印制线路板的散热设计

印制线路板的散热设计

王艾戎，龚莹

（国营第407厂研究所，陕西咸阳712099）

1前言

PWB是指在绝缘基材上形成的导电图形，其作用是安装电子元件，使元件的端子之间连接起来形成电路。随着电子设备向轻薄短小化发展，PWB装载元件密度提高，使PWB上热量高度聚集。如果PWB散热设计不良，会使电子元件焊接部位的焊锡熔化，塑料外壳和PWB基材燃烧。为了保证电子设备的性能长期稳定，要求不断提高PWB的散热性，同时采用适当的技术降低高发热元件的温度。以下探讨PWB的散热设计与对策。

2 PWB的散热设计

2.1估计导体图形的温度上升值

PWB上的导体图形是由铜箔制作的，导体本身并不发热。由于导体图形存在电阻，通电时就会发热。毫安（mA）和微安（μA）量级的小电流通过时，发热问题可以忽略不计。但是，当安培量级的电流通过导体时，发热问题不能忽视。当导体图形的温度上升到85℃左右时，普通的绝缘板自身开始变黄，继续通电时，绝缘基材劣化，失去对元件的支撑功能。因此，设计PWB时要对导体图形的温度上升值作出估计。

图1示出导体宽度和导体截面积与允许电流之间的关系，由图1可以估计导体的温度上升值，也可用于导体图形的线宽设计。例如，设计1个多层PWB板，允许通过的电流为2A，允许的温升为10℃时，由A 点可确定PWB的导体截面积；在导体截面积相同的条件下，由C点可确定PWB的铜箔厚度为35μm时，导体线宽应设计为2mm，由B点可确定PWB铜箔厚度为70μm时，导体线宽应设计为1mm。

导体的截面积/10－3mm2

图1 导体宽度和导体截面积与允许电流之间的关系

（多层板内层导体用）

2.2计算PWB的等效导热系数

随着电子设备组装密度的提高，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PWB自身的散热能力。PWB的散热能力，用等效导热系数评价，环氧玻璃布PWB表面的等效导热系数（λeq）计算公式如式（1）所示。

等效导热系数=〔∑i层的导热系数×i层的厚度×i层的导体图形剩余率〕/PWB的总厚度（1）

i层的导体图形剩余率，对铜箔层为铜箔的剩余率；对绝缘层，其剩余率为1。

图2 4层印制线路板的等效导热系数计算

以单面、双面和4层环氧玻璃布基PWB为例，计算其等效导热系数，计算结果分别见表1、表2和表3。

℃

PWB厚度/mm 1.6 1.2

铜箔厚度/μm 35 18 35 18

铜箔剩余率/％100 9.2 512.1 6.5 70 6.6 3.6 8.6 4.7 20 2.2 1.4 2.8 1.7

PWB厚度/mm 1.6 1.2

铜箔厚度/μm 双面均为35 双面均为18 双面均为35 双面均为18

铜箔剩余率/％100 17.9 9.4 23.7 12.4 70 12.7 6.8 16.7 8.8 20 4 2.3 5.1 2.9

PWB厚度/mm 1.6 1.2

铜箔厚度/μm 2面均为35 2层352层18 4层均为18 4层均为35 2层352层18 4面均为18

铜箔剩余率/％100 35.3 26.8 18.4 46.9 35.6 24.4 70 24.8 18.9 13 32.9 25.1 17.2 45 16.1 12.3 8.5 21.3 16.3 11.2 20 7.4 5.7 4.1 9.7 7.5 5.2

由表1到表3可以看出，环氧玻璃布基PWB的等效导热系数与PWB的总厚度、铜箔剩余率及铜箔厚度有关。当PWB的总厚度、铜箔剩余率及铜箔厚度相同时，等效导热系数随PWB层数的增加而增大；当PWB的总厚度和铜箔厚度相同时，等效导热系数随PWB铜箔剩余率增加而增大；当PWB总厚度和PWB 铜箔剩余率相同时，等效导热系数与铜箔厚度成正比；当PWB铜箔厚度和铜箔剩余率相同时，等效导热系数与PWB总厚度成反比，即PWB的厚度越薄，其等效导热系数越大。

2.3导热孔设计及散热能力计算

PWB厚度方向的导热系数比表面的导热系数小得多，为了改善厚度方向的导热性，可以在PWB上设计导热孔。导热孔是穿透PWB的小孔，一般直径为1.0mm～0.4mm，孔壁镀铜。由于直径小的铜导管沿PWB 厚度方向穿透其表面，使PWB正面的热量发生短路，发热元件产生的热量向PWB的背面散发。在安装IC裸片的PWB上，IC的正下方可以设计多个导热孔，1个直径为1mm、镀20μm厚的铜导热孔，其热阻约为48℃/W。

3 PWB散热设计对策

PWB单独不能工作，必须在其表面规定的位置安装并焊接电子元件，安装了电子元件的PWB称为印制

电路板（PCB）。PCB通电后就能很好地发挥电气功能。目前几乎所有的电子设备都离不开PCB，当其通电时，PCB上的电子元件就成为发热的热源，其散发的热量会使电子设备的温度上升，当超过元件允许的使用温度时，元件的特性就会发生变化，从而导致设备的性能和可靠性降低、寿命缩短。因此应采用相应的对策解决PCB的散热问题。

