印制電路板設(shè)計(jì)

1、印制電路板設(shè)計(jì)講義 印制電路板也叫做印制線路板，可簡(jiǎn)稱印制板印制電路板由絕緣底板、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重作用，是電子設(shè)備中一種極其重要的組裝部件。它可以實(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，減少了傳統(tǒng)方式下的接線工作量，簡(jiǎn)化了電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作；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；印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，它可以采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備件，便于整機(jī)產(chǎn)品的互換和維修。由于以上優(yōu)點(diǎn)，印制電路板已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種收音機(jī)、錄音機(jī)、電視

2、機(jī)、通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)、儀器儀表等電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中。 印制板設(shè)計(jì)，是根據(jù)設(shè)計(jì)人員的意圖，將電路原理圖轉(zhuǎn)換成印制板圖、選擇材料和確定加工技術(shù)要求的過程。它包括選擇印制板材質(zhì)、確定整機(jī)結(jié)構(gòu)；考慮電氣、機(jī)械、元器件的安裝方式、位置和尺寸；決定印制導(dǎo)線的寬度、間距和焊盤的直徑、孔徑；設(shè)計(jì)印制插頭或連接器的結(jié)構(gòu)；根據(jù)電路要求設(shè)計(jì)布線草圖；準(zhǔn)備印制板生產(chǎn)必須的全部資料和數(shù)據(jù)。 印制板設(shè)計(jì)通常有兩種方式：一種是人工設(shè)計(jì)，另一種是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。無論采取哪種方式，都必須符合原理圖的電氣連接和產(chǎn)品電氣性能、機(jī)械性能的要求，并要考慮印制板加工工藝和電子裝配工藝的基本要求。 一 印制板設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備 印制板在電子產(chǎn)

3、品中是實(shí)現(xiàn)整機(jī)功能的主要部件之一，印制板的設(shè)計(jì)是整機(jī)工藝設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)。設(shè)計(jì)質(zhì)量不僅關(guān)系到元器件在焊接裝配、調(diào)試中是否方便，而且直接影響整機(jī)的技術(shù)性能。 印制板設(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，而只有一些基本的設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)技巧，在設(shè)計(jì)過程中具有很大的靈活性和離散性。同一張?jiān)韴D，幾十人分別去設(shè)計(jì)，各人設(shè)計(jì)的思路不同，習(xí)慣不同，技巧各異，便會(huì)出現(xiàn)幾十種方案。但這并不是說印制板的設(shè)計(jì)可以隨心所欲，草草從事。因?yàn)樵诒姸嗟姆桨钢?，總可以遵循一定的原則選出最佳的設(shè)計(jì)方案。 通常評(píng)價(jià)印制電路板的設(shè)計(jì)質(zhì)量，主要考慮下列因素：線路的設(shè)計(jì)是否給整機(jī)帶來干擾?電路的裝配與維修是否方便?基板材

4、料的性能價(jià)格比是否最佳?電路板的對(duì)外引線是否可靠?元器件的排列是否均勻、整齊? 版面布局是否合理、美觀? 1 印制板的設(shè)計(jì)前提 (1)一般首先要進(jìn)行電路方案實(shí)驗(yàn)，這是在研制電子產(chǎn)品時(shí)設(shè)計(jì)印制板的前提之一；按照由產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)(使用功能、電氣性能)確定的電路方案，用電子元器件把電路搭出來。通過對(duì)電氣信號(hào)的測(cè)量，調(diào)整電路元器件的參數(shù)，改進(jìn)電路的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)元器件的特點(diǎn)、數(shù)量、大小以及整機(jī)的使用性能要求，考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸；從實(shí)際電路的功能、結(jié)構(gòu)與成本，分析產(chǎn)品適用性。并且，在電路方案實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，必須審核考察產(chǎn)品在工業(yè)化生產(chǎn)過程中的加工可行性和生產(chǎn)費(fèi)用，以及產(chǎn)品的工作環(huán)境適應(yīng)性和運(yùn)行、維護(hù)、保養(yǎng)消

