印刷电路板设计

印刷电路板设计概况基本概念：印制电路板是由印刷电路和基板构成。印制：采用某种方法，在一个表面上再现图形和符号的工艺，它包含通常意义的“印刷”；印制线路：采用印制法在基板上制成的导电图形，包括印制导线、焊盘等；印制元件：采用印制法在基板上制成的电路元件，如电感、电容等；印制电路:采用印制法得到的电路，它包括印制线路和印制元件或由二者组合成的电路；敷铜板：由绝缘基板和粘敷在上面的铜箔构成，是用减成法制造印制电路板的原料；印制电路板：完成了印制电路或印制线路加工的板子，它不包括安装在板上的元器件和进一步加工；印制板组件：安装了元器件或其它部件的印制板部件。分类习惯上按印刷电路的分布划分电路板：单面板：仅一面有导电图形的印制板；双面板：两面都有导电图形的印制板；多层板：有三层或三层以上导电图形和绝缘材料层压合成的印制板；印制电路板设计基础印制板设计要求与整体布局正确：准确实现电路原理图的连接关系，避免出现“短路”和“断路”这两个简单而致命的错误。可靠：连接正确的电路板不一定可靠性好。例如：板材选择不合理，板材及安装固定不正确，元器件布局不当都可能导致PCB不能可靠的工作。从可靠性的角度讲，结构越简单，使用元件越少，板层数越少，可靠性越高；合理：一个印制板组件，从印制板的制造、检验、装配、调试到整机装配、调试直到维修，都与印制板设计的合理与否息息相关。例如，板子形状选的不好加工困难；引线孔太小装配困难；没留测试点调试困难；板外连接选择不当维修困难等等。每一个困难都可能导致成本增加，工时延长，而每一个造成困难的原因都源于设计者的失误。没有绝对合理的设计，只有不断合理化的过程。它需要设计者在实践中不断总结、积累经验。经济：这是一个不难达到，又不易达到，但必须达到的目标。说“不难”是因为只要板材选低价，板子尺寸尽量小，连接用直焊导线等价格就会下降。但是不要忘记，这些廉价的选择可能造成工艺性、可靠性变差，使制造费用、维修费用上升。总体经济性不一定会合算，因此说“不易”。“必须”则是市场竞争的原则。元器件排列及安装尺寸元器件排列方式元器件在印制板上有以下两种排列方式：随机排列：也称不规则排列，元器件轴线沿任意方向排列，如图1所示。用这种方式排列元器件，看起来杂乱无章，但是由于元件不受位置与方向的限制，因而印制导线布设方便，并且还可以做到短而少，使印制面的导线大为减少，这对减少线路板的分布参数，抑制干扰，特别对高频电路有利；坐标排列：也称规则排列，元器件轴线方向排列一致，并与板的四边垂直平行，如图2所示。它的特点是排列规范，美观整齐，安装调试及维修较方便。但由于元器件排列要受一定方向和位置的限制，因而布线复杂，印制导线也会相应增加。图1不规则排列图1不规则排列图2坐标排列（2）元器件安装尺寸a）IC间距：1个IC间距0.1英寸，即2.54mm；b）软尺寸与硬尺寸:在元器件安装到印制板上时一部分元器件和普通电阻、电容、小功率三极管、二极管等对焊盘间距要求不是很严格，我们称之为软引线尺寸；另一部分元器件，如大功率三极管、继电器、电位器等引线不允许折弯，对安装尺寸有严格要求，我们称这一类元器件为硬引线尺寸。印制电路印制导线宽度：印制导线的宽度由该导线工作电流决定：表一印制导线最大允许工作电流与导线宽度的关系导线宽度mm11.522.533.54导线面积mm20.050.0750.10.1250.150.1750.2导线电流A11.522.533.54工程中有以下参考经验：电源线及地线在板面允许的条件下尽量宽一些，即使在面积紧张的情况下一般也不应小于1mm；对长度超过100mm的导线，即使工作电流不大，也应适当加宽以减少导线压降对电流的影响；一般信号获取及处理电路，包括TTL、CMOS、非功率运放、RAM、ROM微处理等电路部分，可不考虑导线宽度；一般安装密度不大的印制板，印制导线宽度不小于0.5mm为宜。2、导线图形间距：

相邻导线图形之间的间距（包括印制导线、焊盘、印制元件）由它们之间的电位差决定。表二印制导线间距最大允许工作电压导线间距（mm）0.511.523工作电压（V）100200300500700印制导线走向与形状印制电路在全部布线“走通”的前提下，还要运用以下几条准则：（见图3）以短为佳，能走捷径就不要绕远；走线平滑自然为佳，避免急拐弯和尖角；公共地线应尽可能多的保留铜箔。焊盘与孔焊盘形状（1） 圆形焊盘：焊盘与穿线孔为同心圆，其外径为2—3倍孔径；多在元件规则排列中使用，双面印制板也多采用圆形焊盘。（2） 方形焊盘：印制板上元器件大而少且印制板导线简单时多采用这种设计形式。（3） 椭圆焊盘：这种焊盘在同一方向尺寸小，有利于中间走线，常用于双列直插式器件或插座类元件。孔的设计孔的大小以略大于元器件管脚直径为宜。练习根据以下电路图在坐标纸上绘制出相应的印制板图:要求：绘制单面印制板图比例2：1尺寸：90X50规则排列元件外形及尺寸：1、 5G11为双列直插14