PCB的設計步驟及方法

PCB的設計包含電路設計和封裝設計兩部分，其主要內容包括元器件的安裝方式、位置、尺寸，印制導線的寬度、間距，焊盤的直徑、孔距等。接下來，深亞電子 帶大家來了解下PCB的設計步驟和方法。

PCB的設計步驟：基板的選擇→元器件排列的設計→地線的設計→輸入、輸出端的設計→排版連線圖的設計

01

基板的選擇

1）材料的選擇。PCB材料的選擇必須考慮到電氣和機械特性、購買的相對價格和制造的相對成本等方面。

電氣特性是指基材的絕緣電阻、抗電弧性、印制導線電阻、擊穿強度、抗剪強度和硬度。

2）厚度的確定。厚度的選擇主要是考慮印制板上裝有的所有元器件重量的承受能力和使用中承受的機械負荷能力。

PCB的厚度已標準化，其尺寸為1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm幾種，最常用的是1.5mm和2.0mm。

3）形狀和尺寸。PCB的外形應盡量簡單，一般為長方形，應盡量避免采用異形板。PCB的尺寸應盡量靠近標準系列的尺寸，以便簡化工藝，降低加工成本。

02

元器件排列的設計

PCB上元器件排列的設計，用于確定可放置的印制導線的寬度、間距和焊盤的直徑和孔徑。

元器件在印制電路板上的排列方式主要有三種：不規則排列、坐標排列、坐標格排列。典型組件排列如圖5所示。

（a）典型元器件（組件）的尺寸 （b）典型組件的排列方式

圖5 典型組件排列印制板板圖

03

地線的設計

1）一般將公共地線布置在PCB的邊緣，并留有一定的距離，便于印制電路板安裝與機械加工，有利于提高電路的絕緣性能。

2）在設計高頻電路時，為減小引線電感和接地阻抗，防止自激，地線應有足夠的寬度。

3）PCB上每級電路的地線，在多數情況下可以設計成自封閉回路。但外界有強磁場的情況下，應避免封閉地線組成的線圈產生電磁感應而影響電路的電性能。

04

輸入、輸出端的設計

1）輸入、輸出端盡量按信號流程順序排列，使信號便于流通，并可減小導線之間的寄生干擾；

2）輸入、輸出端盡可能的遠離，在可能的情況下最好用地線隔離開?？蓽p小輸入、輸出端信號的相互干擾。

05

排版連線圖的設計

排版連線圖是指：用簡單線條表示印制導線的走向和元器件的連接關系的圖樣。如圖6所示。

圖6 由原理圖到印制版圖的排版方向

首先要選定排版方向及確定主要元器件的位置。

當排版的方向確定以后，接下來首先是確定單元電路及其主要元器件，如晶體管、集成電路等的布設。然后再布設特殊元器件，最后確定對外連接的方式和位置。

原理圖的繪制一般以信號流程及反映元器件在圖中的作用為依據，因而再原理圖中走線交叉現象很多，這對讀圖毫無影響，但在PCB中出現導線的交叉現象是不允許的，因此在排版中，首先要繪制單線不交叉圖，可通過重新排列元器件位置與方向來解決。在較復雜的電路中，有時導線完全不交叉很困難的，這時可采用“飛線”來解決。“飛線”即是在印制電路板導線的交叉處切斷一根，從板的元器件面用一根短接線連接。“飛線”過多，會影響元器件安裝效率，不能算是成功之作，所以只有在迫不得以的情況下才使用。