5、耗。在電路方案取得成功后，才能設(shè)計(jì)印制板，開始制作實(shí)際的電子產(chǎn)品。這種電路方案實(shí)驗(yàn)，不僅是原理性和功能性的，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)是工藝性的驗(yàn)證。 (2)進(jìn)行電路方案實(shí)驗(yàn)，通常需要一塊電路實(shí)驗(yàn)板。該板起到承載、固定、連接各個(gè)元器件的作用。 (3)在進(jìn)行電路方案實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，要慎重地選用電子元器件。仔細(xì)地查閱所用元器件的技術(shù)資料，使之工作在合理的工作狀態(tài)下。對(duì)于集成電路和其它新型元器件，應(yīng)該在使用前了解它們的各種特性規(guī)格和質(zhì)量參數(shù)，熟悉它們的管腳排列。(4)對(duì)電路實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析(電路的設(shè)計(jì)思想、工作原理、整機(jī)的應(yīng)用)應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目的：熟悉原理圖中出現(xiàn)的每個(gè)元器件，確定它們的電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)； 找到線路

6、中可能產(chǎn)生的干擾源和容易受外界干擾的敏感元器件； 了解這些元器件是否容易買到，是否能夠保證批量供應(yīng)。 (5)整機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和使用性能必須確定，以便于決定印制電路板的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸和厚度。根據(jù)產(chǎn)品的原理分析和電路方案實(shí)驗(yàn)，電路使用的元器件必須全部選定。掌握每個(gè)元器件的外形尺寸、封裝形式、引線方式、管腳排列順序、各管腳的功能及其形狀；確定哪些元件需要安裝散熱片，并計(jì)算散熱片面積；考慮哪些元器件應(yīng)該安裝在印制板上，哪些必須安裝在板外。 2 印制電路板的設(shè)計(jì)目標(biāo) 不同的制板要求，決定了加工的復(fù)雜程度和費(fèi)用，也影響到整機(jī)的成本。要根據(jù)產(chǎn)品的性質(zhì)，既產(chǎn)品處于預(yù)研性試制、設(shè)計(jì)性試制、生產(chǎn)性試制或批量性生產(chǎn)

7、中的哪個(gè)階段，或?qū)Ξa(chǎn)品未來的市場(chǎng)前景進(jìn)行預(yù)測(cè)，決定印制電路板的設(shè)計(jì)目標(biāo)。 對(duì)于印制電路板的設(shè)計(jì)目標(biāo)，通常從準(zhǔn)確性、可靠性、工藝性和經(jīng)濟(jì)性四個(gè)方面的因素進(jìn)行考慮。 (1)準(zhǔn)確性：元器件和印制導(dǎo)線的連接關(guān)系必須符合印制板的電氣原理圖。 (2)可靠性：影響印制板可靠性的因素很多，其中有基板材料、制板加工和裝配連接工藝等幾個(gè)方面。(3)工藝性：分析整機(jī)結(jié)構(gòu)及機(jī)內(nèi)的體積空間，確定印制電路板的面積、形狀和尺寸。印制板外形尺寸的確定，應(yīng)該盡量符合標(biāo)準(zhǔn)化的尺寸系列，形狀力求簡(jiǎn)單，少用異形孔、槽，減少生產(chǎn)模具成本，簡(jiǎn)化加工程序。在此基礎(chǔ)上，考慮裝配、調(diào)試、維修性能，決定印制板的結(jié)構(gòu)。根據(jù)電路的復(fù)雜程度、元器件的

8、數(shù)量和機(jī)內(nèi)的空間大小，考慮元器件在印制板上的安裝、排列方式及焊盤、走線形式。根據(jù)不同特點(diǎn)，通常有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系： 元件臥式安裝規(guī)則排列圓形焊盤； 元件立式安裝不規(guī)則排列島形焊盤。(4)經(jīng)濟(jì)性：印制板的經(jīng)濟(jì)性與前幾方面的內(nèi)容密切相關(guān)。根據(jù)成本分析從生產(chǎn)制造的角度，選擇覆銅板的板材、質(zhì)量、規(guī)格和印制電路板的工藝技術(shù)要求。對(duì)于相同的制板面積來 說，雙面板的制造成本是一般單面板的34倍以上，而多層板至少要貴到20倍以上。通常希望印制板的制造成本在整機(jī)成本中只占有很小的比例。3 板材、形狀、尺寸和厚度的確定(1)確定板材：對(duì)于印制電路板的基板材料的選擇，不同板材的機(jī)械性能與電氣性能有很大的差別。目前，國內(nèi)