3.1用导热改善散热

（1）用导热系数大的材料（如铜板，铝板）作散热板，使PCB上高发热元件产生的热量向PCB的表面扩散，以消除局部过热，改善PWB的散热能力。

（2）在PWB上设计导热孔改善散热，使发热元件产生的热量沿PWB的厚度方向散发。如果导热孔设计的不是1个而是N个，则热阻值可能会降到1/N。

（3）采用金属芯PWB改善散热，金属芯PWB是用铜、铝、铁等高导热金属板作芯板，在其表面涂敷绝缘层后镀铜或覆铜制成导体图形，金属芯PWB的截面如图3所示。因为金属芯PWB中有高热的金属芯，使其散热性大大提高。

（4）用高效散热器改善散热。

图3 金属芯PWB的截面图

3.2用对流改善散热

分散排列高发热元件改善PWB的散热性。此外，局部设置风扇，向高发热元件吹强风，促进高发热元件散热。

3.3用增加散热面积改善散热

（1）采用薄型化、多层化的PWB改善等效传热系数。

（2）提高PWB的铜箔剩余率，PWB的铜箔剩余率一般是10％～20％，可设置铜箔剩余率大的电源层、接地层，改善等效传热系数。

（3）在发热元件上安装散热器，散热器可扩大元件表面的散热面积，从而提高散热能力。

（4）将发热元件直接安装在金属框体上。

以上对策中，最重要的是想办法降低发热元件与散热器或发热元件与金属框体的接触热阻。

3.4合理排列元件改善散热

（1）当热性能不同的元件混合安装时，最好将发热大的元件安装在下风处，发热小的元件安装在上风处，如图4所示。

（a）理想排列

（b）不理想排列

图4 元件排列（注意发热元件的排列）

图4（a）显示了元件的理想排列方式，图4（b）显示了元件的不理想排列方式。即将发热大的元件安装在上风处，发热小的元件如IC安装在下风处，正好处在了发热元件散热的路径上。实际上导电图形的设计要达到图4（a）所示的理想排列较困难。在PWB设计时，若必须在电阻正上方排列电容器，则最好在这两元件之间设计隔热板。

（2）热性能相同但放热量不同的多个IC混装时，基本排列顺序是耗电大的元件和散热性差的元件排列在上风处，如图5所示。图5显示了PWB上安装IC（0.3W）和LSI（1.5W）时温度上升的实测值，按图5（a）排列时，IC的温度上升值是18℃～30℃，LSI温度上升值是50℃；按图5（b）排列时，LSI的温度上升值是40℃，比按图5（a）排列要低10℃。

（a）LSI排列在中央

（b）LSI排列在下部

图5 元件的排列

由以上实例可见，耐热水平相同的元件混合排列时，应将耗电大、散热性差的元件设计在上风处。

印制电路板DFM设计技术要求

深圳市博敏电子有限公司PCB制程能力及设计规范建议 PCB设计规范建议 本文所描述参阅背景为深圳市博敏电子有限公司PCB工艺制程、控制能力；所描述之参数为客户PCB 设计的建议值；建议PCB设计最好不要超越文件中所描述的最小值，否则无法加工或带来加工成本过高的现象。 一、前提要求 1、建议客户提供生产文件采用GERBER File ，避免转换资料时因客户设计不够规范或我司软件版本 的因素造成失误，从而诱发品质问题。 2、建议客户在转换Gerber File 时采用“Gerber RS-274X”、“2：5”格式输出，以确保资料精度； 有部分客户在输出Gerber File时采用3：5格式，此方式会造成层与层之间的重合度较差，从而影响PCB的层间精度； 3、倘若客户有Gerber File 及PCB资料提供我司生产时，请备注以何种文件为准； 4、倘若客户提供的Gerber File为转厂资料，请在邮件中给予说明，避免我司再次对资料重新处理、 补偿，从而影响孔径及线宽的控制范围；

二、资料设计要求 ：

三、制程能力 四、Protel设计注意 1、层的定义 1.1、层的概念 1.1.1、单面板以顶层（Top layer）画线路层（Signal layer）,则表示该层线路为正视面。 1.1.2、单面板以底层（bottom layer）画线路层（Signal layer），则表示该层线路为透视面。 我司建议尽量以1.2方式来设计单面板。 1.1.3、双面板我司默认以顶层（即Top layer）为正视面，topoverlay丝印层字符为正。 1.2、多层板层叠顺序： 1.2.1、在protel99/99SE及以上版本以layer stack manager为准（如下图）。 1.2.2、在protel98以下版本需提供层叠标识。因protel98无层管理器，如当同时使用负性电地层（Plane1）和正性 （Mid layer1）信号层时，无法区分内层的叠层顺序。 2、孔和槽的表达 2.1、金属化孔与非金属化孔的表达： 一般没有作任何说明的通层（Multilayer）焊盘孔，都将做孔金属化，如果不要做孔金属化请在该孔Pad属性菜单中的advance子菜单下的Plated后面的选项√去掉或用箭头和文字标注在Mech1层上对于板内的异形孔、方槽、方孔等如果边缘有铜箔包围，请注明是否孔金属化常规下孔和焊盘一样大或无焊盘的且又无电气性能的孔视为非金属化孔。 2.2、元件脚是正方形时如何设置孔尺寸： 一般正方形插脚的边长小于3mm时，可以用圆孔装配，孔径应设为稍大于（考虑动配合）正方形的对角线值，千万不要大意设为边长值，否则无法装配对较大的方形脚应在Mech1绘出方孔的轮廓线 2.3、焊盘上开长孔的表达方式：

