在 PCB 设计中绘制螺丝孔（也称为安装孔）是确保电路板能够被正确、牢固地固定在机箱或支架上的关键步骤。以下是详细的操作方法和注意事项：
一、基本绘制方法（使用EDA软件，如Altium Designer/KiCad/Eagle等）
-
选择工具：
- 通常使用 过孔 或 焊盘 工具来创建螺丝孔。
- 优先推荐使用非金属化孔（NPTH）： 绝大多数螺丝孔不需要电气连接，仅用于机械固定，因此通常设置为 非金属化孔。这避免了螺丝与孔壁铜层意外接触导致短路的风险。
- 特殊需求使用金属化孔（PTH）： 只有当螺丝孔需要明确连接到地平面（GND）或其他网络以实现屏蔽或接地时，才使用金属化孔。此时必须确保螺丝本身是绝缘的或通过垫片绝缘，否则极易短路。
-
设置属性（以NPTH为例）：
- 孔径： 这是最关键参数。孔径需略大于所用螺丝的公称直径。
- 经验公式： 孔径 ≈ 螺丝公称直径 + 0.2mm ~ 0.5mm (根据需要预留的间隙调整)。
- 常用螺丝孔径参考：
- M2 螺丝：推荐孔径 2.4mm
- M2.5 螺丝：推荐孔径 2.9mm
- M3 螺丝：推荐孔径 3.4mm (最常见)
- M4 螺丝：推荐孔径 4.5mm
- 精确计算： 螺丝孔径 = 螺丝公称直径 + 补偿值。补偿值需考虑螺丝公差、PCB制造公差（钻孔公差）、板厚、热膨胀等因素。具体值可咨询PCB制造商或使用在线钻孔计算器。
- 孔环/焊盘尺寸：
- 非金属化孔不需要铜环焊盘！直接将孔放置在需要的位置即可。
- 如果软件强制要求焊盘尺寸（如KiCad），则设置一个仅比孔径大一点点（例如孔径+0.1mm）的焊盘尺寸，并将其属性设置为 NPTH。
- 网络： 设置为
No Net或Not Connected。 - 层属性： 确保该孔在 所有层 上都存在（通常默认就是多层/通孔属性）。
- 孔径： 这是最关键参数。孔径需略大于所用螺丝的公称直径。
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放置位置：
- 根据机械结构图（如机箱图纸、外壳3D模型）确定螺丝孔的精确坐标位置（X, Y）。通常在板的四个角或边缘。
- 考虑应力分布，避免将螺丝孔放在元器件密集区或容易弯曲的区域附近。
- 确保螺丝孔边缘与其他元器件、走线、铜箔保持足够的安全间距（电气间隙和爬电距离）。
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添加标记（可选但推荐）：
- 在丝印层放置一个十字交叉线或圆圈，清晰地标记出螺丝孔的中心位置，方便生产和组装定位。
- 标注孔的尺寸（如“M3”或“∅3.4”）在丝印层上。
- 在孔附近添加文字说明（如“MOUNT HOLE”）。
二、重要注意事项
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隔离区：
- 在所有导电层上（顶层、底层、内层），必须以螺丝孔中心为圆心，设置一个足够大的禁止布线/禁止覆铜区。
- *隔离区直径 = 螺丝孔径 + 2 安全距离**
- 安全距离推荐值：
- 绝对最小：0.5mm (风险较高，不推荐)
- 推荐最小：1.0mm (常用)
- 更安全：1.5mm - 2.0mm (尤其高压、高振动场合)
- 目的： 防止螺丝/垫片/螺母在拧紧或振动时意外接触到周围的走线或铜箔，造成短路、信号干扰或损坏。
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接地螺丝孔（PTH）：
- 如果需要螺丝孔充当接地点：
- 设置为金属化孔（PTH）。
- 将其连接到地网络（GND）。
- 在螺丝孔周围环绕一圈宽大的地铜箔，并用多个过孔将各层地连接好，确保低阻抗接地路径。
- 务必使用绝缘垫片，防止螺丝本体接触到其他非GND的金属部分（如外壳其他部分）。
- 隔离区依然重要： 确保这个连接了GND的孔环与其他非GND网络保持足够的安全距离！螺丝孔本身的铜环就是可接触导体。
- 如果需要螺丝孔充当接地点：
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PCB制造说明：
- 在Gerber文件输出的加工说明文档（ReadMe或制板说明）中，清晰标注哪些孔是非金属化孔。常用标注如：“∅3.4mm NPTH” 或 “∅3.4mm non-plated”。
- 明确标注孔径的公差要求（如果很重要）。
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匹配板厚与螺丝长度：
- 选择的螺丝长度必须能穿透PCB板厚并留出足够的长度用于固定（通常需要加垫片、螺母）。考虑安装空间是否足够。
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考虑应力：
- 避免在螺丝孔附近放置大型、沉重或有引脚的陶瓷元器件（如大电容），防止PCB弯曲或振动时产生应力导致焊点开裂或器件损坏。
- 螺丝孔附近尽量避免布设细密信号线。
三、操作流程总结
- 确定螺丝规格 (如M3)。
- 计算孔径 (如NPTH ∅3.4mm)。
- 在EDA软件中放置一个非金属化孔：
- 工具：过孔或焊盘。
- 设置属性：孔径=3.4mm，非金属化(NPTH)，网络=No Net。
- 放置到精确坐标 (根据机械图)。
- 在所有导电层设置隔离区：
- 以孔中心为圆心，画一个禁止布线/禁止覆铜的圆圈，直径=孔径(3.4mm) + 2*安全距离(至少1.0mm) = 至少5.4mm。
- (可选)添加丝印标记 (十字、圆圈、尺寸标注)。
- (特殊需求)如需要接地：
- 设置为PTH孔并连接到GND网络。
- 在孔周围铺大面积GND铜箔并打过孔。
- 仍设置隔离区，隔离区边界到孔环边缘的距离需满足与非GND网络的间距要求。
- 强制使用绝缘垫片！
- 输出Gerber和钻孔文件时，明确注明NPTH孔信息。
简单口诀：孔稍大，禁布线，标清楚，接地要绝缘。
遵循这些步骤和注意事项，就能正确地在PCB上设计出可靠、安全的安装螺丝孔。
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h1654155958.0560
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