9、常見覆鋼板的種類有：覆銅酚醛紙質(zhì)層壓板，覆銅環(huán)氧紙質(zhì)層壓板， 覆銅環(huán)氧玻璃布層壓板等。確定板材主要是依據(jù)整機(jī)的性能要求、使用條件以及銷售價(jià)格，同時(shí)必須考慮性能價(jià)格比。對(duì)于印制板的種類，一般應(yīng)該選用單面板或雙面板。分立元器件的引線少，排列位置便于靈活變換，其電路常用單面板。雙面板多用于集成電路較多的電路。在印制板的選材中，不僅要了解覆銅板的性能指標(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)印制板的形狀：印制電路板的形狀由整機(jī)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間的大小決定，外形應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單，一般為矩形(正方形或長方形，長：寬；3：2或4：3)。避免采用異形板。(3)印制板尺寸：尺寸應(yīng)該接近標(biāo)準(zhǔn)

10、系列值，要從整機(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。元器件之間要留有一定間距，特別是在高壓電路中，更應(yīng)該留有足夠的間距；要注意發(fā)熱元器件安裝散熱片占用面積的尺寸；板的凈面積確定以后，還要向外擴(kuò)出5一l0mm，便于印制板在整機(jī)中的安裝固定。圖 1 印制板經(jīng)插座對(duì)外引線(4)板的厚度：在確定板的厚度時(shí)，主要考慮對(duì)元器件的承重和振動(dòng)沖擊等因素。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)﹄娐钒宀扇〖庸檀胧駝t電路板容易產(chǎn)生翹曲。按照電子行業(yè)的部頒標(biāo)準(zhǔn)，覆銅板材的標(biāo)準(zhǔn)厚度有0.2、0.5、(0.7)、0.8、(1.5)、1.6、2.4、3.2、6.4mm等標(biāo)準(zhǔn)

11、。當(dāng)印制板對(duì)外通過插座連線時(shí)(如圖1所示)，插座槽的間隙一般為1.5mm。板材過厚則插不進(jìn)去，過薄則容易造成接觸不良。4 印制板對(duì)外連接方式的選擇印制板是整機(jī)的一個(gè)組成部分，必然存在對(duì)外連接的問題。例如，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，都需要電氣連接這些連接引線的總數(shù)要盡量少，并根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)選擇連接方式，總的原則應(yīng)該使連接可靠，安裝、調(diào)試、維修方便，成本低廉。圖 2 焊接式對(duì)外引線(1)導(dǎo)線焊接方式：一種最簡(jiǎn)單、廉價(jià)而可靠的連接方式，不需要任何接插件，只要用導(dǎo)線將印制板上的對(duì)外連接點(diǎn)與板外的元器件或其它部件直接焊牢。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是成本低，可靠性高，可以避免因接觸不良而造

12、成的故障，缺點(diǎn)是維修不夠方便。這種方式一般適用于對(duì)外引線較少的場(chǎng)合如圖2所示。采用導(dǎo)線焊接方式應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)： 線路板的對(duì)外焊點(diǎn)盡可能引到整板的邊緣，按統(tǒng)一尺寸排列，以利于焊接與維修。為提高導(dǎo)線連接的機(jī)械強(qiáng)度，避免因?qū)Ь€受到拉扯將焊盤或印制線條拽掉，應(yīng)該在印制板焊點(diǎn)的附近鉆孔，讓導(dǎo)線從板的焊接面穿繞過通孔，再從元件面插入焊盤孔進(jìn)行焊接。如圖3所示。圖 3 對(duì)外引線焊接方式將導(dǎo)線排列或捆扎整齊，通過線卡或其它緊固件將線與板固定，避免導(dǎo)線因移動(dòng)而折斷。如圖4所示。圖 4 用緊固件將引線固定在板上 (2)插接件連接：在比較復(fù)雜的儀器設(shè)備中，經(jīng)常采用接插件連接方式。這種“積木式”的結(jié)構(gòu)不僅保證了產(chǎn)品

