《cb设计规范》ppt课件

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1、PCB板设计规范,简介 历史沿革 PCB的分类 各种PCB特点介绍,PCB设计室,2,一 简介,PCB（printed circuit board），即印制电路板是在绝缘基材上，按预定设计，制成印制线路，印制元件或由两者组合而成的导电图形后制成的板。 它作为元器件的支撑，并且提供系统电路工作所需要的电气连接，是实现电子产品小型化、轻量化、装配机械化和自动化的重要基础部件，在电子工业中有广泛应用。本讲义主要介绍手机PCB的应用特点。,PCB设计室,3,历史沿革,PCB诞生于上世纪四、五十年代,发展于上世纪八、九十年代。伴随半导体技术和计算机技术的进步，印刷电路板向着高密度,细导线,更多层数的方向

2、发展，其设计技术也从最初的手工绘制发展到计算机辅助设计（CAD)和电子设计自动化（EDA).,PCB设计室,4,分类,按所用基材的机械特性。可以分为刚性电路板(Rigid PCB） 、柔性电路板（Flex PCB）以及刚性柔性结合的电路板(FlexRigid PCB) 按导体图形的层数可分为单面/双面和多层印制板。手机中的电路板多为高密度互连多层电路板（high density integrated board)。,PCB设计室,5,二 PCB的设计,印制板的设计决定印制板的固有特性，在一定程度上也决定了印制板的制造、安装和维修的难易程度，同时也影响印制板的可靠性和成本。所以在设计时应遵循以下

3、基本原则，综合考虑各项要素，才能取得较好的设计效果。,PCB设计室,6,PCB设计的原则,电气连接的准确性 电路板的可测试性 可靠性和环境适应性 工艺性(可制造性) 经济性等,PCB设计室,7,PCB设计流程,元器件封装 PCB外形设计 器件布局 布线设计 规则检查,PCB设计室,8,元件名称 封装形式名称 电阻 RES2（1、3、4） AXIAL0.3 AXIAL0.4 可变电阻 POT2（1） VR5(1、2、3、4) 普通电容 CAP RAD0.2 RAD0.3 电解电容 ELECTRO1 RB.2/.4 RB.3/.6 RB.4/.8 电容器 CAPACITOR RAD0.2 RAD0

4、.3 二极管 DIODE0.4 稳压二极 ZENER1（2、3） DIODE0.4 发光二极管 LED DIODE0.4 三极管 NPN（PNP） TO-92A（单面板）TO-92B（双面板） 电感 INDUCTOR1 可变电感 INDUCTOR4 AXIAL0.3 放大器 OPAMP 双列直插IC座 DIP8，14，16 晶振 CRYSTAL XTAL1 稳压块 VOLTREG TO-220H 接口 CON2，3，4 SIP2，3，4 按钮 SW-PB 电源 POWER4 开关 SW SPST AXIAL0.4 SW SPDT SW DPDT 接收二极管 PHOTO 三脚插座 LAMP NE

5、ON,三 常用元件及封装形式,PCB设计室,9,常用元件封装形式实物图 （见PDF文件）,PCB设计室,10,PCB设计室,11,PCB设计室,12,PCB设计室,13,表面粘贴式元件封装：现在，越来越多的元件采用此类封装。这类元件在焊接时元件与其焊盘在同一层。故在其焊盘属性对话框中，Layer属性必须为单一板层（如Top layer 或Bottom layer）。,（a）AXIAL0.4 (b)DIODE0.4 ( c)RAD0.4 (d) FUSE （电阻类） （二极管类） （无极性电容类） （保险管）,1. 元件封装的分类,PCB设计室,14,图8.1 常见元件封装,2. 元件封装的编号

