PCB板設計與制作——實驗報告

1、實驗成績： 實驗名稱 AutoCAD軟件操作 1、 實驗目的及要求1、學習AutoCAD的使用；2、繪制電路圖形3、掌握AutoCAD圖的輸出和保存操作2、 實驗內容1、AutoCAD基本操作實驗2、AutoCAD圖層、文字和標注操作實驗3、基于AutoCAD電路圖繪制4、AutoCAD圖的輸出與保存操作實驗三、實驗原理CAD(全稱Computer Aided Designs)即是”計算機輔助設計”。Auto CAD是1982年問世，由美國Autodesk公司開發(fā)的計算機輔助設計制圖軟件，具有強大的圖形繪制，編輯功能。CAD目前已廣泛應用于機械、建筑、電子、航天、造船、石油化工、土木工程、冶金

2、、地質、氣象、紡織、輕工、商業(yè)等領域。電子信息工程專業(yè)學生要求學會AutoCAD設計軟件的使用，掌握基本圖形的繪制和電子電路圖的設計，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與自學能力。要求通過軟件的安裝、電路圖形的繪制、圖形標注、文字標注、電路原理圖的設計等，學會AutoCAD的基本操作及應用。四、儀器設備PC、Autocad軟件等五、實驗步驟1. AutoCAD基本操作實驗（1）畫圓、圓弧、直線、多邊形、矩形、橢圓；（2）熟悉移動、復制、旋轉、平移、偏移復制等操作。2. AutoCAD圖層、文字和標注操作實驗（1）建立多個圖層，并設置圖層的屬性；（2）輸入文字，并修改文字屬性；（3）給不同的圖形標注尺寸。3. 基于

3、AutoCAD電路圖繪制利用Autocad設計中心中的電器元件庫，繪制電路圖。4. AutoCAD圖的輸出與保存操作實驗（1）繪制某個電路圖；（2）將電路圖以JPG格式輸出；（3）將Autocad圖插入到word中，并進行修改。六、實驗記錄 (1):輸入起點0,0輸入縮寫L，空格，然后輸入0,0，空格，直線的起點就到了零點零處。（x,y） (2):畫出規(guī)定長度的直線輸入縮寫L，空格，點先第一個點，然后選擇方向，再輸入長度，空格。 (3):畫角度線：畫一條線，鼠標一定角度的移動，軟件會自動捕捉一定的角度，當軟件顯示是四十五度（示例）時，點鼠標左鍵，出來的角度就是四十五度的線。七、分析與結論我們就

4、應該明白，好的CAD圖紙應該具有以下兩個特征：清晰、準確。清晰，就是需要表達的東西必須清楚明了。好的圖紙，看上去一目了然。構件表達、尺寸標注、文字說明清清楚楚，互不重疊圖面清晰除了能清楚表達設計思路和設計內容外，也是提高繪圖速度的基礎。 準確，就是標注不能錯誤，指示不能模糊。制圖準確不僅是為了好看，更重要的是可以直觀的反映一些圖面問題，對于提高繪圖速度也有重要的影響，特別是在圖紙修改時。我們在使用CAD繪圖時，無時無刻都應該把以上兩點銘刻在心。只有做到這兩點，才能說在繪圖方面基本過關。 圖面表示要“清晰”、“準確”，而在繪圖過程中，還有同樣重要的一點，就是“高效”。能夠高效繪圖，好處不用多說。

5、8、 附圖粘貼17實驗成績： 實驗名稱 電子電路原理圖繪制 一、 實驗目的及要求1、熟悉操作界面及各菜單命令；2、了解圖紙參數的設置方法；3、熟悉原理圖設計的基本流程4、學會元器件的查找、放置和排列的方法；5、學會原理圖布線的方法。6、學會繪制原理圖符號的方法。二、實驗內容1、PCB設計軟件的基本操作2、建立設計文件；3、設置圖紙參數.4、繪制電源模塊電路原理圖。5、繪制原理圖符號三、實驗原理PCB軟件設計是以電路原理圖為根據，實現電路設計者所需要的功能。印刷電路板的設計主要指版圖設計，需要考慮外部連接的布局。內部電子元件的優(yōu)化布局。金屬連線和通孔的優(yōu)化布局。電磁保護。熱耗散等各種因素。優(yōu)秀的

