焊移盘的位置石及间距、孔焊盘间的固相互连接阔、印制导案线的走向钟及形状、份整板的外缓形尺寸等滨，均应按凭照印制板圣的实际尺卡寸（或按索一定比例爹）绘制出孩来。1、草图朽设计的原呢则在印制馋电路板脑上，导间线交叉悔（非等仇位点）纪现象是报不允许察的。所敬以，在毛草图设桃计时，峡首先要柜绘制单毛线不交继叉草图寸。其主音要原则粉是保证锄印制导孟线不交头叉连通胁。所以荐在草图挣设计时帽，首先蛾要绘制蜻不交叉帝草图。解决印制停导线交叉饱的方法：（1）宁元器件杀位置的波重新排啦列要使元器喊件在同一呜平面上按柴照电路原易理连通，负并使连接剥导线不交委叉，要做症到这一点却是不容易屿的。因此波，在设计糖的初始阶荐段，不要趣过早定死掏每个元器尊件的位置智。在遇到英导线交叉酿的现象时摘，可通过升重新调整啦元器件位会置与方向闸，来解决鼠或避免导睛线的交叉葱。（2）采要用跨接导爷线（飞线籍）的方式对于比营较复杂财的电路娘，有时溜要避免奶导线交份叉是很放困难的虚。有时凤为了保鸽证两条千导线不倍交叉，兆将一条拔导线拐庭弯抹角肃拉得很颗长，在芝设计中羞，这种具现象应师尽量避粥免。因绸为这不玩仅增加伍了印制梦导线的检密度，蛙而且会皱因导线房诚过长对挽电路产局生干扰淘。此时矩可采用愿跨接导截线（飞盆线）的至方式来剃解决这好个问题牢。但这魂种方式虽应尽量覆少用。2、草图匀设计的步候骤印制电虽路板草湖图设计超通常先巾绘制单缎线不交撒叉图，参所谓单墓线不交堂叉图就慨是将具朴有一定嗓直径的瞒焊盘和义一定宽桌度的导狂线分别谣用一个铅点和一躬根单线奴来表示掩。1．在狡网格纸宪或坐标刚纸上按碌草图尺所寸画出还版面外辱形尺寸畜；绘制缸印制电暖路板的圈定位孔衣和板上坚特殊元第器件的迁固定孔踢。2．在利单线不趁交叉图森上均匀蒜、整齐溪地排列摇元器件其，并用垃铅笔画赢出元器雾件的外蕉形轮廓利。元器疲件的外袍形轮廓糠应与实匠物相对渴应。3．确榜定并标扩出各焊谣盘的位毯置，注既意焊盘句与焊盘丙之间的舞距离。4．勾画梁印制导线算。只要用哗单线标明拆导线的走矛向及路径愁，不需要叠把印制导蚂线的实际拖宽度画出湾来，但应润该考虑导止线与焊盘遗、导线与土导线之间纯的距离。5．将铅抱笔绘制的妥单线不交除叉图反复针核对无误搅后，再用油铅笔重描奏焊点和印许制导线。6．标明应焊盘尺寸饶及导线宽谜度。R4R6R1R4R6R1R3R2C2V1R7114V2R5C3C1V3V4V5V6BRGAGKebc印制电路渔板设计习瞒作1、声南光控开导关电路脾原理：R1R2R3R4C1BV7RGC2V1R7V2R5C3R6MCRAGKV3V4V5V6