6、 元件封装的编号规则一般为元件类型+焊盘距离（或焊盘数）+元件外形尺寸。根据元件封装编号可区别元件封装的规格。如AXIAL0.6表示该元件封装为轴状，两个管脚焊盘的间距为0.6英寸（600mil）；RB.3/.6表示极性电容类元件封装，两个管脚焊盘的间距为0.3英寸（300mil），元件直径为0.6英寸(600mil)；DIP14表示双列直插式元件的封装，两列共14个引脚。,PCB设计室,15,四 印制板设计过程 印制电路板（PCB）设计也称印制板排版设计，通常包括以下过程： （1）确定印制板的外形及结构： 印制板对外连接一般包括电源线、地线、板外元器件的引线，板与板之间连接线等，绘图时应大致

7、确定其位置和排列顺序。若采用接插件引出时，要确定接插件位置和方向。图41是温度控制器电路板的板外连接图，图42是计算机上一种插卡外形尺寸草图。,PCB设计室,16,图41 温度控制器电路板的板外连接草图 图42 外形尺寸草图示例,PCB设计室,17,（1）印制板外形尺寸确定：根据产品的结构要求，考虑对原材料的有效利用，应选取合适的尺寸，不应选用过大也不应选用过小。选材过大，元件排列稀疏，浪费材料；选材过，元件密集度又高，元件引线，外壳又易相碰，给安装、调试、维修带来不方便。 （2）印制板外形尺寸受各种因素制约，在设计时注意考虑以下因素： 1）形状：优先考虑矩形。 2）安装、定位：考虑印制板的安

8、装、固定孔位，安装某些特殊元器件或插接定位用的孔、糟等几何形状的位置和尺寸，印制板与机壳或其他结构件连接的螺孔位置及孔径应明确标出。,PCB设计室,18,3）类型：建议优先采用双面印制板布线，若电路比较简单可采用单面板，若电路非常复杂可采多层印制板布线。 4）方便：对电路中的可调节元件要置于有利于调节位置。 5）把要放置到本印制板上的所有元件在印制板的区域上排列起来，确定印刷线路板的面积和元件的大致位置，位于边缘的元件，应离印刷线路板边至少应大于2mm。,PCB设计室,19,布局就是将电路元器件放在印制板布线区内，布局是否合理不仅影响后面的布线工作，而且对整个电路板的性能也有重要作用。 元器件

9、排列：元器件在印制板上的排列时尽可能按元器件轴线方向排列，元器件以卧式安装为主，并与板的四边垂直或平行，这样排列元件版面美观、整齐、规范，对安装调试及维修均较方便。 元器件安装尺寸：设计PCB时，元器件的间距通常采用0.1英寸即2.54mm为一个间距单位，设计PCB时尽可能采用这个单位，既有利与Protel 绘图，又有利于使安装规范，便于PCB加工和检测。,（2）元件布局：,PCB设计室,20,布局原则：元件排列对电子设备的性能影响很大，不同电路在排列元件时有不同的要求。因此，在动手安装前，首先要分析电路原理图，了解电路元件的特性。排列元器件时应考虑下列因素。 1）排列顺序：先大后小，先放置面

10、积较大的元器件；先集成后分立，放置集成电路后，再在其周围放置其它分立器件；先主后次，先放置主电路器件，之后放置次电路，先放置核心器件，再放置其它附属器件。 2）信号流向原则：按信号流向排列，一般从输入级开始，到输出级终止，避免输入输出部分交叉；将高频和低频部分电路分开来布置。 3）就近原则：当印制板上对外连接确定后，相关电路部分应就近安放，避免走远路，绕弯子，尤其忌讳交叉穿插。每个单元电路，应以核心器件为中心，围绕它进行布局。,PCB设计室,21,4）美观原则：在保证电路功能和性能指标的前提下，元件排列应均匀、整齐、紧凑、疏密得当。单元电路之间的引线应尽可能短，引出线数目尽可能少。 5）工艺原

