在 PCB 设计中设计螺丝孔（也称为安装孔或机械孔）是确保电路板能够可靠、牢固地固定在机箱或支架上的关键步骤。以下是设计螺丝孔的主要考虑因素和步骤：
核心设计要素
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孔的类型与用途：
- 通孔： 最常见。螺丝穿过PCB，用螺母在背面固定，或直接拧入机箱的螺纹孔/支柱。
- 沉头孔： 螺丝头部可以沉入PCB表面以下，使安装面更平整。需要特殊加工（铣槽），成本较高。
- 压铆螺母柱： 在孔内压入带螺纹的金属螺母柱（如 PEM 螺母），螺丝直接拧入螺母柱。提供更坚固的螺纹和可拆卸性。设计时需严格按照螺母柱供应商的规格（孔径、板厚、孔环大小）。
- 自攻螺丝孔： 螺丝直接在PCB材料（通常是 FR4）上攻出螺纹。不推荐用于需要频繁拆卸或高可靠性的场合，因为螺纹容易损坏。孔径通常比螺丝标称直径小 0.2-0.4mm。
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孔径：
- 通孔/沉头孔： 孔径必须大于螺丝杆的外径，以留出装配公差和可能的偏差。通常：
孔径 ≈ 螺丝标称直径 + 0.2mm ~ +0.5mm(例如，M3 螺丝常用 3.2mm - 3.4mm 孔)。- 必须考虑 PCB 制造公差（通常 ±0.1mm）和装配公差。
- 压铆螺母柱： 严格遵循供应商数据手册。孔径通常比螺母柱外径略小，靠过盈配合压入。
- 自攻螺丝：
孔径 ≈ 螺丝标称直径 - 0.2mm ~ -0.4mm(例如，M3 自攻螺丝常用 2.6mm - 2.8mm 孔)。
- 通孔/沉头孔： 孔径必须大于螺丝杆的外径，以留出装配公差和可能的偏差。通常：
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非金属化孔 vs. 金属化孔：
- 强烈推荐使用非金属化孔： 这是最安全、最常用的选择。
- 优点： 避免螺丝与孔壁金属接触导致短路风险；避免金属化孔在安装应力下破裂导致可靠性问题；避免金属碎屑引起短路。
- 在 PCB 设计软件中设置： 明确将该孔定义为非金属化孔（NPTH - Non-Plated Through Hole）。通常孔属性设置为机械孔或钻孔层指定为非电镀。
- 金属化孔： 仅在特殊需求下使用，例如需要孔壁导电（接地、屏蔽）且螺丝本身是绝缘的（如塑料螺丝）或通过绝缘垫片/套管与孔壁隔离。风险高，需谨慎设计。
- 风险： 螺丝拧紧时极易刮伤孔壁金属，导致短路或金属碎屑；安装应力可能导致孔铜断裂；螺丝本身可能造成短路。
- 如果必须使用：
- 确保螺丝与孔壁之间有可靠绝缘（如尼龙垫片/套管）。
- 加大孔环： 增加孔周围的铜环宽度（通常 > 0.5mm），以补偿安装时可能造成的铜层损伤。
- 明确标注装配要求（使用绝缘垫片/套管）。
- 强烈推荐使用非金属化孔： 这是最安全、最常用的选择。
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孔环/禁布区：
- 在螺丝孔周围设置足够大的禁止布线/禁止铺铜区。
- 目的：
- 防止走线、过孔、元件或铜皮太靠近螺丝孔，避免在安装时被螺丝头/垫片/工具压坏或短路。
- 为螺丝头、垫片、螺母提供足够的放置空间。
- 减少应力集中。
- 尺寸：
- 最小半径： 通常要求孔边缘到最近导体/元件边缘的距离至少为 螺丝头半径 + 1mm ~ 2mm (保守值)。例如，M3 螺丝头直径约 5.5mm，则禁布区半径至少为
(5.5mm / 2) + 1.5mm ≈ 4.25mm，即禁布区直径至少为8.5mm。越大越安全。 - 在 PCB 设计规则中设置该孔的专属 Clearance 规则。
- 最小半径： 通常要求孔边缘到最近导体/元件边缘的距离至少为 螺丝头半径 + 1mm ~ 2mm (保守值)。例如，M3 螺丝头直径约 5.5mm，则禁布区半径至少为
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位置与数量：
- 至少需要 3 个螺丝孔来稳定固定一个平面（三点确定一个平面），防止翘曲。4 个更常见。
- 孔位应尽量靠近 PCB 的角落或边缘，以提供最佳支撑和防止弯曲。
- 孔位应对称分布，保证受力均匀。
- 考虑 PCB 的重心和重元件位置，在需要的地方增加螺丝孔。
- 确保孔位与机箱/支架上的安装柱位置精确匹配。仔细核对机械图纸。
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板边距离：
- 螺丝孔中心距离 PCB 边缘应有足够距离，防止安装时 PCB 边缘崩裂。
- 最小距离： 通常 ≥ 螺丝孔半径 + 2mm ~ 3mm。例如，孔径 3.2mm，则孔中心到板边至少
(3.2mm / 2) + 2.5mm = 4.1mm。
设计步骤
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确定需求：
- 需要哪种固定方式？（螺丝+螺母？螺丝+支柱？压铆螺母柱？）