6、版圖設計可以節(jié)約生產成本，達到良好的電路性能和散熱性能。簡單的版圖設計可以用手工實現，復雜的版圖設計需要借助計算機輔助設計(CAD)實現。電子信息工程專業(yè)學生要求學會PCB設計軟件的使用，掌握原理圖設計的基本流程，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新與自學能力。要求通過建立設計文件、設置圖紙參數、繪制電源模塊電路原理圖等，學會PCB的基本操作及應用。四、儀器設備PC、PCB設計軟件等五、實驗步驟1、PCB設計軟件的基本操作2、建立設計文件；3、設置圖紙參數.4、繪制電源模塊電路原理圖。5、繪制原理圖符號六、實驗記錄 繪圖步驟：A：放置原件a.選擇待放置元件所在的電氣圖形庫作為當前原件電氣圖形庫文件。 b.在原件電氣

7、圖形庫文件列表窗口內，找出并單擊MiscellaneousDevices.Lib文件，使它成為當前元件電氣圖形庫文件。c.在元件列表內找出并單擊所需的元件。 d.放置元件。B:調整元件方向移動鼠標調整、按空格鍵逆時針方向旋轉90度、按X鍵左右對稱、按Y鍵上下對稱C：刪除多余的元件D:修改元件選項屬性序號、封裝形式、型號（或大?。〦:連線F:放置電氣節(jié)點G:放置電源和地線 (1)：PCB制圖電路原理圖(2):PCB板圖七、分析與結論經過此次Protel課程設計實習，基本達到了對Protel99SE軟件有初步認識和熟悉，并掌握了使用Protel99SE軟件進行電路圖的設計和繪制的方法。Protel

8、的不僅僅限于這一點點內容，還有好多好多的知識有待我去學習。這次實驗的收獲大體上有這么一些：熟悉了Protel99SE工作環(huán)境、掌握了Protel99SE原理圖編輯器工作環(huán)境的設置方法、掌握了元件庫的添加與刪除方法、掌握了放置元件及調整其屬性的方法、掌握了連線、電氣連接點、總線、總線分支及網絡標號放置與設置其屬性的方法以及掌握了放置正確I/O端口的方法。首次接觸Protel99SE軟件時，對各個元件的查找和對元件庫的管理和添加是第一個難點，其次就是對于繪制原理圖的一些細節(jié)把握還不夠到位，比如在繪制原理圖元件時要注意元件一般的尺寸大小，不能太大也不能太小了，還有元件管腳電氣屬性的設置的方法。原理圖

9、的繪制完成后便是修改名稱和添加元件庫了。這些基本方法都掌握后,就可以繪制一些基本的原理圖了,繪制圖形要注意元件的擺放和整體的布局，繪制的原理圖要求美觀，清晰。此外，本次試驗最大的收獲是元件的編輯以及對一些元件的功能和特性的認識，基本上不會找的元件都是自己動手編輯的，對元件的認識能夠為我以后更深入學習和研究硬件系統(tǒng)打下堅實的基礎，隨著以后學習內容的增多，我會認識越來越多的元器件，這絕對是一筆難得的財富。因為我相信不管是對Protel的學習還是對元器件的認識都會對我做項目有很大的幫助，所以我會盡心盡力的學好這么課程。本課程實踐操作的要求很高，所以在理解基本原理的形式下，動手實踐才是學好這么課程的關

10、鍵。在將來的學習中需要更加努力，不斷學習，才能有所提高！八、附圖粘貼實驗成績： 實驗名稱 PCB圖繪制 二、 實驗目的及要求1、熟悉操作界面及各菜單命令；2、了解圖紙參數的設置方法；3、熟悉PCB圖設計的基本流程二、實驗內容1、PCB設計軟件的基本操作2、建立設計文件；3、設置圖紙參數.4、繪制PCB圖。5、圖紙輸出三、實驗原理（1）首先啟動AltiumDesigner軟件；（2）在file中Project點擊PCBProject中新建項目文件，并將其設置合適的保存位置；（3）在Project面板的PCBProjec右擊并選擇Schematic，建立原理圖；（4）然后就可以按照原理圖繪制原理圖

