印刷电路板的设计
印刷电路板(PCB)设计规范20(03518)
印刷电路板（PCB）设计规范1范围本设计规范规定了印制电路板设计中的基本原则、技术要求。
本设计规范适用于电子科技有限公司的电子设备用印刷电路板的设计。
2引用文件下列文件中的条款通过在本规范中的引用成为本规范的条款。
凡是注日期引用的文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用本规范。
GB 4588.3~88中华人民共和国国家标准：《印刷电路板设计和使用》QJ 3103-99 中国航天工业总公司《印刷电路板设计规范》3定义本标准采用GB2036的术语定义4一般要求4.1印制板类型根据结构，印制板分为单面印制电路板、双面印制电路板、多层印制电路板,板材主要分为纸质板(FR-1)，半玻璃纤维板(CEM-1)，环氧树脂玻璃纤维板(FR-4)。
有防火要求的器具用的印制板应有阻燃性和符合相应的UL标准。
4.2印制板设计的基本原则在进行印制板设计时，应考虑本规范所述的基本原则。
4.2.1电气连接的准确性印制板上印制导线的连接关系应与电原理图导线连接关系相一致，电原理图设计应符合原理图设计规范，并尽量调用原理图库中的功能单元原理图，印制板和原理图上元件序号应一一对应；如因结构、电气性能或其它物理性能要求不宜在印制板上布设的导线，应在相应文件（如电原理图上）上做相应修改。
4.2.2可靠性印制板应符合其产品要求的相应EMC规范和安规要求，并留有余量，以减小日益严重的电磁环境的影响。
影响印制板可靠性的因素很多，印制板的结构、基材的选用、印制板的制造和装配工艺以及印制板的布线、导线宽度和间距等都会影响到印制板的可靠性。
设计时必须综合考虑以上的因素，按照规范的要求，并尽可能的保留余量，以提高可靠性。
4.2.3工艺性设计电路板时应考虑印制板的制造工艺和装配工艺要求，尽可能有利于制造、装配和维修，各具体要求请严格遵守QG/MK03.04-2003V的工艺规范。
4.2.4经济性印制板设计应充分考虑其设计方法、选择的基材、制造工艺等成本最低的原则，满足使用的安全性和可靠性要求的前提下，力求经济实用。
第11章 印刷电路板的布线设计
21
11.规则设置向导 在PCB编辑器内，执行【设计】|【规则向导】命令，即可启动规则向导，如图所示。
【规则向导】命令 启动后的规则向导画面如图所示
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例：利用【规则向导】建立Routing Topology规则
本例中，我们将以为GND网络新建一个Routing Topology规则为例，介绍 设计规则向导的功能及操作过程。
都是在【约束】区域内完成，如图所示。
3.导线宽度规则及优先级的设置
针对不同的目标对象，在规则中可以定义同类型的多重规则，系统将使用预定义等级 来决定将哪一规则具体应用到哪一对象上。在上述导线宽度规则定义中，设计者可以定 义一个适用于整个PCB板的导线宽度约束规则（即所有的导线都必须是这个宽度）， 但由于希望接地网络的导线与一般的连接导线不同，需要尽量地粗一些，因此，设计者 还需要定义一个宽度约束规则，该规则将忽略前一个规则
③单击新建的Width导线宽度规则，打开设置标签页。
④选中Where The Object Matches选项区域中下拉列表的Custom Query选项，此时会激活
按钮
。单击此按钮，将启动Query Helper对话框。此时，在Query Helper区域中显示的内容为InNet(’GND’)。
⑤单击Query Helper中部按钮栏中的
【PCB规则及约束编辑器】对话窗
2
1.电气规则设置
打开【PCB规则及约束编辑器】对话框，在左边标签页中，单击Electrical Rules（电气规则）前面
的
图标按钮，可以看到需要设置的电气子规则有6项
（ 1 ） Clearance （ 安 全 间 距 ） 子 规 则
《PCB板设计》课件
电源线与地线布线
电源线设计