- 使用什么规格的螺丝？（M2, M2.5, M3, 4-40, 6-32 等最常见）
- 安装高度要求？（是否需要沉头？）
- 是否需要电气连接？（决定是否用金属化孔+绝缘，通常不需要）
- 核对机箱/支架的安装柱位置和规格。
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选择螺丝孔类型和规格：
- 根据需求确定是通孔、沉头孔还是压铆螺母孔。
- 根据螺丝规格和类型，计算或查找标准推荐的孔径。
- 压铆螺母柱：务必查阅供应商（如 PennEngineering/PEM, Böllhoff, 国内厂商）的官方数据手册，获取精确的 PCB 开孔尺寸、板厚要求、孔环要求。
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在 PCB 设计软件中放置孔：
- 在机械层（Mechanical Layer）或专门的钻孔层（Drill Drawing Layer）放置代表螺丝孔中心的标记点。
- 在钻孔层（NC Drill Layer）定义该孔的最终钻孔尺寸和是否为非金属化孔。
- 在丝印层（Silkscreen Layer）可以标注孔的大小（如
∅3.2）和用途（如M3或MOUNT）。
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设置禁布区：
- 围绕螺丝孔中心，画一个禁布区（Keepout Region）。
- 该区域通常是一个圆形，直径 =
螺丝孔直径 + 2 * (螺丝头半径 + 安全距离)。安全距离至少 1.5mm，推荐 2mm 以上。 - 确保该禁布区内无任何走线、过孔、SMT 焊盘、铺铜。可以允许丝印文字，但需注意不要被螺丝头盖住。
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考虑接地（如果需要且安全）：
- 如果希望螺丝孔用于接地或屏蔽，强烈建议通过外部连接实现（如用带齿的接地垫片/弹片压在螺丝头下，接触PCB表面的接地铜皮），而不是依赖螺丝与金属化孔壁的接触（不可靠且危险）。
- 在禁布区外设计足够大的接地铜皮区域供垫片接触。
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考虑散热（如果靠近发热元件）：
- 如果螺丝用于固定散热器或靠近大功率元件，螺丝本身可能成为热传导路径。
- 确保螺丝与PCB（如果是金属化孔）或机箱之间有良好的热连接（可能需要导热垫片/硅脂）。
- 如果不需要热传导，则确保绝缘。
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DFM/DFA 检查：
- 使用 PCB 设计软件的 DRC（设计规则检查）功能，确保螺丝孔的禁布区规则被正确执行。
- 与机械工程师确认孔位与机箱安装柱的匹配性。
- 在 Gerber 文件和钻孔文件中明确区分 PTH 和 NPTH。
- 在 PCB 制造说明（Readme 文件或图纸标注）中清晰写明：
- 哪些孔是螺丝安装孔（NPTH）。
- 孔径大小及公差要求。
- 如果是压铆螺母孔，明确标注型号和规格。
- 强调禁布区要求。
总结关键要点
- 优先使用非金属化孔。
- 孔径比螺丝杆大 0.2-0.5mm（通孔）。
- 设置足够大的禁布区（螺丝头半径 + 2mm 以上）。
- 孔位匹配机箱，至少 3 个（推荐 4 个），靠近角落/边缘。
- 孔中心到板边距离足够（孔半径 + 2-3mm）。
- 压铆螺母柱严格按供应商规格设计。
- 避免使用金属化孔，除非有特殊绝缘措施。
- 在制造文件中明确标注要求。
遵循这些准则，可以设计出可靠、安全且易于制造的 PCB 螺丝安装孔。
一个产品由3个pcb构成，三块板只有一块板螺丝孔和主机机壳连接，打静电时打机壳会把那块有接地螺丝的板上芯片打死
产品由3个pcb构成，三块板只有一块板螺丝孔和主机机壳连接，其他两块pcb螺丝孔接的机壳都是塑料的。打静电时打金属机壳会把那块有接地螺丝的板上芯片打死。然后我把主板螺丝（原先接塑料壳）与金属机壳相连，打静电没问题。由于机器已经开模了，请问有什么方法不把主板螺丝接机壳能改善静电。积分不多，跪谢！
东方不二L
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andyfly7
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hgimtk
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板框里面有螺丝孔怎么设置
我只把板框弄出来 但是里面还有螺丝孔需要怎么设置呀file:///C:\Users\Administrator\Documents\Tencent Files\1249658156\Image\Group\VT]4YKS14E~QZF]0$IQ6EY8.png
h1654155958.0560
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