11、则：满足工艺、检测、维修方面的要求，既要考虑元器件排列顺序、方向、引线间距，又要考虑到印制板检测的需要，设置必要的调整空间和测试点。 6）散热原则：发热元器件应放在有利于散热的位置；发热量较大的元件，应尽可能放置在有利于散热的位置或靠近机壳；发热元器件不宜贴板安装；如电源电路中发热量大的器件，可以考虑放在机壳上；热敏元件要远离发热元件。 7）敏感元件要远离干扰源；有铁芯的电感线圈，应尽量相互垂直放置，且相互远离以减小相互间的磁耦合；尽可能缩短高频元件的连接线，设法减小它们的分布参数和相互间的干扰；易受干扰的元件应加屏蔽。,PCB设计室,22,8）对于比较大、重的元件，要另加支架或紧固件，不能直

12、接焊在印刷线路板上；可调元件布置时，要考虑到调节方便；线路板需要固定的，应留有紧固件的位置，放置紧固件的位置应考虑到安装，拆卸方便；若有引出线，最好使用接线插头。 9）某些元件或导线间有较大电位差者，应加大它们之间的距离；元件外壳之间的距离，应根据它们之间的电压来确定，不应小于0.5mm。个别密集的地方应加套管。 10）对称式的电路，如推挽功放，桥式电路等，应注意元件的对称性，尽可能使其分布参数一致；位于边缘的元件，应离印刷线路板边至少应大于2mm。,PCB设计室,23,布线原则：布线是按照原理图线路连接要求将元器件通过印制导线连接，这是印制板设计中的关键步骤，具体布线要把握以下要点： 1）连

13、接正确：印制板上的印制导线与电路原理图的连接线有很大的区别，在印制板上的所有导线不能相互交叉，若相互交叉则交叉导线是相互连接的，这是我们在布置印制导线时特别注意的问题，利用Protell绘图软件绘图可以将失误减到尽可能小的程度。 2）走线要简捷：印制导线走线要简捷，尽可能使走线短、直、平滑，特别是高频、高电压电路部分。 3）粗细要适当：同一类型的导线应尽可能采用相同的宽度，电源线、地线和大电流线线必须保证足够宽度。特别是地线，在版面允许的条件下尽可能宽一些。,（3）布线设计,PCB设计室,24,焊盘设计：焊盘是焊接元件的地方，元件的一根引线只能对应一个焊盘，不允许一个焊盘焊接多个元件引线。焊盘

14、之间是由印制导线连接起来的。 每个焊盘中心都钻有引线孔，孔径要比所插入元件引线直径略大些，但不要过大。否则，焊锡易从引线孔中流过而损坏被焊元件，或由于元件的活动容易造成虚焊。元件引线孔直径优先采用0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.2mm。 （a）圆形 （b）方形 （c）矩形焊盘 图43焊盘形状,PCB设计室,25,1）焊盘形状：焊盘形状有很多样式（如图33所示），圆形焊盘，焊盘与穿线孔为一同心圆，其外径一般为23倍孔径。焊盘不宜过小，太小则在焊接中极易脱落。至于采用何种形状的焊盘，应根据元器件封装和引线的形状、大小来确定。 2）焊盘外径：焊盘外径的大小主要由所焊接元件的载流量和机械强度等

15、因素所决定的，一般单面板焊盘外径应大于引线孔1.5mm以上，双面板大于1.0mm，高密度精密板大于0.5mm。 3）引线孔和过孔：引线孔有电气连接和机械固定双重作用，引线孔既不能过大，也不能过小。过大容易使焊锡从引线孔流过而损坏元件，或形成气孔造成焊接缺陷；过小则带来安装困难，焊锡不能润湿金属孔。引线孔径应比元器件引线直径大0.20.4mm。,PCB设计室,26,过孔作用是连接不同层面之间的电气连线。一般电路过孔直径可取0.60.8mm，高密度板可减小到0.4mm，尺寸越小则布线密度越高，过孔的最小极限受制板厂技术设备条件的制约。 4）安装孔：安装孔用于在印制板上固定大型元器件，或将印制板固定在机壳内部的安装支架上，安装孔根据实际需要选取，优选选择2.2，3.0，35，4.0，4.5，5.0，6.