13、批量生產(chǎn)的質(zhì)量，降低了成本，為調(diào)試、維修提供了極為方便的條件。圖 6 帶狀電纜對(duì)外連接方式圖 5 插針式對(duì)外連接方式印制板插座：如圖1所示。板的一端做為插頭，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)。此方式裝配簡(jiǎn)單、維修方便，可靠性稍差，常因插頭部分被氧化或插座簧片老化而接觸不良。插針式接插件：插座可以裝焊在印制板上，在小型儀器中用于印制電路板的對(duì)外連接。如圖5所示。帶狀電纜接插件：一種扁平電纜，幾十根導(dǎo)線并排粘合在一起。帶狀電纜插頭是電纜兩端的連接器，它與電纜的連接不用焊接而是靠壓力使連接端上的刀口刺破電纜的絕緣層實(shí)現(xiàn)電氣連接，工藝簡(jiǎn)單可靠。帶狀電纜接插件的插座部分直

14、接裝焊在印制電路板上。如圖6所示。此方式用于低電壓、小電流的場(chǎng)合，能夠可靠的同時(shí)連接幾路到幾十路微弱信號(hào)，不適合用在高頻屯路中。二 印制電路板的排版布局為使整機(jī)能夠穩(wěn)定地可靠地工作，要對(duì)元器件在印制板上進(jìn)行合理的排版布局。苧電子元器件在一定的制板面積上合理的布局排版，是設(shè)計(jì)印制板的第一步。排版設(shè)計(jì)，不單純是按照電路原理把元器件通過印制線簡(jiǎn)單地連接起來。為使整機(jī)能夠可靠地工作，要對(duì)元器件及其連接在印制板上進(jìn)行合理的排版布局。如果排版布局不合理，就有可能出現(xiàn)各種干擾，以至合理的原理方案不能實(shí)現(xiàn)，或使整機(jī)技術(shù)指標(biāo)下降。有些排版設(shè)計(jì)雖然能夠達(dá)到原理的技術(shù)參數(shù)，但元器件的排列蔬密不勻、雜亂無章，不僅影響

15、美觀，也會(huì)給裝配和維修帶來不便。這樣的設(shè)計(jì)也不能算是合理的。1 按信號(hào)流走向的布局原則對(duì)整機(jī)電路的布局原則是：把整個(gè)電路按照功能劃分成若干個(gè)電路單元，按照電信號(hào)的流向，逐個(gè)依次安排各個(gè)功能電路單元在板上的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)流盡可能保持一致的方向。信號(hào)流向安排成從左到右或從上到下。與輸入、輸出端直接相連的元器件應(yīng)當(dāng)放在靠近輸入、輸出接插件或連接器的地方。以每個(gè)功能電路的核心元件為中心，圍繞它來進(jìn)行布局。一般是以三極管或集成電路等器件作為核心元件，根據(jù)它們各電極的位置，排布其它元器件。2 優(yōu)先確定特殊元器件的位置電子整機(jī)產(chǎn)品的干擾問題比較復(fù)雜，它可能由電、磁、熱、機(jī)械等多種因素引起

16、。所以在著手設(shè)計(jì)印制板的版面、決定整機(jī)電路布局的時(shí)候，應(yīng)該分析電角原理，首先決定特殊元器件的位置，然后在安排其他元器件，盡量避免可能產(chǎn)生干擾的因素。3 操作性能對(duì)元件位置的要求(1)對(duì)于電位器、可變電容器或可調(diào)電感線圈等調(diào)節(jié)元件的布局，要考慮整機(jī)結(jié)構(gòu)的安排。(2)為了保證調(diào)試、維修的安全，特別要注意帶高電壓的元器件，盡量布置在操作時(shí)人手不易觸及的地方。2 元器件的安裝與布局(1)元器件的布局在印制板的排版設(shè)計(jì)中，元器件布設(shè)是至關(guān)重要的，它決定了板面的整齊美觀程度和印制導(dǎo)線的長短與數(shù)量，對(duì)整機(jī)的可靠性也有一定的影響。布設(shè)元器件應(yīng)該遵循的幾條原則是：元器件在整個(gè)版面上分布均勻、蔬密一致。元器件不要