根据电路的功耗和电压需求，合理规 划电源线的宽度和布局，确保电源供 应的稳定性和可靠性。
地线设计
地线是PCB板的重要参考平面，应合 理规划地线的布局和连接方式，降低 电磁干扰和ห้องสมุดไป่ตู้号失真。
信号线布线
信号分类
根据信号的特性和重要性，将信号线 分为高速信号、低速信号和模拟信号 等，以便采取不同的布线策略。
要点一
总结词
防震设计是提高PCB板抗机械冲击能力的重要措施，对于 可能受到机械震动或冲击的应用场景尤为重要。
要点二
详细描述
通过在PCB板的关键元件和结构处增加防震垫、加强PCB 板的结构强度等措施，可以有效减小机械震动对PCB板的 影响。此外，还可以采用特殊的封装方式和材料来提高 PCB板的抗冲击能力。
电源和接地线宽
根据电流大小选择合适的 线宽，以满足电源和接地 的需求。
电源和接地层设置
多层PCB板应设置专门的 电源和接地层，以减小层 间干扰和节约空间。
信号线布局
信号线分类
信号线可分为高速信号线、低速信号线和模拟信号线等，应根据 不同类型的信号线采取不同的布局策略。
信号线走向
信号线应尽量减少弯曲和交叉，以减小信号损失和干扰。
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信号完整性考虑
在布线过程中，应考虑信号的反射、 串扰、时序等因素，采取措施减小这 些影响，保证信号的完整性。
差分信号布线
差分信号的特点
差分信号是传输速率高、抗干扰能力强的信号，通过在PCB 板上合理布线，可以减小电磁干扰和共模噪声的影响。
布线要点
在差分信号线的布线过程中，应保持线宽、间距等参数一致 ，避免交叉和锐角转弯，同时采用对称的布局方式，以提高 信号的传输质量。
印制电路板的设计与制作培训课件
4.元器件排列方式 不规那么排列：指元器件轴线方向不一致，在板上的排 列顺序无规那么。其优点是印制导线短而少，减小了印 制电路板间的分布参数，抑制了干扰。尤其是对于高频 电路有利。但看起来杂乱无章，不太美观。
规那么排列：是指元器件轴线方向排列一致，并与印 制电路板的四周垂直或平行。其优点是元器件排列标 准，板面美观整齐，安装、调试、维修方便。但导线 布设较为复杂，印制导线相应增多。
一、设计印制电路板的准备工作
1.印制电路板的设计前提 ➢确定设计方案，完成电路设计； ➢元器件的选择； ➢仿真验证； ➢电路方案试验； ➢对电路试验结果的分析及对电路设计的改进； ➢考虑整机的机械结构和安装使用。
2. 印制电路板的设计目标 ➢ 准确性：元器件和印制导线的连接关系必须符合印制
板的电气原理图。 ➢ 可靠性：印制电路板的可靠性是影响电子设备可靠性
5. 元器件焊盘的定位 ➢焊盘的中心（即引线孔的中心）距离印制板的边缘不 能太近，一般距离应在2.5mm以上，至少应该大于板 的厚度。 ➢焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上，如图415所示。在国际IEC标准中，正交网格的标准格距为 2.54mm（0.1in）；国内的标准是2.5mm。
§4.3 印制电路板上的焊盘及导线
四、印制导线的抗干扰和屏蔽
1. 地线布置引起的干扰
原因：
I1
I2
如印制导线AB长为10cm
要尽可能防止异形孔，以便降低加工本钱。
2. 焊盘的外径
密度的单面电路板： Dmin＝d+1mm
双面电路板： Dmin≥2d
D
3. 焊盘的形状
岛形焊盘：
适用于元器件密集、不规那 么排列的电子产品。由于焊盘 面积大，抗剥离强度增大，可 以降低覆铜板的档次。
印制电路板(PCB)的设计与制作
Rb1
Rc
C2
V C1
ebc
C3
Rb2 Re1
C2
元器件图形
印制板图
2. 印制电路板发展过程
印制电路板随着电子元器件的发展而发展， 由此可以分为下面几个发展阶段：
● 电子管分立器件
导线连接
● 半导体分立器件
单面印刷板
● 集成电路
双面印刷板
● 超大规模集成电路
多层印刷板
2. 印制电路板发展过程
电子管体积大、重量重、耗电高,使用 导线连接。
