印制電路板的設(shè)計與制作參考課件

第4章印制電路板的設(shè)計與制作4.1印制電路板的基礎(chǔ)知識

4.2印制電路板的排版設(shè)計

4.3印制電路板制造工藝

4.4計算機輔助設(shè)計印制電路

1第4章印制電路板的設(shè)計與制作4.1印制電路板的基礎(chǔ)知4.1印制電路板的基礎(chǔ)知識

4.1.1印制電路板制造印制電路板的主要材料是覆銅板。所謂覆銅板，就是經(jīng)過粘接、熱擠壓工藝，使一定厚度的銅箔牢固地覆著在絕緣基板上。所用基板材料及厚度不同，銅箔與結(jié)合劑也各有差異，制造出來的覆銅板在性能上就有很大差別。板材通常按增強材料類別和粘合劑類別或板材特性分類。常用的增強材料有紙、玻璃布、玻璃氈等。粘合劑有酚醛、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等。在設(shè)計選用時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的電氣特性和機械特性及使用環(huán)境，選用不同種類的覆銅板。同時，應(yīng)滿足國家(部)標準。24.1印制電路板的基礎(chǔ)知識4.1.1印制電路板21．覆銅板的種類(1)酚醛紙基覆銅箔層壓板。酚醛紙基覆銅箔層壓板是由絕緣浸漬紙或棉纖維浸以酚醛樹脂，兩面為無堿玻璃布，在其一面或兩面覆以電解紫銅箔，經(jīng)熱壓而成的板狀紙品。此種層壓板的缺點是機械強度低、易吸水和耐高溫性能差(一般不超過100℃)，但由于價格低廉，廣泛用于低檔民用電器產(chǎn)品中。

31．覆銅板的種類3(2)環(huán)氧紙基覆銅箔層壓板。環(huán)氧紙基覆銅箔層壓板與酚醛紙基覆銅箔層壓板不同的是，它所使用的粘合劑為環(huán)氧樹脂，性能優(yōu)于酚醛紙基覆銅板。由于環(huán)氧樹脂的結(jié)合能力強，電絕緣性能好，又耐化學(xué)溶劑和油類腐蝕，機械強度、耐高溫和潮濕性較好，因此，廣泛應(yīng)用于工作環(huán)境較好的儀器、儀表及中檔民用電器中。

4(2)環(huán)氧紙基覆銅箔層壓板。環(huán)氧紙基覆銅箔層壓板與酚醛(3)環(huán)氧玻璃布覆銅箔層壓板。環(huán)氧玻璃布覆銅箔層壓板是由玻璃布浸以雙氰胺固化劑的環(huán)氧樹脂，并覆以電解紫銅，經(jīng)熱壓而成的。這種覆銅板基板的透明度好，耐高溫和潮濕性優(yōu)于環(huán)氧紙基覆銅板，具有較好的沖剪、鉆孔等機械加工性能，被用于電子工業(yè)、軍用設(shè)備、計算機等高檔電器中。

5(3)環(huán)氧玻璃布覆銅箔層壓板。環(huán)氧玻璃布覆銅箔層壓板是(4)聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔層壓板。聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔層壓板具有優(yōu)良的介電性能和化學(xué)穩(wěn)定性，介電常數(shù)低，介質(zhì)損耗低，是一種耐高溫、高絕緣的新型材料，應(yīng)用于微波、高頻、家用電器、航空航天、導(dǎo)彈、雷達等產(chǎn)品中。(5)聚酰亞胺柔性覆銅板。聚酰亞胺柔性覆銅板基材是軟性塑料(聚酰、聚酰亞胺、聚四氟乙烯薄膜等)，厚度約為0.25～1mm。在其一面或兩面覆以導(dǎo)電層以形成印制電路系統(tǒng)。使用時將其彎成合適形狀，用于內(nèi)部空間緊湊的場合，如硬盤的磁頭電路和電子相機的控制電路。

6(4)聚四氟乙烯玻璃布覆銅箔層壓板。聚四氟乙烯玻璃布覆2．覆銅板的非電技術(shù)標準覆銅板質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響印制板的質(zhì)量。衡量覆銅板質(zhì)量的主要非電技術(shù)標準有以下幾項。(1)抗剝強度?？箘儚姸仁侵竼挝粚挾鹊你~箔剝離基板所需的最小力，用這個指標來衡量銅箔與基板之間的結(jié)合強度。此項指標主要取決于粘合劑的性能及制造工藝。(2)翹曲度。衡量覆銅板相對于平面的不平度指標，取決于基板材料和厚度。