11、了；（5）原理圖畫好后，檢查有無錯誤；（6）建立PCB板；五、實驗步驟(1):啟動DXP軟件，點擊FileNewPCBProject,打開之前所畫的原理圖（期末試卷.sch），并新建PCB，并保存。(2):繪制板框，PCB必須要定義一個外形邊界，在機械層繪制外形線，繪制一個3000mil3000mil的板框。(3):繪制禁止布線區(qū)，完成整塊板框。(4):將原理圖中元件導入PCB中，進行布局的準備：在原理圖中，點擊“Design”“UpdatePCB期末試卷.schdoc”命令，然后在工程修改單對話框中點擊【ExecuteChanges】按鈕，就可以更新PCB了。(5):將元件一次放入板框中，進

12、行布局，要使所有元件都放在合適的位置，考慮美觀、方便布線等原則。(6):對已經布局好元件的PCB進行連線，按照飛線的指引，設計好規(guī)則后進行依次連線，在不方便連線的地方可以按小鍵盤“*”鍵進行頂層、底層變化來連線。(7):至此PCB電路已基本完成，PCB中經常在信號層上添加覆銅，它可以用于連接電源，也可以用于通過大電流，執(zhí)行菜單“Place”“PolygonPlane”命令，將彈出“PolygonPlane”對話框，設置Connecttohet為“GND”，在頂層覆銅,(8):類似地，在PCB底層也覆銅，完成整塊PCB板的設計。七、分析與結論 通過這次實驗，我對DXP2004軟件的有了更深的認識

13、，熟悉了其操作環(huán)境，并掌握了用DXP設計PCB電路板的的基礎知識。通過繪制印刷電路板，更加深入了解整個電路板繪制、設計方法，從繪制板框、導入原件、原件布局、連線等步驟，熟悉并掌握使用ProtelDXP繪制PCB以及PCB設計的具體流程。 通過了兩次實驗，我對ProtelDXP這款軟件有了全新的認識，了解了PCB設計的一般流程，知道了從原理圖到印刷電路板的過程，在今后科研學習中，相信我能更加熟練運用這款軟件。但同時也暴露出有一定的問題，比如在PCB連線時遇到的巨大困難，以及出現的各種錯誤，都讓我在這個過程中比較艱辛，但最終問題的解決幫助我深入的去了解一些原理性問題，讓我對PCB有了更濃厚的興趣。

14、8、 附圖粘貼實驗成績： 實驗名稱 PCB制作 一、實驗目的及要求1.熟悉電路板設計軟件的使用。2掌握簡易工業(yè)電路板制作的工藝過程。3熟悉和使用電路板鉆銑機、曝光機、顯影機、鍍錫機、OSP助焊機的使用方法。4完成工業(yè)級單面板樣板的制作。二、實驗內容 通過PCB板的制作，了解制板工藝流程，掌握制板的原理知識，并熟悉制板工具的使用以及維護，鍛煉實踐動手的能力，更好的鞏固制板知識的應用，具備初步制作滿足需求，美觀、安全可靠的板。三、實驗原理 印制電路板PCB線路板，又稱印刷電路板，是電子元器件電氣連接的提供者。它的發(fā)展已有100多年的歷史了；它的設計主要是版圖設計；采用電路板的主要優(yōu)點是大大減少布線

15、和裝配的差錯，提高了自動化水平和生產勞動率。 按照線路板層數可分為單面板、雙面板、四層板、六層板以及其他多層線路板。由于印刷電路板并非一般終端產品，因此在名稱的定義上略為混亂，例如：個人電腦用的母板，稱為主板，而不能直接稱為電路板，雖然主機板中有電路板的存在，但是并不相同，因此評估產業(yè)時兩者有關卻不能說相同。再譬如：因為有集成電路零件裝載在電路板上，因而新聞媒體稱他為IC板，但實質上他也不等同于印刷電路板。我們通常說的印刷電路板是指裸板-即沒有上元器件的電路板。四、儀器設備PC、PCB制作設備等五、實驗步驟 (1)原稿制作（噴墨【硫酸紙】、激光【硫酸紙/透明菲林】、光繪非林）把用protel設

