PCB的设计步骤及方法

PCB的设计包含电路设计和封装设计两部分，其主要内容包括元器件的安装方式、位置、尺寸，印制导线的宽度、间距，焊盘的直径、孔距等。接下来，深亚电子 带大家来了解下PCB的设计步骤和方法。

PCB的设计步骤：基板的选择→元器件排列的设计→地线的设计→输入、输出端的设计→排版连线图的设计

01

基板的选择

1）材料的选择。PCB材料的选择必须考虑到电气和机械特性、购买的相对价格和制造的相对成本等方面。

电气特性是指基材的绝缘电阻、抗电弧性、印制导线电阻、击穿强度、抗剪强度和硬度。

2）厚度的确定。厚度的选择主要是考虑印制板上装有的所有元器件重量的承受能力和使用中承受的机械负荷能力。

PCB的厚度已标准化，其尺寸为1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm几种，最常用的是1.5mm和2.0mm。

3）形状和尺寸。PCB的外形应尽量简单，一般为长方形，应尽量避免采用异形板。PCB的尺寸应尽量靠近标准系列的尺寸，以便简化工艺，降低加工成本。

02

元器件排列的设计

PCB上元器件排列的设计，用于确定可放置的印制导线的宽度、间距和焊盘的直径和孔径。

元器件在印制电路板上的排列方式主要有三种：不规则排列、坐标排列、坐标格排列。典型组件排列如图5所示。

（a）典型元器件（组件）的尺寸 （b）典型组件的排列方式

图5 典型组件排列印制板板图

03

地线的设计

1）一般将公共地线布置在PCB的边缘，并留有一定的距离，便于印制电路板安装与机械加工，有利于提高电路的绝缘性能。

2）在设计高频电路时，为减小引线电感和接地阻抗，防止自激，地线应有足够的宽度。

3）PCB上每级电路的地线，在多数情况下可以设计成自封闭回路。但外界有强磁场的情况下，应避免封闭地线组成的线圈产生电磁感应而影响电路的电性能。

04

输入、输出端的设计

1）输入、输出端尽量按信号流程顺序排列，使信号便于流通，并可减小导线之间的寄生干扰；

2）输入、输出端尽可能的远离，在可能的情况下最好用地线隔离开。可减小输入、输出端信号的相互干扰。

05

排版连线图的设计

排版连线图是指：用简单线条表示印制导线的走向和元器件的连接关系的图样。如图6所示。

图6 由原理图到印制版图的排版方向

首先要选定排版方向及确定主要元器件的位置。

当排版的方向确定以后，接下来首先是确定单元电路及其主要元器件，如晶体管、集成电路等的布设。然后再布设特殊元器件，最后确定对外连接的方式和位置。

原理图的绘制一般以信号流程及反映元器件在图中的作用为依据，因而再原理图中走线交叉现象很多，这对读图毫无影响，但在PCB中出现导线的交叉现象是不允许的，因此在排版中，首先要绘制单线不交叉图，可通过重新排列元器件位置与方向来解决。在较复杂的电路中，有时导线完全不交叉很困难的，这时可采用“飞线”来解决。“飞线”即是在印制电路板导线的交叉处切断一根，从板的元器件面用一根短接线连接。“飞线”过多，会影响元器件安装效率，不能算是成功之作，所以只有在迫不得以的情况下才使用。