17、占滿板面，注意板邊四周要留有一定空間。留空的大小圖 7 元件布設(shè)要根據(jù)印制板的面積和固定方式來確定，位于印制板邊上的元器件，距離印制板的邊緣應(yīng)該大于2mm。電子儀器內(nèi)的印制板四周，一般每邊都留有510mm。元器件應(yīng)該布設(shè)在板的一面，每個(gè)元器件的引出腳要單獨(dú)占用一個(gè)焊盤。圖 8 元件布設(shè)方向相鄰的兩個(gè)元件之間，要保持一定間距。避免元件之間相互碰接。如果相鄰元器件的電位差較高，則應(yīng)當(dāng)保持安全距離。一般環(huán)境中的間隙安全電壓是220Vmm。尤其要注意的是元器件的布設(shè)不能上下交叉。如圖7所示。元器件的安裝高度要盡量低，一般元件體和引線離開板面不要超過5mm，過高則承受振動(dòng)和沖擊的穩(wěn)定性變差，容易倒伏與相

18、鄰元器件碰接。圖 9 元件裝配根據(jù)印制板在整機(jī)中的安裝位置及狀態(tài)，確定元件的軸線方向。規(guī)則排列的元器件應(yīng)該使體積較大的元器件的軸線方向在整機(jī)中處于豎立狀態(tài)，可以提高元器件在板上的穩(wěn)定性。如圖8所示。元件兩端焊盤的跨距應(yīng)稍大于元件體的軸向尺寸。引線不要齊根彎折，應(yīng)該留有一定的距離(至少2mm)，以免損壞元件。如圖9所示。(2)元器件的安裝方式圖 10 元器件的安裝方式在印制板上，元器件有立式與臥式兩種安裝方式。臥式是指元器件的軸線方向與印制板面平行，立式則是垂直的，如圖10所示。立式安裝；立式固定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。立式固

19、定的元器件要求體積小、重量輕，過大、過重的元器件不宜立式安裝圖 11 元件不規(guī)則排列臥式安裝；和立式相比，元器件安裝具有機(jī)械穩(wěn)定性好、版面排列整齊等優(yōu)點(diǎn)。臥式固定使元器件的跨距加大，兩個(gè)焊點(diǎn)之間容易走線，導(dǎo)線布設(shè)十分有利。(3)元器件的排列格式元器件在印制板上的排列格式有不規(guī)則排列和規(guī)則排列兩種方式，在印制板上可以單獨(dú)采用，也可同時(shí)出現(xiàn)圖 12 元件不規(guī)則排列不規(guī)矩排列；如圖11所示元器件的軸線方向彼此不一致，在板上的排列順序也沒有一定規(guī)則。用這種方式排列元器件，看起采顯得雜亂無章，但由于元器件不受位置與方向的限制，使印制導(dǎo)線布設(shè)方便，可以縮短、減少元器件的連線，降低了版面印制導(dǎo)線的總長度。這

20、對(duì)于減少線路板的分布參數(shù)、抑制干擾很有好處，特別對(duì)于高頻電路極為有利。此方式一般還在立式安裝固定元器件時(shí)被采納。規(guī)則排列：如圖12所示。元器件的軸線方向排列一致，并與板的四邊垂直、平行。除了高頻電路之外，一般電子產(chǎn)品中的元器件都應(yīng)當(dāng)盡可能平行或垂直地排列，臥式安裝固定元器件的時(shí)候，更要以規(guī)則排列為主。此方式特別適用于版面相對(duì)寬松、元器件種類相對(duì)較少而數(shù)量較多的低頻電路。電子儀器中的元器件常采用這種排列方式。元器件的規(guī)則排列要受到方向和位置的一定限制，印制板上導(dǎo)線的布設(shè)要復(fù)雜一些，導(dǎo)線的長度也會(huì)相應(yīng)增加。(4)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

