印制板设计的要领
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印制板设计的要领
唐梁 保建勋
ｌ印制板设计的任务
１．１印制板的概念
印制板是由单面、双面敷铜板将确定的图形经
蚀刻、层压、打孔、金属化等生产＿Ｔ艺加Ｔ后而成
的板子：
１．２印制板设计的主要步骤有
－创建元件片（Ｌｊｂｒａｒｉｎ）。这里说的元件 是指
具体的Ｊ 器件，而是指为保证冗器件能焊接到印
制板 并能实现元器件之削互联关系的几何图
形，当然包括印制板本身的儿何特性。
，建立电原理图与印制板上的元件和连线之问
的剥廊关系（Ｐ￣ｍ．ｋａｇｅ）。
，布局与布线（１－ａ３，．ｕｔ）。
将元件放到印制板的适当位置上，并根据
Ｐａｃｋａｇｅ完成之后所指示的连接关系，按照口ｊ制板
设计的规范和电路 程的要求进行布线。
，提取印制扳生Ｊ 使用数据（Ｆａｂｌｉ．ｋ，ＣＡＮ）。
，提取贴装生产使用的数据
１．３ 印制板设计中考虑的问题
－保征没计完成后所反映出来的元件儿何图形
与实物吻台，所反映的连线关系与逻辑图（电原理
图ｌ的逻辑关系一致。
－电路丁程的要求，印制板设计不仅仅是反映
逻辑图一致的连接关系，而且要考虑到电路
工程对印制扳的要求，如：电源、地线的宽度、如何
连接，当频率较高叫，还要考虑阻抗、干扰等方面
的问题、使设计出的印制板能 常工作。
・印制扳在整机系统 安装
首先要做到印制板本身的几何外形与系统的
要求一致，安装孔、插头等都能满足要求，插头连
接器准确地放正规定的位置上后，使整机系统能
很方便地组装。元器件放在印制板的恰当位置上． 能方便于系统橱试，以及通风散热＝
－印制板的可生产性了解印制极生广：的¨ｒ艺，
熟悉设｝１规范，使设汁 的印制板能顺利地投， 。
，保证元器件在印制板｝一便于安装、贴放、焊
接，不仪图形要准确，合适，还要留有一定的余罱．
使他刑不会碰撞，又能方便地插拔一
・可靠牲、经济性、美观方 的考虑
减少层数与碰秘，成本Ｉ＇ｌ然会降低 适 ｊ采用
大一些的焊盘、过孔、线条都有利于可 性的提
高，减少过扎，优化走线，使其疏密均匀，一致性
好。
面就从印制板设计的步骤来说，设计中廊注
意的事情。
２ Ｐａｃｋａｇｃ
，建 逻辑元件的引腿与物理引腿之 正确的
对应关系
存每个ＣＡＤ系统中都有这一步，但又做法不
完全一样、但实质是一样的。稃：逻辑设计时往律关
心的是元器件的功能，对每个引腿名称、功能更为
关心。但印制板设｝１肘更关心的是封装时器件引腿
的编号，逻辑设计时往往认为屯源、地是隐肯的，
无需说明，印制板设计时则不能忽略，否则器什无
法工作。冉一个原 是一些通用芯片，一个片．『中
有好几个逻辑元件（门，Ｓｙｍｉｂｏ］），它们的功能相同
没计者在此阶段也没有必要去关心他所用的这个
ｒＪ，究竟是芯片中的那一个ｒ＇，这可由ｃＡ１）系统中
自动门分配去完成，或以后人为去划定。这样…定
自一个逻辑引腿（ｐｊｎ—ｎａｍｅ）与物理上引腿（ｐｉｎ—Ｎｏ】
的对应关系，以及说明哪些引腿是电源、地的。同
时还要说明哪些引腿构成一个门，又能与另一组相
同功能的门进行互换（Ｓｗａｐ）。还耍说叫同一个门中
叼｝些引腿又能互换。以７４００为例：它们的埘应关系
如下表。
维普资讯 http://www.cqvip.com Ｓｙｍｂｏ】 ＰｌＩ１一／ｉｏｔｍ￣ Ｐｉｎ—Ｎｏ Ｐｉｎ－ｓｗａ０ Ｓｙｍｂｏｌ—ｓｗａｐ
＾ １ １
１ Ｂ ２ １
Ｙ ３ Ｏ
Ａ ４
２ Ｂ ５ １ １
Ｙ ６ ０ － ＿＿－ Ａ ９ １
Ｉ ３ Ｂ １０ １ １
Ｙ ８ ０
Ａ １２ １
４ Ｂ １３ １Ｏ １
Ｙ １１ ０
ＧＮＤ ７ Ｏ Ｐｏｗｅｒ ０ ＶＣＣ １４ ０
注；Ｓｗａｐ栏中１＝真Ｏ＝假
对于规模较大的片子或专用芯片，往往一个芯
片中只含有一个逻辑元件，这样的对应关系倒反而
简单，但一定要小心，千万不能对应错了
。向逻辑图时、一定耍止确连接，在有些ＣＡＤ系统
中面…米的网看 去是连至一起的，但实际 并没
有连接关系．如下图；
画逻辑罔时，一定要『Ｆ确连接，在有些ＣＡＤ
系统中画出来的图看上去是连至一起的 但实际上 并没有连接关系，如下 ；
本图是想将ａ的ＯＵＴ接到ｈ的Ｉ ，但作 时
分成了一部分，第一次尾从ａ的ＯＵＴ画到ｘ２，第
一次又南１ 的ｊＮ画到ｘ１，表面卜看来是一根绒 了．但实际Ｉ．并没有连Ｉ 。
同是一个信号在 同的页卜或同页但又小能 赢接连到一起时，一定要注意信号名是否一致。不
…致将会把同一信号变成几个信号。同删要注意不
