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PCB版图设计

第一部分：设计的前期准备

一、电路板结构的选择

电路板结构区别：

单板结构

单板结构是指将所有元器件尽可能布设在一块印制电路板上的结构。当电路板结构较为简单或整机电路功能唯一确定的情况下，采用单板结构。

单板结构的明显优点：结构简单、可靠性高、使用方便；其缺点：改动困难、功能扩展工艺调试及维修性差。

2.多板结构

多板结构也称积木结构，是将整机电路按照原理功能分成若干部分，分别设计为各自功能独立的印制电路板，这是大部分中等复杂的程度以上电子产品采用的方式。

多板结构一般互换性能较差，但是不同厂家按照相同的标准或协议设计生产，就可以解决互换性这个问题。其优缺点刚好及单板结构相反。

挠性三维结构

利用挠性板和刚-挠性板技术，可以实现不同类型、不同材料的印制电路板，在三维空间任意形状、任意角度的配置，使一部分像手机、数码相机及其他外形尺寸和形状有特殊要求的产品可以根据印制电路板的功能进行分割。其兼具灵活性、整体性和良好工艺性。

电路板的结构选择：

电子门锁要求可靠性好，体积小，故单板结构是最理想的结构，但是考虑到设计及体积问题，双层板具有折中优势，所以优先选择双层版。另外双层板也符合albumdesigner的设计思路。双层板虽失去了维修性能，但可以很好地提高门锁的可靠性，降低生产成本，便于普及。

PCB材料的选择

电子产品一般分为三类：

消费类茶品：要求成本低、功能强、时尚美观，使用寿命和可靠性要求不高。特别是数码产品、游戏、玩具、一般音频及视频电子产品对价格很敏感，而且更新换代的周期越来越短，因此对印制电路板而言，能满足一定时间内使用即可。

一般工业产品及仪表仪器，对价格敏感度低于电子产品，但对使用寿命和可靠性要求高于消费类产品，并且使用环境差别较大，印制电路板基材要能满足对其使用寿命、可靠性对不同环境的要求。

高性能产品：例如军用产品、航空航天、高速及高性能计算机、关键的过程控制器、医疗系统，要求高品质、高可靠性，成本相对不重要。印制电路板基材要求满足恶劣、严酷环境下的可靠性要求。

常用国产覆铜板层压板的主要特性及用途

基本型号

基材名称

国家标准号

基材特性

适用范围

CPFCP—6F

覆铜箔酚醛纸质压层板

GB4723

具有较好的电气性能和冷冲加工性能，但是吸湿性较差，工作温度低

收音机、收录机、黑白电视机等家电产业

CEPCP—22F

覆铜箔环氧纸层压板

GB4724

具有较好的机电性能；优于酚醛板，但是价格高于酚醛版

工作环境较好的工作环境和彩电等

CEPGC—31

覆铜箔环氧玻璃布层压板

GB4725

机电性能良好，吸湿性小，工作温度在120度以下

计算机、通信设备及航天电子产品

CEPGC—32F

阻燃性覆铜箔环氧玻璃布层压板

GB4725

机电性能优良，具有阻燃性能，工作温度较高

计算机、通信设备、高级家电产品和军用航天电子产品

CPI

挠性覆铜箔聚酰亚胺薄膜

GB13555

具有良好的可挠性，工作温度高，可在200度以下连续工作

设备空间小、工作温度较高、需要弯折的电子产品

CPU

挠性覆铜板聚酯薄膜

GB13556

可挠性好，成本低，工作温度在105度以下，熔点低

有弯折要求的一般民用电子产品和扁平或者带状电缆

CTFGC

覆铜箔聚四氟乙烯玻璃布层压板

介电常数和玻璃点转化温度较低，化学稳定性好，工作范围宽，弹刚性差，成本高

高频、微波电路的电子产品

CPIGC

覆铜箔聚酰亚胺玻璃层布压板

GB/T16317

机电性能好，阻燃、耐热，工作温度高，成本高

工作环境温度高或靠近热源工作的电子产品

PCB材料的选择

门锁的环境一般较较为干燥，温度的突变也不是很多，只是在开关门过程中对其控制部分的性能要求较高，为常用的民用产品，对其稳定性要求较高，安装时嵌在门里面，故体积要小，呈扁平状最好，此处CPU是最适宜的材料选择。

三、PCB的尺寸设计

1.印制电路板的外形

理论上印制电路板的外形是任意的，但是考虑到美观和工艺性，在满足整机空间布局要求的前提下，外形力求简单。最经济、最简单的外形是长宽比例不太悬殊的长方形。

长宽比较大的长方形或面积较大的印制电路板容易产生翘曲变形。如果必须采用面积较大的印制电路板泽需要采取增加印制电路板的厚度或者增加支撑点、边框加固。尽量减少异形尺寸的电路板，可以降低加工成本、减少电路板变形的可能性。

电路板的尺寸

印制电路板的尺寸只要取决于整机给予印制电路板的安装空间，在满足安装空间的前提下同时要考虑结构的稳定性和提高材料的利用率。

结构稳定性

印制电路板的结构稳定性对产品的可靠性影响很大，特别是移动产品，必须充分考虑各种作用在PCB上的机械应力。结构稳定性由印制电路板外形尺寸、印制电路板安装元器件及基材的结构强度决定。

一般振动条件下使用印