21、寸及其固定方式而改變。圖 13 正交網(wǎng)格對(duì)于立式固定和不規(guī)則排列的版面，焊盤的位置可以不受元器件尺寸與間距的限制；對(duì)于規(guī)則排列的版面，要求每個(gè)焊盤的位置及彼此間的距離應(yīng)該遵守一定標(biāo)準(zhǔn)。無論采用哪種固定方式或排列規(guī)則，焊盤的中心距離印制板的邊緣一般應(yīng)在25mm以上，至少應(yīng)該大于板的厚度。焊盤的位置一般要求落在正交網(wǎng)格的交點(diǎn)上如圖13所示在國際IEC標(biāo)準(zhǔn)中正交網(wǎng)格的標(biāo)準(zhǔn)是2.54mm；國內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)是2.5mm。這一格距標(biāo)準(zhǔn)只在計(jì)算機(jī)自動(dòng)化設(shè)計(jì)、元器件自動(dòng)化焊接才有實(shí)際意義。對(duì)于人工鉆孔和手工裝配，除了集成電路的管腳以外，其它元器件焊盤的位置可以不受此格距的約束。但在版面設(shè)計(jì)中，焊盤位置應(yīng)該盡量使元器

22、件排列整齊一致，尺寸相近的元件，其焊盤間距應(yīng)力求統(tǒng)一。這樣，不僅整齊、美觀，而且便于元器件裝配及引線彎腳。如圖14所示。三 焊盤與導(dǎo)線元器件在印制板上的固定，是靠引線焊接在焊盤上實(shí)現(xiàn)的，元器件彼此之間的電氣連接是依靠印制導(dǎo)線。1 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。圖 14 規(guī)則排列中的靈活性(1)引線孔的直徑引線孔鉆在焊盤中心，孔徑應(yīng)該比焊接的元器件引線的直徑略大一些，才能方便地插裝元器件；但孔徑也不能太大，否則在焊接時(shí)不僅用錫量多，并且容易因?yàn)樵骷幕顒?dòng)而造成虛焊，使焊接的機(jī)械強(qiáng)度變差。

23、元器件引線孔的直徑優(yōu)先采用0.5、0.8和1.2mm等尺寸。在同一塊電路板上，孔徑的尺寸規(guī)格應(yīng)少一些，要盡量避免異型孔，以便加工。(2)焊盤的外徑焊盤的外經(jīng)一般應(yīng)當(dāng)比引線孔的直徑大1.3mm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十1.3)mm在高密度的電路板上，焊盤的最小直徑可以是圖 15 島行焊盤Dmin(d十1)mm如果外徑太小，焊盤就容易在焊接時(shí)粘斷或剝落；但也不能太大，否則不容易焊接并且影響印制板的布線密度。(3)焊盤的形狀島形焊盤：如圖15所示。焊盤與焊盤之間的連線合為一體，尤如水上小島，故稱為島形焊盤。島形焊盤常用于元件的不規(guī)則排列，特別是當(dāng)元器件采用立式不規(guī)則固

24、定時(shí)更為普遍。圖 16 圓形焊盤島形焊盤適合于元器件密集固定，可大量減少印制導(dǎo)線的長度與數(shù)量，能在一定程度上抑制分布參數(shù)對(duì)電路造成的影響。焊盤與印制導(dǎo)線合為一體后，銅箔的面積加大，焊盤和印制導(dǎo)線的抗剝強(qiáng)度增加能降低覆銅板的擋次，降低產(chǎn)品成本。圓形焊盤：如圖16所示。焊盤與引線孔是同心圓。焊盤的外徑一般為孔徑的23倍。設(shè)計(jì)時(shí)，如果版面的密度允許，焊盤就不宜過小，因?yàn)樘〉暮副P在焊接時(shí)容易脫落。在同一塊板上，除個(gè)別大元件需要大孔以外，一般焊盤的外徑應(yīng)取為一致，這樣不僅美觀，而且容易繪制。圓形焊盤多在元件規(guī)則排列方式中使用，雙面印制板也多采用圓形焊盤。圖 17 方型焊盤方形焊盤：如圖17所示。印制版