要使用不能用于信号名的字符，以及容易棍肴的字 符如’，； 等，各个ＣＡＤ系统中部有规定
３元件库
元什库是印制板设计中最活跃的一部分．许多
ＣＡＩ）系统中都带有相 数量的元什库、但随着电
子产品的 断发展，不断彳『新元仆ｆｌｌ现、这就要印
制板设计者 断补充。同时 于元件封装厂商
Ｉ司，同一种封装名称的７ 件其儿何图形也 一定
一样，这也需要去补充瓤ｆ 元件。
元器件在印制板上都要占一定的守问，布
ＣＡＤ系统中有一项参数就是用米描述它的
（ｐｌａｖｅｏｕｔｌｉｎｅ），用来检查元 什在板ｆ Ｉ．是 会发生
碰撞用的。鱼ｕ粜没有，则可以用元件在印制板的图
形（俗称丝网谓符号）来检查，这 口要靠人来做了。
漏印的图形符号＿小耍压焊盘上，以免焊接 良。
从兀器件在印制板上ｆ 安装方式来看，元件大
致分为二大类，一是引腿要插在印制板ｌ的商插
式，一是表面贴装的，冉一个就是不用装元忭用米
连接＠Ｐｌ。板与母板的捕头（金丁指）。
３．Ｉ直插式
直插式元件的腿要插 却制板上．彳『．元件库中
有称之为Ｐ 的结构与之相对应，以四层板的
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＿十—一 维普资讯 http://www.cqvip.com 《电子电路与贴装》２Ｏ０２卞Ｆ笫１期
ＤＩＰ１４及其滤波电容为例，它的儿何数据有：（见
页图１）
●●●●●●●
［二］
零● ●●●●●●● 去专 ●
ｌ【．．．．．．．．．．．．．．．．．．－－Ｊ ■●●●●●● Ｕ．ｔＪ 丁Ｏｐ Ｌ
詈量 ｕ ２ ．．
．Ｉ
■●●●●●●
￣ｔｔ８ｍ Ｌａｇｅｒ
图１
这里要说清楚的是：顶层、底层的焊盘都是由
实实在在的铜箔蚀刻而成的；在以大面积铜箍为电
地层时，则是阴版的概念。如果此腿不与电（地）相
连，则此隔离盘是用来防止元件引腿与电（地）相连
的一块无铜区；如果此腿与电（地）相连则是一个阻
热型的热隔离盘。即在金属化孔外围有几道没有铜
的隔热沟（参见规范的图５），以防止焊接时散热太
快，引起焊接不良。同样阻焊盘也是阴版的概念，在
与元件引腿连接的焊盘外面以及插头的地方一定
要有阻焊盘。在不用阻焊工艺的印制板中，当然不
用阻焊盘，但外层不允许布线或很少布线。
直捅式元件类型很多，有双排直插式（ＤＩＰ），单
排直插式（ｓ㈣，其他分立元件（如电阻、电容、二极 管、三极管、电感、发光二极管、保险丝、晶振等），还
有各种各样的连接器（插座）以及阵列式（ＰＣＡ）。
３．１．１ ＤｌＰ
此类元件腿间距离通常是１／１０英寸（即
２ ５４ｒａｍ），引腿成二排，逆时针方式编号，排距通常
是２．５４ｒａｍ的３倍、４倍或６倍等，第一腿常用方焊
盘。
● ●●●●●●●
● 一●●●●●●
ＳＱｌｄ．ｅｒ Ｍａｓｋ Ｌ＿＇｜ｅｒ
．葶．母● ●●●●●
●
－●● ●●●●●
０ ‘ＪｌｃＣ Ｌａｇｅｒ
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一 、
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帕Ｌ删．ｒ
要注意的是：
・腿问距也有非２ ５４ｒａｍ的，如２Ｈ１ｍ的：
・腿数相同，排距不一定也相同．特别是１８—２４
腿的往往有３ｘ２．５４或４ｘ２ ５４、６ｘ２．５４三种；
・使用焊盘的大小与布线时两相邻引腿之间走
几根线 关。
３．１．２常用的分立元件有：
电容
电阻
二极管
三极静
电感
发光二极管：
晶体：（见图２）
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ｒ ｅ ｓ ｉ 十（．）ｒ ｄ
①．１｝⑦
（】Ｐ Ｏ ０ Ｄ
②
、④ｄ；ｏ ｄ＿ｏ
ｎ Ｃ Ｕ Ｃ ｔ Ｏ ｒ
罔２
注意：
・元件引腿往往不一样粗细，注意使用不同太 小的焊盘与 Ｌ径：
・腿问ｆ 距离不宜太小，特别是对于需要整形 后安装的器件； ＡＮＯＤＥ、ＣＡＴＨＯＤＥ或１、２，电解电容常用Ｐｏｓｉｔｉｖｅ、
Ｎｅｇａｔｉｖｅ，或１、２。当使用数字编号时１腿常常指正
极。二极管用ｅｂｅ来编号，采用数字檄易棍肴，唰时 注意ｅｂｃ的顺序要与实物一敛。
３．１．３ ＳＩＰ
＋ 竺兰 ， 管、 兰、三极 此类与ＤＩＰ相似，但只一排，常用于电阻网络。 等
，其引腿编号要与元件一致，二极管常用Ａ、Ｋ或 一 ‘…
３ １．４ ＰＧＡ
１ ５
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