(3)抗彎強度。覆銅板所承受彎曲的能力。這項指標取決于覆銅板的基板材料和厚度，在確定印制板厚度時應(yīng)考慮這項指標。

72．覆銅板的非電技術(shù)標準7(4)耐浸焊性。耐浸焊性是指覆銅板置入一定溫度的熔融焊錫中停留一段時間(一般為10s)后所承受的銅箔抗剝能力。一般要求銅板不起泡、不分層。如果浸焊性能差，印制板在經(jīng)過多次焊接時，可能使焊盤及導(dǎo)線脫落。此項指標對電路板的質(zhì)量影響很大，主要取決于板材和粘合劑。除上述幾項指標外，衡量覆銅板的技術(shù)指標還有表面平滑度、光滑度、坑深、介電性能、表面電阻、耐氧化物等，其相關(guān)指標可參考相關(guān)手冊。

8(4)耐浸焊性。耐浸焊性是指覆銅板置入一定溫度的熔融焊3．印制電路板分類印制電路板的種類很多，一般情況下可按印制導(dǎo)線和機械特性劃分。

1)按印制電路的分布劃分(1)單面印制板。單面印制板是在絕緣基板的一面覆銅，另一面沒有覆銅的電路板。單面板只能在覆銅的一面布線，另一面放置元器件。它具有不需打過孔、成本低的優(yōu)點，但因其只能單面布線，使實際的設(shè)計工作往往比雙面板或多層板困難得多。它適用于電性能要求不高的收音機、電視機、儀器儀表等。

93．印制電路板分類9(2)雙面印制板。雙面印制板是在絕緣基板的頂層和底層兩面都有覆銅，中間為絕緣層。雙面板兩面都可以布線，一般需要由金屬化孔連通。雙面板可用于比較復(fù)雜的電路，但設(shè)計工作并不一定比單面板困難，因此被廣泛采用，是現(xiàn)在最常見的一種印制電路板。它適用于電性能要求較高的通信設(shè)備、計算機和電子儀器等產(chǎn)品。由于雙面印制電路的布線密度高，因此在某種程度上可減小設(shè)備的體積。

10(2)雙面印制板。雙面印制板是在絕緣基板的頂層和底層兩(3)多層印制板。多層印制板是指具有3層或3層以上導(dǎo)電圖形和絕緣材料層壓合而成的印制板，包含了多個工作層面。它在雙面板的基礎(chǔ)上增加了內(nèi)部電源層、內(nèi)部接地層及多個中間布線層。當電路更加復(fù)雜，雙面板已經(jīng)無法實現(xiàn)理想的布線時，采用多層板就可以很好地解決這一困擾。因此，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電路的集成度越來越高，其引腳越來越多，在有限的板面上無法容納所有的導(dǎo)線，多層板的應(yīng)用會越來越廣泛。

11(3)多層印制板。多層印制板是指具有3層或3層以上導(dǎo)電2)按機械特性劃分(1)剛性板。剛性板具有一定的機械強度，用它裝成的部件具有一定的抗彎能力，在使用時處于平展狀態(tài)。主要在一般電子設(shè)備中使用。酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚四氟乙烯等覆銅板都屬剛性板。(2)柔性板。柔性板也叫撓性板，是以軟質(zhì)絕緣材料(聚酰亞胺)為基材而制成的，銅箔與普通印制板相同，使用粘合力強、耐折疊的粘合劑壓制在基材上。表面用涂有粘合劑的薄膜覆蓋，可防止電路和外界接觸引起短路和絕緣性下降，并能起到加固作用。使用時可以彎曲，一般用于特殊場合。

122)按機械特性劃分124.1.2印制電路板設(shè)計前的準備

1．覆銅板板材、板厚、形狀及尺寸的確定(1)選擇板材。由于覆銅板的選用將直接影響電器的性能及使用壽命。因此在設(shè)計選用時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的電氣特性和機械特性及使用環(huán)境選用不同的覆銅板。主要依據(jù)是：電路中有無發(fā)熱元器件(如大功率元器件)；結(jié)構(gòu)要求印制電路板在電器中的放置方式(垂直或水平)及板上有無重量較重的器件；是否工作在潮濕、高溫的環(huán)境中等。