PCB的热分析与热

PCB的热设计 热分析、热设计是提高印制板热可靠性的重要措施。基于热设计的基本知识，讨论了PCB设计中散热方式的选择、热设计和热分析的技术措施。 1、热设计的重要性电子设备在工作期间所消耗的电能，除了有用功外，大部分转化成热量散发。电子设备产生的热量，使内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备会继续升温，器件就会因过热失效，电子设备的可靠性将下降。SMT使电子设备的安装密度增大，有效散热面积减小，设备温升严重地影响可靠性，因此，对热设计的研究显得十分重要。 2、印制电路板温升因素分析引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在，电子器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。印制板中温升的2种现象：（1）局部温升或大面积温升；（2）短时温升或长时间温升。在分析PCB热功耗时，一般从以下几个方面来分析。 2.1电气功耗（1）分析单位面积上的功耗；（2）分析PCB板上功耗的分布。 2.2印制板的结构（1）印制板的尺寸；（2）印制板的材料。 2.3印制板的安装方式（1）安装方式（如垂直安装，水平安装）；（2）密封情况和离机壳的距离。2.4热辐射（1）印制板表面的辐射系数；（2）印制板与相邻表面之间的温差和他们的绝对温度； 2.5热传导（1）安装散热器；（2）其他安装结构件的传导。 2.6热对流（1）自然对流；（2）强迫冷却对流。从PCB上述各因素的分析是解决印制板的温升的有效途径，往往在一个产品和系统中这些因素是互相关联和依赖的，大多数因素应根据实际情况来分析，只有针对某一具体实际情况才能比较正确地计算或估算出温升和功耗等参数。 3、热设计原则 3.1选材（1）印制板的导线由于通过电流而引起的温升加上规定的环境温度应不超过125℃（常用的典型值。根据选用的板材可能不同）。由于元件安装在印制板上也发出一部分热量，影响工作温度，选择材料和印制板设计时应考虑到这些因素，热点温度应不超过125℃。尽可能选择更厚一点的覆

PCB的热分析与热设计(doc 6)

PCB的热分析与热设计(doc 6)

PCB的热设计 热分析、热设计是提高印制板热可靠性的重要措施。基于热设计的基本知识，讨论了PCB设计中散热方式的选择、热设计和热分析的技术措施。 1、热设计的重要性 电子设备在工作期间所消耗的电能，除了有用功外，大部分转化成热量散发。电子设备产生的热量，使内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发，设备会继续升温，器件就会因过热失效，电子设备的可靠性将下降。 SMT使电子设备的安装密度增大，有效散热面积减小，设备温升严重地影响可靠性，因此，对热设计的研究显得十分重要。 2、印制电路板温升因素分析 引起印制板温升的直接原因是由于电路功耗器件的存在，电子器件均不同程度地存在功耗，发热强度随功耗的大小变化。 印制板中温升的2种现象： （1）局部温升或大面积温升； （2）短时温升或长时间温升。 在分析PCB热功耗时，一般从以下几个方面来分析。 2.1电气功耗 （1）分析单位面积上的功耗； （2）分析PCB板上功耗的分布。 2.2印制板的结构 （1）印制板的尺寸； （2）印制板的材料。 2.3印制板的安装方式 （1）安装方式（如垂直安装，水平安装）； （2）密封情况和离机壳的距离。

有散热层的电路板，散热材料一般为铜/钼等材料，如一些模块电源上采用的印制板。 （3）导热材料的使用 为了减少热传导过程的热阻，在高功耗器件与基材的接触面上使用导热材料，提高热传导效率。 （4）工艺方法 对一些双面装有器件的区域容易引起局部高温，为了改善散热条件，可以在焊膏中掺入少量的细小铜料，再流焊后在器件下方焊点就有一定的高度。使器件与印制板间的间隙增加，增加了对流散热。 3.3元器件的排布要求 （1）对PCB进行软件热分析，对内部最高温升进行设计控制； （2）可以考虑把发热高、辐射大的元件专门设计安装在一个印制板上； （3）板面热容量均匀分布，注意不要把大功耗器件集中布放，如无法避免，则要把矮的元件放在气流的上游，并保证足够的冷却风量流经热耗集中区； （4）使传热通路尽可能的短； （5）使传热横截面尽可能的大； （6）元器件布局应考虑到对周围零件热辐射的影响。对热敏感的部件、元器件（含半导体器件）应远离热源或将其隔离； （7）（液态介质）电容器的最好远离热源； （8）注意使强迫通风与自然通风方向一致； （9）附加子板、器件风道与通风方向一致； （10）尽可能地使进气与排气有足够的距离； （11）发热器件应尽可能地置于产品的上方，条件允许时应处于气流通道上； （12）热量较大或电流较大的元器件不要放置在印制板的角落和四周边缘，只要有可能应安装于散热器上，并远离其他器件，并保证散热通道通畅； （13）（小信号放大器外围器件）尽量采用温漂小的器件； （14）尽可能地利用金属机箱或底盘散热。 3.4布线时的要求