1. PCB的分类
按孔导通状态分：埋孔板，盲孔板，通孔板
盲孔 Blind Via 盲孔 Blind Via
埋孔 Buried Via
通孔 Drilled Through Via
1. PCB的分类
按成品软硬区分 ：
▪ 硬板 Rigid PCB (刚性板） ▪ 软板 Flexible PCB （挠性板） 见左下图 ▪ 软硬板 Rigid-Flex PCB （刚挠结合板）见右下图
电解电容
电阻 接线端子
2. 印制电路板发展过程
相对于电子管，半导体器件体积小、重量 轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板
电子管
三极管
电阻
电解电容
2. 印制电路板发展过程
焊接面（底层）
单面板
元件面（顶层）
2. 印制电路板发展过程
集成电路的出现使布线更加复杂，此时单面 板已经不能满足布线的要求，由此出现了双面 板——双面布线。
显示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
PCB设计
1、放置与结构有紧密配合的元器件，如电源插座、指示灯、开关、连接器等。 2、放置特殊元器件，如大的元器件、重的元器件、发热元器件、变压器、IC等。 3、放置小的元器件。
1、电路板尺寸和图纸要求加工尺寸是否相符合。 2、元器件的布局是否均衡、排列整齐、是否已经全部布完。 3、各个层面有无冲突。如元器件、外框、需要丝印的层面是否合理。 3、常用到的元器件是否方便使用。如开关、插件板插入设备、须经常更换的元器件等。 4、热敏元器件与发热元器件距离是否合理。 5、散热性是否良好。 6、线路的干扰问题是否需要考虑。
设计步骤
放置顺序
布局设计
布局检查
在PCB中，特殊的元器件是指高频部分的关键元器件、电路中的核心元器件、易受干扰的元器件、带高压的 元器件、发热量大的元器件，以及一些异性元器件，这些特殊元器件的位置需要仔细分析，做带布局合乎电路功 能的要求及生产的需求。不恰当的放置他们可能产生电路兼容问题、信号完整性问题，从而导致 PCB设计的失败。
Pad
焊盘是PCB设计中最常接触也是最重要的概念，但初学者却容易忽视它的选择和修正，在设计中千篇一律地 使用圆形焊盘。选择元件的焊盘类型要综合考虑该元件的形状、大小、布置形式、振动和受热情况、受力方向等 因素。Protel在封装库中给出了一系列不同大小和形状的焊盘，如圆、方、八角、圆方和定位用焊盘等，但有时 这还不够用，需要自己编辑。例如，对发热且受力较大、电流较大的焊盘，可自行设计成“泪滴状”，在大家熟 悉的彩电PCB的行输出变压器引脚焊盘的设计中，不少厂家正是采用的这种形式。一般而言，自行编辑焊盘时除 了以上所讲的以外，还要考虑以下原则：
特殊性
Protel封装库内有大量SMD封装，即表面焊装器件。这类器件除体积小巧之外的最大特点是单面分布元引脚 孔。因此，选用这类器件要定义好器件所在面，以免“丢失引脚（Missing Plns）”。另外，这类元件的有关文 字标注只能随元件所在面放置。
第六章印制电路板
3．印制板尺寸 印制板的尺寸应该接近标准系列值，要从整机的内部结构和印制板
上元器件的数量、尺寸及安装、排列方式来决定。 4．印制板的厚度
在确定板的厚度时，主要考虑对元器件的承重和振动冲击等因素： 如果板的尺寸过大或板上的元器件过重（如大容量的电解电容器或大功 率器件等），都应该适当增加板的厚度或对电路板采取加固措施，否则 电路板容易产生翘曲。
供所要求的电气特性，如特性阻抗等。与手工焊等线连接相比，印制电 路板连接具有一致性、重复生产性、高可靠性的特点，避免了人为的连 接错误。
（3）为自动锡焊工艺提供非焊接地区的阻焊图形。为元器件插装、 检查、维修提供识别字符和图形。 6.1.2 覆铜板的类别和指标
1．覆铜板的构成和类别 覆铜板主要由铜箔、增强材料和粘合剂三种主要原料组成。 通常我们按印制电路板铜箔面层数的多少，将印制电路板分成单面
6.5 印制板上的插针式接插件