25、上元器件體積大，數(shù)量少且線路簡(jiǎn)單時(shí)，多采用方形焊盤。這種形式的焊盤設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)單，精度要求低，容易實(shí)現(xiàn)。在一些手工制作的印制板中，常用這種方式，因?yàn)橹恍栌玫犊虜嗷蚩痰粢徊糠咒摬纯?。在一些大電流的印制板上也多用這種形式，它可以獲得大的載流量。(4)靈活設(shè)計(jì)的焊盤：在印制電路的設(shè)計(jì)中，不必拘泥于一種形式的焊盤，要根據(jù)實(shí)際情況靈活變換。當(dāng)印制板上的線條過于密集，焊盤有與鄰近導(dǎo)線短路的危險(xiǎn)，因此可切掉部分焊盤，以保安全。如圖18所示。集成電路兩引腳之間的距離只有2.5mm，如此小的距離里還要走線，可將圓形焊盤拉長，改成近似橢圓的長焊盤。這種焊盤目前已成為標(biāo)準(zhǔn)焊盤。如圖19所示。圖 18 靈活設(shè)計(jì)焊盤2

26、 印制導(dǎo)線(1)印制導(dǎo)線的寬度圖 19 橢圓焊盤印制電路板上連接焊盤的印制導(dǎo)線的寬度，主要由銅箔與絕緣基板之間的粘附強(qiáng)度和流過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度來決定，寬窄要適度，與整個(gè)版面及焊盤的大小相協(xié)調(diào)。一般，導(dǎo)線的寬度可選在0.32mm之間，現(xiàn)在國內(nèi)專業(yè)制板廠家的技術(shù)水平，已經(jīng)有能力保證線寬和間距在0.25mm以下的高密度印制板的制作工藝質(zhì)量。導(dǎo)線的寬度一般選在1一1.5mm左右，完全可以滿足電路的要求。對(duì)于集成電路的信號(hào)線，導(dǎo)線寬度可以選在lmm以下，甚至0.25mm，為了保證導(dǎo)線在板上的抗剝強(qiáng)度和工作可靠性，線條不宜太細(xì)。只要板上的面積及線條密度允許，應(yīng)該采用較寬的導(dǎo)線；特別是電源線、地線及大電流的信

27、號(hào)線，更要適當(dāng)加大寬度。(2)印制導(dǎo)線的間距導(dǎo)線之間距離的確定，應(yīng)當(dāng)考慮導(dǎo)線之間的絕緣電阻和擊穿電壓在最壞的工作條件下的要求。印制導(dǎo)線越短，間距越大，絕緣電阻按比例增加。導(dǎo)線之間的距離在1.5mm時(shí)，絕緣電阻超過l0M，允許的工作電壓可達(dá)到300V以上，間距為lmm時(shí)，允許電壓為200V。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lmm。(3)避免導(dǎo)線的交叉在設(shè)計(jì)版圖時(shí)，應(yīng)盡量避免導(dǎo)線的交叉。對(duì)于雙面板比較容易實(shí)現(xiàn)，單面板相對(duì)要困難一些。在設(shè)計(jì)單面板時(shí)，可能遇到導(dǎo)線繞不過去而不得不交的情況，可以用絕緣導(dǎo)線跨接交叉點(diǎn)，這種跨接線應(yīng)盡量少。(4)印制導(dǎo)線的走向與形狀關(guān)于印制導(dǎo)線的走向和形狀，

28、如圖20所示。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：圖 20 印制導(dǎo)線的形狀與方向印制導(dǎo)線的走向不能有急劇的拐彎和尖角，拐角不得小于90度，否則會(huì)引起印制導(dǎo)線剝離或翹起。最佳的拐彎形式是平緩的過渡，即拐角的內(nèi)角和外角最好都是圓弧。導(dǎo)線通過兩個(gè)焊盤之間而不與它們連通的時(shí)候，應(yīng)該與它們保持最大而相等的間距；同樣，導(dǎo)線之間的距離也應(yīng)當(dāng)均勻地相等并保持最大。導(dǎo)線與焊盤的連接處的過度也要圓滑，避免出現(xiàn)小尖角。焊盤之間導(dǎo)線的連接：當(dāng)焊盤之間的中心距小于一個(gè)焊盤的外徑D時(shí)，導(dǎo)線的寬度可以和焊盤的直徑相同；如果焊盤之間的中心距比D大時(shí)，應(yīng)減小導(dǎo)線的寬度；如果一條導(dǎo)線上有三個(gè)以上焊盤，它們之間的距離應(yīng)該大于2D。(5)布線