16、計好的電路圖用激光（噴墨）打印機用透明、半透明或70g復印紙打印出。注意事項：打印原稿時選擇鏡像打印，電路圖打印墨水（碳粉）面必須與綠色的感光膜面緊密接觸，以獲得最高的解析度。稿面需保持清潔無污物，線路部分如有透光破洞，應用油性黑筆修補。 (2)曝光:首先將PCB板裁剪成適當大小的板，然后撕掉保護膜，將打印好的線路圖的打印面（碳粉面/墨水面）貼在感光膜面上，在用透明膠將原稿和PCB板的感光面貼緊，把PCB板放在曝光箱中進行曝光。曝光時間根據PCB板子而確定。本次制作的板子約為三分鐘。曝光注意事項：請保持感光板板面及原稿清潔和整齊，若曝光時間不足則容易在下個環(huán)節(jié)容易使線路腐蝕掉。 (3)顯影：調

17、制顯像劑：顯像劑：水（1：20），即1包20g顯像劑配400cc水。顯影：膜面朝上放感光板在盆里。 (4)蝕刻：塊狀三氯化鐵：熱水（1：3）的比例調配。蝕刻時間在10-30分鐘。注意事項：感光膜可以直接焊接不必去除，如需要去處的可以用酒精。三氯化鐵蝕刻液越濃蝕刻越慢，太稀也慢。蝕刻時間不可過長或過短。蝕刻完畢后，用清水將蝕刻后的PCB板進行清洗，等待水干后在進行下一個步驟。 (5)二次曝光：將蝕刻好的PCB板放進曝光箱中進行二次曝光。此次曝光是將已經進行蝕刻的PCB板上的線路進行曝光。 (6)二次顯影：將二次曝光的PCB板再次進行顯影。將進行了二次曝光的PCB板進行顯影，將PCB板上的線路進行

18、顯影，去掉線路上的感光膜，讓銅箔線顯露出來。(7) 打孔：使用鉆頭在已經制作好的PCB板上進行打孔。在本次實踐過程中不進行，因為在打孔過程中容易造成打孔鉆頭斷裂或者PCB板損壞，工藝有一定難度。6、 實驗記錄(1) 根據需要繪制或創(chuàng)建自己的元件符號，并在原理圖中使用；(2) SCH原理圖設計步驟與編輯技巧總結；(3) 繪制或創(chuàng)建和元件封裝，并在原理圖中調用；(4) 生成項目的BOM（BillofMaterial）；(5) 設置PCB設計規(guī)則（安全距離、線寬、焊盤過孔等等），以及PCB設計步驟和布局布線思路和技巧總結；(6) 最終完整的SCH電路原理圖；(7) 元器件布局圖；(8) 最終完整的P

19、CB版圖。PCB業(yè)余制作基本方法和工藝流程1、 印刷電路板基本制作方法1. 用復寫紙將布線圖復制到復銅墻鐵壁板上：復制前應先用銼刀將復銅板四周邊緣銼至平直整齊，而且尺寸盡量與設計圖紙尺寸相符，并將復寫紙裁成與復銅板一樣的尺寸，為了防止在復制過程中產生圖紙移動，故要求用膠紙將圖紙左右兩端與印刷板貼緊。2.先用鉆床將元件插孔鉆好一般插孔直徑為0.9-1MM左右，可采用直徑為1MM的鉆頭較適中,如果鉆孔太大將影響焊點質量,但對于少數元件腳較粗的插孔,例如電位器腳孔,則需用直徑為1.2MM以上的鉆頭鉆孔。3. 貼膠紙：先用刀片將封箱膠紙切成0.5-2.0MM,3-4MM多種寬度的膠紙條后再進行貼膠，貼