134.1.2印制電路板設(shè)計前的準備1．覆銅板板材、板(2)印制板厚度的確定。在選擇板的厚度時，主要根據(jù)印制板尺寸和所選元器件的重量及使用條件等因素確定。如果印制板的尺寸過大和所選元器件過重時，應(yīng)適當增加印制板的厚度，如印制板采用直接式插座連接時，板厚一般選1.5mm。在國家標準中，覆銅板的厚度有系列標準值，選用時應(yīng)盡量采用標準厚度值。(3)印制板形狀的確定。印制板的形狀通常與整機外形有關(guān)，一般采用長寬比例不太懸殊的長方形，可簡化成形加工。若采用異形板，將會增加制板難度和加工成本。

14(2)印制板厚度的確定。在選擇板的厚度時，主要根據(jù)印制(4)印制板尺寸的確定。印制板尺寸的確定要考慮到整機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和印制板上元器件的數(shù)量、尺寸及安裝排列方式，板上元器件的排列彼此間應(yīng)留存一定的間隔，特別在高壓電路中，要注意留存足夠的間距，在考慮元器件所占面積時，要注意發(fā)熱元器件需安裝散熱器的尺寸，在確定印制板的凈面積后，還應(yīng)向外擴出5～10mm(單邊)，以便于印制板在整機安裝中固定。

15(4)印制板尺寸的確定。印制板尺寸的確定要考慮到整機的2．選擇對外連接方式1)焊接方式(1)導(dǎo)線焊接。如圖4.1所示是一種操作簡單，價格低廉且可靠性高的一種連接方式，連接時不需任何接插件，只需用導(dǎo)線將印制板上的對外連接點與板外元器件或其他部件直接焊牢即可。

162．選擇對外連接方式16圖4.1線路板對外導(dǎo)線焊接(a)焊接合理；(b)焊接不合理

17圖4.1線路板對外導(dǎo)線焊接17其優(yōu)點是成本低、可靠性高，可避免因接觸不良而造成的故障。缺點是維修不方便。一般適用于對外引線較少的場合，如收音機中的喇叭、電池盒等。

焊接時應(yīng)注意，印制板的對外焊接導(dǎo)線的焊盤應(yīng)盡可能在印制板邊緣，并按統(tǒng)一尺寸排列，以利于焊接與維修；為提高導(dǎo)線與板上焊盤的機械強度，引線應(yīng)通過印制板上的穿線孔，再從印制板的元件面穿過焊盤；將導(dǎo)線排列或捆扎整齊，通過線卡或其他緊固件將導(dǎo)線與印制板固定，避免導(dǎo)線移動而折斷。

18其優(yōu)點是成本低、可靠性高，可避免因接觸不良而造成的故障。(2)排線焊接。如圖4.2所示，兩塊印制板之間采用排線焊接，既可靠又不易出現(xiàn)連接錯誤，且兩塊印制板的相對位置不受限制。(3)印制板之間直接焊接。如圖4.3所示，直接焊接常用于兩塊印制板之間為90°夾角的連接，連接后成為一個整體印制板部件

19(2)排線焊接。如圖4.2所示，兩塊印制板之間采用排線圖4.2印制板間排線焊接圖

20圖4.2印制板間排線焊接圖20圖4.3印制板間直接焊接

21圖4.3印制板間直接焊接212)插接器連接方式在較復(fù)雜的電子儀器設(shè)備中，為了安裝調(diào)試方便，經(jīng)常采用插接器的連接方式。如圖4.4所示，這是在電子設(shè)備中經(jīng)常采用的連接方式，這種連接是將印制板邊緣按照插座的尺寸、接點數(shù)、接點距離、定位孔的位置進行設(shè)計做出印制插頭，使其與專用印制板插座相配。

222)插接器連接方式22圖4.4插接器連接

23圖4.4插接器連接23這種連接方式的優(yōu)點是可保證批量產(chǎn)品的質(zhì)量，調(diào)試、維修方便。缺點是因為觸點多，所以可靠性比較差。在印制板制作時，為提高性能，插頭部分根據(jù)需要可進行覆涂金屬處理。

適用于印制板對外連接的插頭、插座的種類很多，其中常用的幾種為矩形連接器、口型連接器、圓形連接器等。如圖4.5所示。一塊印制電路板根據(jù)需要可有一種或多種連接方式。

24這種連接方式的優(yōu)點是可保證批量產(chǎn)品的質(zhì)量，調(diào)試、維修方便圖4.5插接器25圖4.5插接器253．電路工作原理及性能分析任何電路都存在著自身及外界的干擾，這些干擾對電路的正常工作將造成一定的影響。