印制电路板的设计与制作

第七章印制电路板的设计与制作 印制电路板PCB(PrintedCircuitBoard)简称为印制板，是安装电子元器件的载体，在电子设计竞赛中应用广泛。 印制电路板的设计工作主要分为原理图设计和印制电路板设计两部分。在掌握了原理图设计的基本方法后，可以进入印制电路板设计，学习印制电路板的设计方法。 完成印制电路板设计，需要设计者了解电路工作原理，清楚所使用的元器件实物，了解PCB板的基本设计规范，才能设计出适用的电路板。 第一节印制电路板设计的基础知识 1. 印制电路板的类型 一般来说，印制电路板材料是由基板和铜箔两部分组成的。基板可以分无机类基板和有机类基板两类。无机类基板有陶瓷板或瓷釉包覆钢基板，有机类基板采用玻璃纤维布、纤维纸等增强材料浸以酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等树脂黏合而成。铜箔经高温、高压敷在基板上，铜箔纯度大于99.8%，厚度约在18~105μm。 印制电路是在印制电路板材料上采用印刷法制成的导电电路图形，包括印制线路和印刷元件(采用印刷法在基材上制成的电路元件，如电容器、电感器等)。 根据印制电路的不同，可以将印制电路板分成单面印制板、双面印制板、多层印制板和性印制板。 (1)单面印制板仅在一面上有印制电路，设计较为简单，便于手工制作，适合复杂度和布线密度较低的电路使用，在电子设计竞赛中使用较多。 (2)双层印制板在印制板正反两面都有导电图形，用金属化孔或者金属导线使两面的导电图形连接起来。与单面印制板相比，双面印制板的设计更加复杂，布线密度也更高。在电于设计竞赛中，也可以手工制作。 (3)多层印制板是指由三层或三层以上导电图形构成的印制电路板，导体图形之间由绝缘层隔开，相互绝缘的各导电图形之间通过金属化孔实现导电连接。多层印制电路板可实现在单位面积上更复杂的导电连接，并大大提升了电子元器件装配和布线密度，叠层导电通路缩短了信号的传输距离，减小了元器件的焊接点，有效地降低了故障率，在各导电图形之间可以加入屏蔽层，有效地减小信号的干扰，提高整机的可靠性。多层印制板的制作需要专业厂商。 (4)软性印制板也称为柔性印制板或挠性印制板，是采用软性基材制成的印制电路板。特点是体积小，质量轻，可以折叠、卷缩和弯曲，常用于连接不同平面间的电路或

印制电路板的种类

印制电路板的种类 实际电子产品中使用的印制扳千差万别，简单的印制板只有几个焊点或导线，一般电 子产品中焊点数为数十个到数百个，焊点数超过60D的属于复杂印制板。根据不同的标 准印制电路板有不同的分类。 1．按印制，电路的分布分类 按印制电路约分布可将印制电路板分为单面板、双面板、多层扳3种 (1)单面板 单面板是在厚度为o．2—5mm的绝缘基板上，只有一个表面敷有铜箔，通过印制和 腐蚀的方法在基板上形成印制电路。单面板制造简单，装配方便，适用于一放电路要求， 如收音机、电视机等；不适用于要求高组装密度或复杂电路的场合。 (2)双面板 双面板是在厚度为o．2—5mm的绝缘基板两面均印制电路。它适用于一般要求的 电子产品，如电子计算机、电子仪器和仪表等。由于双面板印制电路的布线密度较单面板 高，所以能减小设备的体积。 (3)多层板 在绝缘基板上印制3层以上印制电路的印制板称为多层板。它是由几层较薄的单面 板或双面板教和而成，其厚度一般为1．2—2．5m顺。为了把夹在绝缘基板中间的电路引TI代理商 出，多层板上安装元件的孔需要金属化，即在小孔内表面涂效金属层，使之与夹在绝缘基 板中间的印制电路接通。图2—2是多层板结构示意固，多层板所用的元件多为贴片式元

件，其特点是： ·与集成电路配合使用，可使整机小型化，减少整机重量； ·提高了布线密度，缩小了元器件的间距，缩短了信号的传翰路径； ·减少了元器件焊接点，降低了故陈牢， ．增设了屏蔽层，电路的信号失真减少； ·引入了接地散热层，可减少局部过热现象，提高整机工作的可靠性。。 2．按基材的性质分类 按基材的性质可将印制电路板分为刚性和柔性两种。 (1)刚性印制板 刚性印制板具有一定的机械强度，用它装成的部件具有 于乎展状态。一般电子产品中使用的都是刚性印制板。 (2)柔性印制板 柔性印制板是以软层状塑料或其他软质绝缘材料为基材而制成。它所制成的部件可 以弯曲和伸缩，在使用时可根据ATMEL代理商安装要求将其弯曲。柔性印制板一般用于特殊场合，如某 些数字万用表的显示屏是可以旋转的，其内部往往采用柔性印制板；手机的显示屏、按键 等。图2—3为手机柔性印制板，它的基材采用聚酰亚胺，并且对表面进行了防氧 化处理，