20、膠時應根據線條所通過的電流大小及線條間的間隙來適當選擇線條的寬容。一般只需采用2-3種寬度即可，為了保證制作工藝水平，盡可能不要采用過寬或過窄，如需要鉆孔的線條其寬度應在1.5MM以上，才不致于在鉆孔時將線條鉆斷，貼膠時還應注意控制各相鄰線條的間隙不要太小，否則容易造成線條間短接，貼膠時一定超過鉆孔1MM左右，這樣才能保證焊瞇質量。若采用電腦布圖及常規(guī)制板技術，因設有焊盤，其焊盤直徑分為0.05、0.062、0.07英寸等多種尺寸供布圖設計時選用，一般設計時大多數取直徑為0.062英寸（即為1.55MM）左右的焊盤；線條寬度不僅受插孔孔徑的限制，也受到線條外鄰近焊盤的限制。4. 對IC的腳位的

21、定位要準確，鉆孔時不要鉆偏，故一般采用鉆孔后貼膠的制板方式。5.為了提高手工制版工藝水平，也可在插孔上設置圓形焊盤，這可采圓形貼膠片或采用油漆先在孔位上制作圓形焊盤，待油漆干了，再進行貼線條，也可以采用油漆畫線條，一般可用鴨嘴筆作畫線條工作。二、印刷板制作工藝流程制板工藝程序：修整板周邊尺寸-復制-鉆孔定位-貼膠-腐蝕-清洗-去膠-細砂紙擦光亮-涂松香水。1.先將符合尺寸要求的復銅板表面用細砂紙擦光亮,再用復寫紙將布線圖復制到復銅板上。2.用直徑1.0mm鉆頭鉆孔、定位口，再進行貼膠（或上油漆）。3.貼完膠后，應在板上墊放一張厚張，用手掌在上面壓一壓，其目的是使全部貼膠與復銅板粘貼得更加牢靠。

22、必要時還可用吹風筒加熱，可使用權貼膠粘度加強，由于所用的貼膠具很好的粘性，而且膠紙又薄，故采用這種貼膠進行制板，效果較好，一般是不須再作加熱處理。4.腐蝕一般采用三氯化鐵作腐蝕液，腐蝕速度與腐蝕液的濃度，溫度及腐蝕過程中采取抖動有關，為保證制板質量及提高腐蝕速度，可采用抖動和加熱的方法。5.腐蝕完成后，應用自來水沖洗干凈，并將膠紙去掉，把印刷板抹干。6.用細砂布將印刷板復銅面擦至光亮為止，然后立即涂上松香溶液。（涂松香水時應將印刷電路板傾斜放軒再涂以松香水，以免松香水經鉆孔流至背面）。附注：(1)松香水的作用是防氧化，助焊及增加焊點的光亮度等；松香溶液是用松香粉末與酒精或天尋水按一定比例配制面

23、成，其濃度應適中，以用感有一定粘性即可。(2)三氯化鐵溶液對人體皮膚不會有不良影響，但三氯化若搞到衣服上或地面上，尋是難以洗掉的，所以使用時一定要特別小心。 七、分析與結論 通過制板的學習，基本掌握了pcb板生產制作的原理和流程，以及電路板后期焊接，安裝和調試與其前期制作的聯系，培養(yǎng)了我們理論聯系實際的能力，提高了分析問題和解決問題的能力，不僅鍛煉了同學們之間團隊合作的精神，還增強了我們獨立工作的能力，收獲很大，雖然在實驗制作過程中遇到不少困難和挫折，但通過分析問題，請教老師和同學，最終順利完成了課程設計的要求和任務。電子制作中或在電子產品開發(fā)中，都會用到電路板，自制電路板的方法有很多，一般采

24、用本次制版的方法。通過此次手動制版實驗，對手動制版有了一個全面的了解，并且親身實踐，更容易理解制版過程中出現的問題，以及應該注意的事項。在此次手動制版時，需要注意的問題很多，顯影液的調制，曝光，顯影，蝕刻等時間的掌握都很重要，在制作過程中每一步都容易造成制作的PCB板出現不良或者制作出來的PCB板無法使用等情況。我們這次制作的PCB板由于蝕刻時間過短，導致PCB板上的銅沒有被腐蝕掉，所以再次曝光后板子已經基本不能使用。PCB設計中，主要是對PCB設計，就要考慮設計的層數，目前PCB板大致分三類，單面板，雙面板，多層板。所謂單面板就是在最基本的PCB上，零件集中在其中一面，導線則集中在另一面上。因為導線只出現在其中一面，