pcb图螺丝孔画法

在 PCB 设计软件（如 Altium Designer, KiCad, Eagle, Allegro, PADS 等）中绘制螺丝孔（也称为安装孔）通常涉及创建一个“非电气”的机械孔。以下是详细的步骤和注意事项（使用中文说明）：

核心原则：螺丝孔是机械孔，不应连接到任何电气网络（如 GND），除非有特殊设计需求（如屏蔽接地）。

标准画法步骤：

选择正确的图层：
- 孔本身（钻孔）通常在 Multi-Layer 层（Altium Designer）或 Edge.Cuts / Board Outline 层（KiCad）定义边界。这是告诉制板厂钻孔的位置和大小。
- 孔周围的金属化环（如果需要金属化孔壁）在 顶层 (Top Layer) 和/或 底层 (Bottom Layer) 绘制一个圆环形铜箔（Pad）。
- 关键： 在 阻焊层 (Top Solder Mask / Bottom Solder Mask) 需要绘制一个比钻孔更大的环形开窗。这是为了防止绿油覆盖孔环，确保螺丝或螺母能良好接触（如果接地）或避免阻焊漆被压坏（如果不接地）。开窗直径通常比钻孔直径大 0.5mm - 1mm。
创建螺丝孔焊盘（推荐方法）：
- 这是最标准、最灵活的方法。
- 放置焊盘： 在工具栏找到放置焊盘 (Place Pad) 的工具。
- 属性设置：
  - 孔洞 (Hole Size): 这是实际钻孔的直径。螺丝孔直径 = 螺丝标称直径 + 间隙 (通常 0.2mm - 0.5mm)。
    - 例如：M3 螺丝，常用 3.2mm 或 3.3mm 孔；金属螺丝或需要更大容差时可用 3.4mm 或 3.5mm。
    - 重要： 务必查阅螺丝规格书或螺母规格书，确定推荐孔径。
  - 焊盘直径 (Pad Size / X-Size, Y-Size): 这是孔周围铜箔环形焊盘的直径。它必须大于钻孔直径。推荐：
    - 最小： 钻孔直径 + 0.5mm (例如，钻孔 3.3mm, 焊盘直径 3.8mm)
    - 常用： 钻孔直径 + 1.0mm (例如，钻孔 3.3mm, 焊盘直径 4.3mm)
    - 更可靠/大电流接地： 钻孔直径 + 1.5mm - 2.0mm (例如，钻孔 3.3mm, 焊盘直径 4.8mm - 5.3mm)
  - 形状 (Shape): 通常选择 圆形 (Round)。
  - 层 (Layer): 选择 Multi-Layer (表示这是一个通孔焊盘)。
  - 网络 (Net): 通常设置为 No Net 或不连接 (NC)。除非你特意需要将此孔连接到地网络 (GND) 用于屏蔽（此时需确保螺丝/螺母与机壳良好导电连接）。强烈建议初学者先设置为 No Net。
  - 镀金 (Plated):
    - 金属化孔： 勾选。孔壁镀铜，孔环有铜箔。用于需要电气连接（接地）或需要螺丝自攻丝固定的情况（需要板材足够厚，如 >= 1.6mm）。
    - 非金属化孔： 不勾选。孔壁无铜，孔环无铜箔（但焊盘属性仍需设置尺寸才能定义孔的机械位置）。纯粹的机械孔，成本略低。常用于完全靠螺母固定、避免意外短路、或高频场合减少寄生电容。
  - 阻焊层扩展 (Solder Mask Expansion): 必须设置！ 选择手动扩展 (Manual)：
    - Top Expansion / Bottom Expansion: 0mm
    - Top Solder / Bottom Solder 中的尺寸 (Pad Size in Solder Mask Layer): 设置一个比焊盘直径更大的值（通常比焊盘直径大 0.5mm - 1mm）。软件通常会自动在阻焊层生成更大的开窗。确保这个开窗清晰可见！
    - 或者，直接在阻焊层 (Top Solder Mask / Bottom Solder Mask) 手动围绕该孔放置一个更大的圆形，作为开窗区域。
使用过孔 (Via) 代替（不太推荐，但可行）：
- 放置一个标准过孔 (Place Via).
- 将其 孔洞 (Hole Size) 设置为螺丝孔直径。
- 将其 直径 (Diameter) 设置为孔环焊盘直径（规则同上）。
- 层 (Layers): 设置为 Top-Bottom。
- 网络 (Net): 同样，通常设置为 No Net（除非需要接地）。
- 镀金 (Plated): 根据需要选择（金属化/非金属化）。
- 阻焊层 (Solder Mask Expansion): 同样必须设置！ 规则与焊盘相同，确保阻焊开窗足够大。
使用机械孔（最简单机械孔）：
- 放置一个非电气的钻孔 (Place Pad 或专用 Place Mounting Hole 工具）。
- 设置 孔洞 (Hole Size) 为螺丝孔直径。
- 层 (Layer): 选择 Multi-Layer。
- 焊盘直径 (Pad Size): 设置为 0 (零) 或非常小（如 0.1mm)。这表示几乎没有孔环铜箔。
- 网络 (Net): No Net。
- 镀金 (Plated): 取消勾选。这就是标准的非金属化安装孔。
- 阻焊层 (Solder Mask Expansion): 通常不需要特别设置，因为孔环极小或为零，阻焊会自动避开钻孔。但为了明确，有时也会在阻焊层手动放一个稍大的圆环表示开窗区域（比钻孔大约 0.5mm）。
放置并定位：
- 将定义好的螺丝孔（焊盘/过孔/机械孔）放置在 PCB 设计图中的合适位置。通常放在板子的四个角或其附近。
- 确保定位精确（特别是在需要配合外壳时），使用坐标定位。