印制电路板的设计规范

目录 1印制线路板（PCB）说明 .................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.1印制线路板定义 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2印制线路板基本组成 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.3印制线路板分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。2原理图入口条件 .................................................................................................................................... 错误!未定义书签。3原理图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。4结构图入口条件（游） ........................................................................................................................ 错误!未定义书签。5结构图的使用 ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。6电路分类 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 6.1从安规角度分类 ........................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.2布局设计要求 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.3各类电路距离要求 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 6.4其他要求 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。7规则设置 ................................................................................................................................................ 错误!未定义书签。 7.1规则分类 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.2基本设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.3特殊区域 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.4电源、地信号设置 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.5时钟信号设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.6差分线的设置 ............................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.7等长规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.8最大过孔数目规则 ....................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.9拓扑规则 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 7.10其他设置 ....................................................................................................................................... 错误!未定义书签。8安规、EMC ........................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.1PCB板接口电源的EMC设计 .................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.2板内模拟电源的设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.3关键芯片的电源设计 ................................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.4普通电路布局EMC设计要求..................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.5接口电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.6时钟电路的EMC设计要求......................................................................................................... 错误!未定义书签。 8.7其他特殊电路的EMC设计要求................................................................................................. 错误!未定义书签。 8.8其他EMC设计要求..................................................................................................................... 错误!未定义书签。9DFX设计 ............................................................................................................................................... 错误!未定义书签。 9.1空焊盘（DUMMY PAD）................................................................................................................ 错误!未定义书签。 9.20402阻容器件的应用条件 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。10孔（结构） ........................................................................................................................................ 错误!未定义书签。

PCB电路板散热设计方案技巧

PCB电路板散热设计技巧 对于电子设备来说，工作时都会产生一定的热量，从而使设备内部温度迅速上升，如果不及时将该热量散发出去，设备就会持续的升温，器件就会因过热而失效，电子设备的可靠性能就会下降。因此，对电路板进行很好的散热处理是非常重要的。PCB电路板的散热是一个非常重要的环节，那么PCB电路板散热技巧是怎样的，下面我们一起来讨论下。 1、通过PCB板本身散热目前广泛应用的PCB板材是覆铜/环氧玻璃布基材或酚醛树脂玻璃布基材，还有少量使用的纸基覆铜板材。这些基材虽然具有优良的电气性能和加工性能，但散热性差，作为高发热元件的散热途径，几乎不能指望由PCB本身树脂传导热量，而是从元件的表面向周围空气中散热。但随着电子产品已进入到部件小型 化、高密度安装、高发热化组装时代，若只靠表面积十分小的元件表面来散热是非常不够的。同时由于QFP BGA等表面安装元件的大量使用，元器件产生的热量大量地传给PCB板，因此，解决散热的最好方法是提高与发热元件直接接触的PCB自身的散热能力，通过PCB板传导出去或散发出去。 2、高发热器件加散热器、导热板当PCB中有少数器件发热量较大时（少于3个）时，可在发热器件上加散热器或导热管，当温度还不能降下来时，可采用带风扇的散热器，以增强散热效果。当发热器件量较

多时（多于3个），可采用大的散热罩（板），它是按PCB板上发热器件的位置和高低而定制的专用散热器或是在一个大的平板散热器上抠出不同的元件高低位置。将散热罩整体扣在元件面上，与每个元件接触而散热。但由于元器件装焊时高低一致性差，散热效果并不好。通常在元器件面上加柔软的热相变导热垫来改善散热效果。 3、对于采用自由对流空气冷却的设备，最好是将集成电路（或其他器件）按纵长方式排列，或按横长方式排列。 4、采用合理的走线设计实现散热由于板材中的树脂导热性差，而铜箔线路和孔是热的良导体，因此提高铜箔剩余率和增加导热孔是散热的主要手段。评价PCB勺散热能力，就需要对由导热系数不同的各种材料构成的复合材料PCB用绝缘基板的等效导热系数（九eq）进行计算。 5、同一块印制板上的器件应尽可能按其发热量大小及散热程度分区排列，发热量小或耐热性差的器件（如小信号晶体管、小规模集成电路、电解电容等）放在冷却气流的最上流（入口处），发热量大或耐热性好的器件（如功率晶体管、大规模集成电路等）放在冷却气流最下游。 6、在水平方向上，大功率器件尽量靠近印制板边沿布置，以便缩短传热路径；在垂直方向上，大功率器件尽量靠近印制板上方布置，以便减少这些器件工作时对其他器件温度的影响。 7、设备内印制板的散热主要依靠空气流动，所以在设计时要研究空气流动路径，合理配置器件或印制电路板。空气流动时总是趋向于阻力小的地方流动，所以在印制电路板上配置器件时，要避免在某个区域留有较大的空域。整机中多块印制电路板的配置也应注意同样的问题。

PCB印制电路板设计规范(doc 20页)完美版

印制电路板设计规范 一、适用范围 该设计规范适用于常用的各种数字和模拟电路设计。对于特殊要求的，尤其射频和特殊模拟电路设计的需量行考虑。 应用设计软件为Protel99SE。也适用于DXP Design软件或其他设计软件。二、参考标准 GB 4588.3—88 印制电路板设计和使用 Q/DKBA—Y004—1999 华为公司内部印制电路板CAD工艺设计规范 三、专业术语 1.PCB（Print circuit Board）: 印制电路板 2.原理图（SCH图）：电路原理图，用来设计绘制，表达硬件电路之间各种 器件之间的连接关系图。 3.网络表（NetList表）：由原理图自动生成的，用来表达器件电气连接的关 系文件。 四、规范目的 1.规范规定了公司PCB的设计流程和设计原则，为后续PCB设计提供了设 计参考依据。 2.提高PCB设计质量和设计效率，减小调试中出现的各种问题，增加电路 设计的稳定性。 3.提高了PCB设计的管理系统性，增加了设计的可读性，以及后续维护的 便捷性。 4.公司正在整体系统设计变革中，后续需要自主研发大量电路板，合理的 PCB设计流程和规范对于后续工作的开展具有十分重要的意义。 五、SCH图设计 5.1 命名工作 命名工作按照下表进行统一命名，以方便后续设计文档构成和网络表的生成。有些特殊器件，没有归类的，可以根据需求选择其英文首字母作为统一命名。 表1 元器件命名表 按键，命名为U100，在Lib Ref中描述为KEY。这样使得整个原理图更加清晰，功能明确。 5.2 封装确定 元器件封装选择的宗旨是

