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印制电路板设计讲义 印制电路板也叫做印制线路板，可简称印制板．印制电路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用，是电子设备中一种极其重要的组装部件。它可以实现电路中各个元器件的电气连接，代替复杂的布线，减少了传统方式下的接线工作量，简化了电子产品的装配、焊接、调试工作；缩小了整机体积，降低了产品成本，提高了电子设备的质量和可靠性；印制电路板具有良好的产品一致性，它可以采用标准化设计，有利于在生产过程中实现机械化和自动化；使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于整机产品的互换和维修。由于以上优点，印制电路板已经广泛应用于各种收音机、录音机、电视机、通讯设备、计算机、仪器仪表等电子产品的生产制造中。 印制板设计，是根据设计人员的意图，将电路原理图转换成印制板图、选择材料和确定加工技术要求的过程。它包括选择印制板材质、确定整机结构；考虑电气、机械、元器件的安装方式、位置和尺寸；决定印制导线的宽度、间距和焊盘的直径、孔径；设计印制插头或连接器的结构；根据电路要求设计布线草图；准备印制板生产必须的全部资料和数据。 印制板设计通常有两种方式：一种是人工设计，另一种是计算机辅助设计。无论采取哪种方式，都必须符合原理图的电气连接和产品电气性能、机械性能的要求，并要考虑印制板加工工艺和电子装配工艺的基本要求。 一 印制板设计前的准备 印制板在电子产品中是实现整机功能的主要部件之一，印制板的设计是整机工艺设计中的重要一环。设计质量不仅关系到元器件在焊接装配、调试中是否方便，而且直接影响整机的技术性能。 印制板设计不象电路原理设计那样需要严谨的理论和精确的计算，而只有一些基本的设计原则和设计技巧，在设计过程中具有很大的灵活性和离散性。同一张原理图，几十人分别去设计，各人设计的思路不同，习惯不同，技巧各异，便会出现几十种方案。但这并不是说印制板的设计可以随心所欲，草草从事。因为在众多的方案中，总可以遵循一定的原则选出最佳的设计方案。 通常评价印制电路板的设计质量，主要考虑下列因素： 线路的设计是否给整机带来干扰? 电路的装配与维修是否方便? 基板材料的性能价格比是否最佳? 电路板的对外引线是否可靠? 元器件的排列是否均匀、整齐? 版面布局是否合理、美观? 1 印制板的设计前提 (1)一般首先要进行电路方案实验，这是在研制电子产品时设计印制板的前提之一；按照由产品的设计目标(使用功能、电气性能)确定的电路方案，用电子元器件把电路搭出来。通过对电气信号的测量，调整电路元器件的参数，改进电路的设计方案；根据元器件的特点、数量、大小以及整机的使用性能要求，考虑整机的结构尺寸；从实际电路的功能、结构与成本，分析产品适用性。并且，在电路方案实验的时候，必须审核考察产品在工业化生产过程中的加工可行性和生产费用，以及产品的工作环境适应性和运行、维护、保养消耗。在电路方案取得成功后，才能设计印制板，开始制作实际的电子产品。这种电路方案实验，不仅是原理性和功能性的，同时也应当是工艺性的验证。 (2)进行电路方案实验，通常需要一块电路实验板。该板起到承载、固定、连接各个元器件的作用。 (3)在进行电路方案实验的时候，要慎重地选用电子元器件。仔细地查阅所用元器件的技术资料，使之工作在合理的工作状态下。对于集成电路和其它新型元器件，应该在使用前了解它们的各种特性规格和质量参数，熟悉它们的管脚排列。 (4)对电路实验的结果进行分析(电路的设计思想、工作原理、整机的应用)应达到以下几个目的： 熟悉原理图中出现的每个元器件，确定它们的电气参数和机械参数； 找到线路中可能产生的干扰源和容易受外界干扰的敏感元器件； 了解这些元器件是否容易买到，是否能够保证批量供应。 (5)整机的机械结构和使用性能必须确定，以便于决定印制电路板的结构、形状、尺寸和厚度。根据产品的原理分析和电路方案实验，电路使用的元器件必须全部选定。掌握每个元器件的外形尺寸、封装形式、引线方式、管脚排列顺序、各管脚的功能及其形状；确定哪些元件需要安装散热片，并计算散热片面积；考虑哪些元器件应该安装在印制板上，哪些必须安装在板外。 2 印制电路板的设计目标 不同的制板要求，决定了加工的复杂程度和费用，也影响到整机的成本。要根据产品的性质，既产品处于预研性试制、设计性试制、生产性试制或批量性生产中的哪个阶段，或对产品未来的市场前景进行预测，决定印制电路板的设计目标。 对于印制电路板的设计目标，通常从准确性、可靠性、工艺性和经济性四个方面的因素进行考虑。 (1)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。