重要注意事项和最佳实践：

孔径选择：
- 螺丝直径： M2, M2.5, M3, M4 最常用。
- 推荐孔径：
  - M2： 2.2mm - 2.4mm
  - M2.5： 2.7mm - 2.9mm
  - M3： 3.2mm - 3.5mm (最常用 3.3mm)
  - M4： 4.2mm - 4.5mm
- 务必参考具体螺丝和螺母规格！ 过小螺丝拧不进或撑裂板子；过大则固定不牢。
- 考虑 板材公差（通常 +/- 0.1mm）和 孔位公差（取决于定位精度）。
孔环尺寸：
- 环宽（(焊盘直径 - 钻孔直径)/2）至少 0.15mm - 0.2mm（取决于板厂制程能力），建议 >= 0.25mm 更可靠。太小在钻孔时铜箔易脱落。
阻焊开窗（Solder Mask Opening）：
- 必须比孔环（焊盘）大！ 确保焊盘完全裸露。
- 开窗直径比焊盘直径大 0.5mm - 1mm 是常见做法（单边大 0.25mm - 0.5mm）。
- 开窗不足会导致安装困难或阻焊漆被破坏。
禁布区（Keep-Out）：
- 强烈建议在螺丝孔周围设置一个禁布区！
- 在 Keep-Out Layer 上围绕螺丝孔绘制一个圆圈或圆环区域（填充）。
- 直径： 至少比螺丝头/螺母直径 大 1mm - 3mm (常用 5mm - 8mm)。例如 M3 螺丝头直径约 5.5mm - 6mm，禁布区直径建议 7mm - 8mm。
- 目的：
  - 防止走线、铺铜、元器件过于靠近螺丝孔，避免被螺丝或安装工具压坏。
  - 防止螺丝头/螺母意外短路到附近走线（尤其是不需要接地的螺丝孔）。
  - 为安装工具（螺丝刀）提供操作空间。
接地螺丝孔：
- 如果需要将螺丝孔接地（例如接到 GND 网络用于屏蔽）：
  - 将孔的网络设置为 GND。
  - 确保孔是 金属化孔。
  - 孔环要足够大以承载预期电流（可能需要连接多个地层或加泪滴）。
  - 确保螺丝、垫片、机壳与 GND 网络有良好、可靠的电气连接路径。
  - 该孔周围的禁布区可以适当缩小，允许 GND 铺铜靠近（但也要留出物理间隙避免压到）。
非接地螺丝孔：
- 网络设置为 No Net。
- 推荐使用 非金属化孔 （机械孔），彻底避免意外短路风险。
- 周围的禁布区要足够大，确保安全距离。
数量与布局：
- 至少 3个不在同一直线上的螺丝孔才能稳定固定 PCB。
- 考虑 PCB 尺寸、重量、振动环境决定数量（4角最常见）。
- 避免放在高频、高压、发热元件附近。
- 考虑装配顺序和工具操作空间。
拼板（Panelization）：
- 如果 PCB 需要拼板（Panel），V-CUT 或邮票孔边缘附近的螺丝孔要特别注意：
  - 孔中心到 V-CUT 线距离至少 > 孔半径 + 1mm (推荐 > 3mm)，防止分板时孔破裂。
  - 邮票孔连接桥处的螺丝孔可能无法正常安装，需避开连接桥位置。
标注：
- 在丝印层 (Top Silkscreen / Bottom Silkscreen) 标注螺丝孔位置（如画个“+”或“×”标记）。
- 在装配图或注释中说明螺丝规格（如“M3”）。

总结步骤：

确定规格： 螺丝型号 (M3)? 金属化/非金属化? 是否接地?
计算尺寸： 钻孔直径、孔环直径、阻焊开窗直径、禁布区直径。
创建封装（推荐）： 使用 Pad 工具在 Multi-Layer 层，设置好孔洞、焊盘大小、镀金、网络(No Net 首选)、手动设置阻焊开窗。
放置孔： 精确放置到设计图中（如四个角）。
设置禁布区： 在 Keep-Out Layer 围绕孔绘制禁布区域。
检查： DRC（设计规则检查）验证间距、冲突；3D 视图检查元件干涉；确认阻焊开窗清晰无误且足够大。