如果印制板上有大电流信号对外连接，可以采用矩形接插件。这种 插座的体积较大，不宜直接焊接在电路板上。为了保证足够的机械强度 和可靠的对外连接，需要另做支架，将电路板和插座同时固定。
6.4 印制电路板的排版布局
印制电路板设计的主要内容是排版设计。把电子元器件在一定的制 板面积上合理地布局排版，是设计印制板的第一步。排版设计，不单纯 是按照电路原理把元器件通过印制线条简单地连接起来 。
耐高温、耐腐蚀
应用
中、低档民用品
仪器、仪表及中档以 上民用品
工业、军用及计算机 等高档电器
微波、高频电器、航 天航空、导弹、雷达
等
可挠性、质量低 仪器、仪表柔性连接
6.2 印制电路板的设计目标
对于印制电路板的设计目标，通常要考虑准确性、可靠性、工艺性 和经济性四个因素。 6.2.1 印制电路板的准确性
印制电路板(PCB)的设计与制作精选全文完整版
PCB的应用
PCB是英文(Printed Circuit Board) 印制线路板的简称。
汽车
航天 计算机
通信 家用电器
苹果手机 iPhone4S
苹果手机 iPhone4S 拆解图
其它零配件
前盖
后盖
电池
电路板
苹果手机 iPhone4S 拆解图
液晶屏
主板A面
16G内存
光传感器和 LED指示灯
主板B面
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
苹果笔记本MacBook Air
液晶屏
底盖
键盘
电路板等 零部件
电池
整机拆解图
苹果笔记本MacBook Air
PCB板
电池
拆解图
苹果笔记本MacBook Air
散热片
内存
主板
扬声器
输入输出接口
硬盘
如何将原理图设计成PCB图？
原理图
（一）工厂批量生产（双面）
3. 打孔
目的： 使线路板层间产生通孔，达到连通层间的作用。
流程： 配刀 钻定位孔 上销钉 钻孔 打磨披锋。
流程原理: 据工程钻孔程序文件,利用数控钻机,钻出所用的孔。
注意事项： 避免钻破孔、漏钻孔、钻偏孔、检查孔内的毛刺。
（一）工厂批量生产（双面示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
4. 阅读分析原理图
① 线路中是否有高压、大电流、高频电路， 对于元器件之间、线与线之间通常耐压200V/mm； 印制板上的铜箔线载流量，一般可按1A/mm估算； 高频电路需注意电磁兼容性设计以避免产生干扰。
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实验四印刷电路板的设计
一、实验目的
1、掌握PCB版图设计的流程。
2、加深对PCB版图理解。
二、实验环境
1、PC机一台（windowsXP 以上，CPU：pentium4 3GHz 以上，内存1G RAM，硬盘空
间40G）
2、Altium Designer 10.0 软件
三、实验内容
1、完成电源滤波电路的PCB版图设计。
2、完成RS485通信的版图设计。
四、实验步骤
1、创建工程，创建PCB工程；
2、将原理图导入PCB版图；
3、进行排版，电气连接；
4、保存文件，进行压缩。
五、实验结果（截图）
1、电源滤波电路的PCB版图设计
六、实验总结与心得
通过本次实验，我又学到了很多知识，获益匪浅。
虽然这次的实验很简单，但是仍然不能松懈，还是要以百分百的认真去对待，去做。
这次就是完成电源滤波电路的PCB版图设计。
实验目的就是掌握PCB版图设计的流程并加深对PCB版图的理解。
先创建好工程，然后在这个工程下添加PCB和SCH，然后才可以在这个环境下进行各种操作。
可以把之前做好的原理图直接复制过来，导入PCB当中，删除名字，进行排版，再进行电气连接，可以用红线，注意连接的时候如果有交叉的线就要换成蓝色或者其他颜色，这样才不会使排版搞乱。
最后把所有的文件保存一下，进行压缩，就完成了这次实验。
这次课程很简单，但也是考验我们的一次，学好它，也是为了熟练掌握CAD的基础操作，为以后更难的实验打好基础。
希望接下来每一次都可以很熟练地进行操作，完美地完成每一次实验。