29、時(shí)應(yīng)先考慮信號(hào)線，后考慮電源線和地線。因?yàn)樾盘?hào)線一般比較集中，布置的密度比較高，而電源線和地線比信號(hào)線寬得多，對(duì)長度的限制要小一些。3 印制導(dǎo)線的干擾和屏蔽(1)地線布置的干擾：電路中接地點(diǎn)的概念表示零電位，其它電位均相對(duì)于這一點(diǎn)而言。在實(shí)際的印制電路板上，地線并不能保證是絕對(duì)零電位，往往存在一個(gè)很小的非零電位值。由于電路中的放大作用，這小小的電位便可能產(chǎn)生影響電路性能的干擾。要克服由于地線布設(shè)不合理而造成的干擾，在設(shè)計(jì)印制電路時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量避免不同回路的電流同時(shí)流經(jīng)某一段共用地線。尤其是在高頻電路和大電流回路中，更要講究地線的接法。把“交流電”和“直流電”分開，是減少噪聲通過地線串?dāng)_的有效方法。

30、(2)電源產(chǎn)生的干擾：任何電子儀器都需要電源供電，絕大多數(shù)直流電源是由交流市電通過降壓、整流、穩(wěn)壓后供出的。供電電源的質(zhì)量會(huì)直接影響整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。除了原理設(shè)計(jì)的問題外，電源的工藝布線或印制板設(shè)計(jì)不合理，也都會(huì)引起電源的質(zhì)量不好，特別是交流電源對(duì)直流電源的干擾。(3)磁場(chǎng)的干擾印制板使元器件緊湊，連接密集，這一特點(diǎn)是印制板的優(yōu)點(diǎn)。如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，這個(gè)特點(diǎn)也會(huì)給整機(jī)帶來麻煩。避免印制導(dǎo)線之間的寄生耦合兩條相距很近的平行導(dǎo)線，他們之間的分布參數(shù)可以等效為相互耦合的電感和屯容，當(dāng)信號(hào)從一條線中通過時(shí)，另外一條線路內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。感應(yīng)信號(hào)的大小與原始信號(hào)的頻率及功率有關(guān)，感應(yīng)信號(hào)便是分布參數(shù)的干擾源

31、。印制導(dǎo)線屏蔽有時(shí)某種信號(hào)線密集地平行排列，而且無法擺脫較強(qiáng)信號(hào)的干擾。減少磁性元件對(duì)印制導(dǎo)線的干擾。揚(yáng)聲器、電磁鐵、永磁式儀表等產(chǎn)生的恒定磁場(chǎng)和高頻變壓器、繼電器等產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)，對(duì)周圍的印制導(dǎo)線也會(huì)產(chǎn)生影響。要注意分析磁性元件的磁場(chǎng)方向，減少印制導(dǎo)線對(duì)磁力線的切割。五 印制板的草圖設(shè)計(jì)所謂草圖，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、焊盤問的相互連接、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，繪制草圖是把印制板設(shè)計(jì)圖形化的關(guān)鍵和主要的工作量，設(shè)計(jì)過程中考慮的各種因素都要在草圖上體現(xiàn)出來。電子工程技術(shù)人員應(yīng)該全面掌握設(shè)計(jì)印制板的原則，才能設(shè)計(jì)出成功的草圖。既使采用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)印制板，雖然可以不用在紙上設(shè)計(jì)草圖，直接在計(jì)算機(jī)上繪制黑白底圖，但草圖的設(shè)計(jì)原則仍然要體現(xiàn)在CAD軟件的應(yīng)用過程中。1 草圖設(shè)計(jì)的原則完成準(zhǔn)備工作后，就可以開始繪制草圖。除了應(yīng)該注意處理各類干擾并解決接地問題以外，草圖排版設(shè)計(jì)的主要原則是保證印制導(dǎo)線不交