1. 常用性。选择常用封装类型，不要选择同一款不常用封装类型，方便元器件购买，价格也较有优势。 2. 确定性。封装的确定应该根据原理图上所标示的封装尺寸检查确认，最好是购买实物后确认封装。 3. 需要性。封装的确定是根据实际需要确定的。总体来说，贴片器件占空间小，但是价格贵，制板相同面积成本高，某些场合下不适用。直插器件可靠性高，焊接方便，但所占空间大，高性能的MCU已经逐步没有了直插封装。实际设计应该根据使用环境需求选择器件。如下几个例子说明情况： a. 电阻贴片和直插的选择 选择直插和贴片电阻主要从精度和功率方面考虑。直插电阻一般精度较高，可以选择0.1%甚至更高的精度，功率可以根据需要选择。常见直插电阻的功率为1/4W。一般在模拟回路采用直插封装，能够更好的保证精度。（特殊情况下也可选择贴片，但须考虑成本问题） 贴片电阻精度一般常见的为5%。功率为1/10W。基本用在数字电路。成本比直插高，但是占空间小。 b. BGA封装的问题 是否选择BGA封装的元器件，主要考虑实际的需求。BGA的特点是占空间小，管脚集成度高，可靠性好，受电磁干扰程度小。但是由于管脚密闭，对于管脚的调试不方便。同时由于BGA的环形管脚排布，使得BGA封装的元器件对于电路板设计有更高要求，一般至少需要4层以上。BGA越复杂，板的层数要求越高，设计成本越高。 c. 电源芯片的封装问题 一般的数字电路常用的稳压器芯片如AS1117-3.3/1.2等。选择封装的时候应该注意其三个管脚的定义是否与设计相同。确定电源芯片的封装定义。

印制电路板的焊接工艺

印制电路板的焊接工艺 印制电路板的焊接工艺: 1、焊前准备 首先要熟悉所焊印制电路板的装配图，并按图纸配料，检查元器件型号、规格及数量是否符合图纸要求，并做好装配前元器件引线成型等准备工作。 ２、焊接顺序 元器件装焊顺序依次为:电阻器、电容器、二极管、三极管、集成电路、大功率管,其它元器件为先小后大。 ３、对元器件焊接要求 1)电阻器焊接：按图将电阻器准确装人规定位置．要求标记向上,字向一致。装完同一种规格后再装另一种规格,尽量使电阻器的高低一致。焊完后将露在印制电路板表面多余引脚齐根剪去． 2）电容器焊接:将电容器按图装人规定位置，并注意有极性电容器其“+ ”与“- ”极不能接错，电容器上的标记方向要易看可见.先装玻璃釉电容器、有机介质电容器、瓷介电容器，最后装电解电容器. 3）二极管的焊接:二极管焊接要注意以下几点:第一,注意阳极阴极的极性,不能装错;第二，型号标记要易看可见;第三,焊接立式二极管时，对最短引线焊接时间不能超过 2S 。 4）三极管焊接：注意 e、b、c 三引线位置插接正确；焊接时间尽可能短,焊接时用镊子夹住引线脚，以利散热。焊接大功率三极管时,若需加装散热片，应将接触面平整、打磨光滑后再紧固,若要求加垫绝缘薄膜时,切勿忘记加薄膜。管脚与电路板上需连接时，要用塑料导线。 5)集成电路焊接：首先按图纸要求，检查型号、引脚位置是否符合要求.焊接时先焊边沿的二只引脚,以使其定位，然后再从左到右自上而下逐个焊接。对于电容器、二极管、三极管露在印制电路板面上多余引脚均需齐根剪去。 长沙海特电子自控科技有限公司是湖南电子、自动化行业中最具影响力的企业,主要经销电子器元件、接插件、散热器、电源滤波器、仪器仪表、自动控制产品、电子线材加工、电路板设计生产、电子产品焊接等，价格合理、质量可靠,为您提供最优质的服务! 1 / 1

印制电路板(PCB)设计与制作

第一章初识Protel99SE 电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题，如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁，为布通电路板的线路而废寝忘食，为手绘的电路板歪歪扭扭而感到灰心丧气。卓越的Protel99将彻底把您从烦恼的工作中解放出来，在它的帮助下，您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。 第一节Protel99SE的发展与演变 随着现代科学日新月异的发展，现代电子工业也取得了长足的进步，大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。在这种情况下，传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。 幸运的是电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题，精明的软件厂商针对广大电子界人士的需求及时推出了自己的电子线路软件。这些软件有一些共同的特征：它们都能够协助用户完成电子产品线路的设计工作，比较完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能，更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。 Protel99继续保持了ProtelTechnology公司的革新传统，它具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能，使用户可比以往任何时候更轻松地驾驭电子线路设计的全过程。Protel软件的良好信誉以及Protel99的卓越表现使之很快成为众多用户的首选软件。 第二节Protel99SE的特点 Protel99主要有两大部分组成： 一．原理图设计系统。它主要用于电路原理图的设计，为印制电路板的设计打好基础。二．印制电路板设计系统。它主要用于印制电路板的设计，产生最终的PCB文件，直接联系到印制电路板的生产。 一．原理图设计系统 Protel99的原理图编辑器提供高速，智能的原理图编辑手段，产生高质量的原理

《印制电路板设计技术》基本概念

《印制电路板设计技术》基本概念 一、Protel 99软件概述 3、Protel99 SE的文件类型 在设计数据库中包含了全部的用户文件，文件类型以扩展名加以区分。Protel 99SE常见文件类型有： bak（自动备份文件）ddb（数据库文件）sch（原理图文件）pcb（电路板图文件）prj（项目文件） lib（元件库文件） net（网络表文件） pld（pld描述文件）txt（文本文件） rep（报告文件） ERC（电气规则测试报告文件） XLS（元件列表文件） XRF（交叉参考元件列表文件）等。 二、电路原理图设计 1、印制电路板设计分为三大步骤：（1）电路原理图的设计、（2）产生网络表、（3）印制电路板的设计。 2、电路原理图设计的一般步骤：（1）新建电路原理图文件；（2）启动电路原理图编辑器；（3）设置图纸和工作环境；（4）加载元件库；（5）放置元件；（6）调整元器件布局；（7）进行布线及调整；（8）报表文件的生成；（9）文件的保存与输出。 3、在原理图中，设计管理器由Explorer（设计浏览器）和Browse Sch（元件管理器）组成。设计浏览器用来管理设计数据库文件，元件管理器用来装载/删除元件库、选取与查找元件、打开元件编辑器。 4、Protel 99SE中使用的尺寸是英制，它与公制之间的关系为：1 inch（英寸）=25.4mm，1 inch=1000 mil（毫英寸），1mm=40mil 。 5、Snap Grid 表示捕捉栅格，用于将元件、连线放置在栅格上，使图形整齐且易画图；Visible Grid表示可视栅格，屏幕显示的栅格，用以确定元件位置；Electrical Grid 表示电气栅格，用于连线。 6、Protel 99 SE提供的常用快捷键如下：PageUp：放大视图；PageDown：缩小视图；End：刷新视图；Space：被放置的对象旋转90度；Tab：在元件浮动状态时，编辑元件的属性；X：元件水平镜像翻转；Y：元件垂直镜像翻转；Esc：取消当前操作。 7、直线LINE与导线Wire 的区别是： LINE是画直线的工具，没有电气连接意义；Wire 是画导线的工具，有电气连接意义。在使用中两者不能互相代替。 8、网络标号在电路原理图中具有实际的电气连接作用，只要网络标号相同的网络不管图上是否连接表示它们都是连接在一起的。 9、主电路图的扩展名是：.prj，这个文件又称项目文件。 10、电路原理图元件库的扩展名是.lib；而电路原理图文件的扩展名是. sch。 11、制作新元件的一般步骤如下：（1）新建元件库；（2）设置工作参数；（3）绘制元件外形；（4）放置并编辑元件引脚；（5）编辑元件信息；（6）生成有关元件的报表；（7）元件保存。 12、PCB 电路板的概念 所谓印制电路板(PrintedCircuitBoard，PCB)就是以一定尺寸的绝缘板为基材，以铜箔为导线，通过印制板上的印制导线、焊盘及金属化过孔等来实现电路元件各个引脚之间的电气连接。 13、单面板、双面板与多层板的区别是：单面板是一种单面敷铜，因此只能利用它敷了铜的一面设计电路导线和元件的焊接；双面板是包括 Top （顶层）和 Bottom （底层）的双面都敷有铜的电路板，双面都可以布线焊接，中间为一层绝缘层，为常用的一种电路板；如果在双面板的顶层和底层之间加上别的层，即构成了多层板。

印制电路板的设计与制作

印制电路板的设计与制作 本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原则；应用ＰＲＯＴＥＬ设计印制电路板的基本步骤及设计示例；印制电路板的手工制作与专业制作的方法，并以实验室常用的ＶＰ?１０８Ｋ电路板制作系统为例，介绍了ＰＣＢ的制作步骤与方法。章末附有印制电路板的设计与制作训练。 现代印制电路板（简称ＰＣＢ，以下ＰＣＢ即指印制电路板）的设计大多使用电脑专业设计软件进行，ＰＣＢ的制作也是通过专业制作厂家完成的。因此，大批量的ＰＣＢ生产常常是用户自己设计好印制板，将文档资料交给印制板生产厂家，由其完成ＰＣＢ板的制 出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所接受。因此本章首先介绍使用ＰＲＯＴＥＬ进行印制板设计的一般步骤，给出一个设计示例，然后简单介绍手工制作印制板的一般方法，最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备ＶＰ?１０８Ｋ。 印制电路板的设计原则 印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节，若设计不当，会直接影响整机的电路性能，也直接影响整机的质量水平。它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的基本功之一，是实践性十分强的技术工作。 印制电路板的设计是根据电路原理图进行的，所以必须研究电路中各元件的排列，确定它们在印制电路板上的最佳位置。在确定元件

的位置时，还应考虑各元件的尺寸、质量、物理结构、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。可先草拟几种方案，经比较后确定最佳方案，并按正确比例画出设计图样。画图在早期主要靠手工完成，十分繁琐，目前大多用计算机完成，但前述的设计原则既可适用于手工画图设计，也可适用于计算机设计。 对于印制电路板来说，一般情况下，总是将元件放在一面，我们把放置元件的一面称为元件面。印制板的另一面用于布置印制导线（对于双面板，元件面也要放置导线）和进行焊接，我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。如果电路较复杂，元件面和焊接面容不下所有的导线，就要做成多面板。在元件面和焊接面的中间设置层面，用于放置导线，这样的层面我们称之为内部层或中间层。中间层如果是专门用于放置电源导线的，又称做电源层或地线层。如果是用于放置传递电路信号的导线的，叫做中间信号层。多面板的元件面、焊接面要和中间层连通，靠印制电路板上的金属化孔完成，这种金属化孔叫通孔（Ｖｉａ）。 １． 要将一定数量的元件按原理图中的电气连接关系安装在印制电路板上，必须事先知道各元件的安装数据，以便元件布局。一般采用下述方法确定元件的安装数据。 （１）设计者提供元件正确的安装资料。 （２）若没有提供元件安装数据，应通过元件型号查手册找出元件的安装数据。

印制电路板DFM设计技术要求

印制电路板DFM设计技术要求 本文所描述参阅背景为深圳市博敏电子PCB工艺制程、操纵能力；所描述之参数为客户PCB设计的建议值；建议PCB设计最好不要超越文件中所描述的最小值，否则无法加工或带来加工成本过高的现象。 一、前提要求 1、建议客户提供生产文件采纳GERBER File ，幸免转换资料时因客户设计不够规范或我司软件版本 的因素造成失误，从而诱发品质问题。 2、建议客户在转换Gerber File 时采纳“Gerber RS-274X”、“2：5”格式输出，以确保资料精度； 有部分客户在输出Gerber File时采纳3：5格式，此方式会造成层与层之间的重合度较差，从而阻碍PCB的层间精度； 3、假如客户有Gerber File 及PCB资料提供我司生产时，请备注以何种文件为准； 4、假如客户提供的Gerber File为转厂资料，请在邮件中给予说明，幸免我司再次对资料重新处理、 补偿，从而阻碍孔径及线宽的操纵范畴；

孔径 槽宽 （图A ） （图B ） 开口 叶片 孔到叶片 项目item 参数要求parameter requirement 图解（Illustration ） 或备注（remark ） 钻孔 机械钻孔 （图A ） 最小孔径 0.2mm 要求孔径板厚比≥1：6；孔径板厚比越小对孔化质量阻碍就越大 最大孔径 6.5mm 当孔超出6.5mm 时，能够采纳扩孔或电铣完成 最小槽宽 （图B ） 金属化槽宽 ≥ 0.50mm 非金属槽宽 ≥ 0.80mm 激光钻孔 ≤0.15mm 除HDI 设计方式，一样我司不建议客户孔径＜0.2mm 孔位间距 （图C ） a 、过孔孔位间距≥0.30mm b 、孔铜要求越厚，间距应越大 c 、孔间距过小容易产生破孔阻碍质量 d 、不同网络插件孔依据客户安全间距 孔到板边 （图D ） a 、孔边到板边≥0.3mm b 、小于该范畴易显现破孔现象 c 、除半孔板外 邮票孔 孔径≥0.60mm ；间距≥0.30mm 孔径公差 金属化孔 ￠0.2 ~ 0.8：±0.08mm ￠0.81 ~ ￠1.60：±0.10mm ￠1.61 ~ ￠5.00：±0.16mm 超上述范畴按成型公差 非金属化孔 ￠0.2 ~ 0.8：±0.06mm ￠0.81 ~ ￠1.60：±0.08mm ￠1.61 ~ ￠5.00：±0.10mm 超上述范畴按成型公差 沉孔 假如有需要生产沉孔，务必备注沉孔类别（圆锥、矩形）、贯穿层、沉孔深度公差等；我司依照客户要求评审能否生产、操纵； 其它注意事项 1、 当客户提供的生产资料没有钻孔文件，只有分孔图时，请确保分孔图的正确；如：孔位、孔数、孔径； 2、 建议明确孔属性，在软件中定义NPTH 及PTH 的属性，以便识别； 3、 幸免重孔的发生，专门小孔中有大孔或者同一孔径重叠之时中心位置不一致的现象； 4、 幸免槽孔或孔径标注尺寸与实际不符的现象； 5、 关于槽孔需要作矩形（不接收椭圆形槽孔），请客户备注明确；在没有专门要求的前提下我司所生产之槽孔为椭圆形； 6、 关于超出上述操纵范畴或描述不清，我司会采取书面问客的，并要求客户书面回复解决方式； 内层线路 加工铜厚 1/3 oz ~ 5oz 芯板厚度 0.1mm ~ 2.0mm 隔离PAD ≥0.30mm 指负片成效的电源、地层隔离环宽，请参阅图E 隔 离 带 ≥0.254mm 散热PAD （图F ） 开口：≥0.30mm 叶片：≥0.20mm 孔到叶片：≥0.20mm PTH 环宽 （图G ） hoz ：≥0.15mm 1oz ：≥0.20mm 2oz ：≥0.25mm 3oz ：≥0.30mm 4oz ：≥0.35mm 5oz ：≥0.40mm VIA 环宽 （图G ） hoz ：≥0.10mm 1oz ：≥0.15mm 2oz ：≥0.20mm 3oz ：≥0.25mm 4oz ：≥0.30mm 5oz ：≥0.35mm 间距 间 距 （图C ） （图D ） ≥0.30mm 内层大铜皮 环宽 插件孔 或VIA 图E ： 图F ： 图G ： 图H ： 0.2mm