設(shè)計前必須對電路工作原理進行認真的分析，并了解電路的性能及工作環(huán)境，充分考慮可能出現(xiàn)的各種干擾，提出抑制方案。通過對原理圖的分析應(yīng)明確：(1)找出原理圖中可能產(chǎn)生的干擾源，以及易受外界干擾的敏感元器件。

263．電路工作原理及性能分析26(2)熟悉原理圖中出現(xiàn)的每個元器件，掌握每個元器件的外形尺寸、封裝形式、引線方式、引腳排列順序、功能及形狀等，確定哪些元器件因發(fā)熱而需要安裝散熱片并計算散熱片面積，確定元器件的安裝位置。(3)確定印制板種類是單面板、雙面板還是多面板。

(4)確定元器件安裝方式、排列規(guī)則、焊盤及印制導(dǎo)線布線形式。

(5)確定對外連接方式。

27(2)熟悉原理圖中出現(xiàn)的每個元器件，掌握每個元器件的外4.2印制電路板的排版設(shè)計

4.2.1印制電路板的設(shè)計原則1．元器件的布局元器件在印制板上布局時，要根據(jù)元器件確定印制板的尺寸。在確定尺寸后，再確定特殊元器件的位置。最后，根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。在確定特殊元器件的位置時要遵守以下原則：(1)高頻元器件之間的連線應(yīng)盡可能縮短，以減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件之間不能距離太近。

284.2印制電路板的排版設(shè)計4.2.1印制電路板的設(shè)(2)對某些電位差較高的元器件或?qū)Ь€，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引出意外短路。帶高壓的元器件應(yīng)盡量布置在調(diào)試時手不易觸及的地方。(3)重量較大的元器件，安裝時應(yīng)加支架固定，或應(yīng)裝在整機的機箱底板上。對一些發(fā)熱元器件應(yīng)考慮散熱方法，熱敏元件應(yīng)遠離發(fā)熱元件。

(4)對可調(diào)元器件的布局應(yīng)考慮整機的結(jié)構(gòu)要求，其位置布設(shè)應(yīng)方便調(diào)整。

(5)在印制板上應(yīng)留出定位孔及固定支架所占用的位置。

29(2)對某些電位差較高的元器件或?qū)Ь€，應(yīng)加大它們之間的根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局時，要符合以下原則：(1)按照電路的流程安排各個功能電路單元的位置，使布局便于信號流通，并使信號盡可能保持方向一致。(2)以每個功能電路的核心元器件為中心，圍繞它來進行布局。

(3)在高頻下工作的電路，要考慮元器件之間的分布參數(shù)。

30根據(jù)電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局時，要符合2.布線的原則(1)印制導(dǎo)線的寬度要滿足電流的要求且布設(shè)應(yīng)盡可能短，在高頻電路中更應(yīng)如此。

(2)印制導(dǎo)線的拐彎應(yīng)成圓角。直角或尖角在高頻電路和布線密度高的情況下會影響電氣性能。(3)高頻電路應(yīng)采用島形焊盤，并采用大面積接地布線。

(4)當兩面板布線時，兩面的導(dǎo)線宜相互垂直、斜交或彎曲走線，避免相互平行，以減小寄生耦合。

312.布線的原則31(5)電路中的輸入及輸出印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以免發(fā)生干擾，在這些導(dǎo)線之間最好加接地線。(6)充分考慮可能產(chǎn)生的干擾，并同時采取相應(yīng)的抑制措施。良好的布線方案是設(shè)備可靠工作的重要保證。

32(5)電路中的輸入及輸出印制導(dǎo)線應(yīng)盡量避免相鄰平行，以4.2.2印制電路板干擾的產(chǎn)生及抑制1．地線干擾的產(chǎn)生及抑制任何電路都存在一個自身的接地點(不一定是真正的大地)，電路中接地點在電位的概念中表示零電位，其他電位均相對這一點而言。但是在印制電路中，印制板上的地線并不能保證是絕對零電位，而往往存在一定數(shù)值，雖然電位可能很小，但是由于電路的放大作用，這小小的電位就可能產(chǎn)生影響電路性能的干擾。

334.2.2印制電路板干擾的產(chǎn)生及抑制33為克服地線干擾，在印制電路設(shè)計中，應(yīng)盡量避免不同回路電流同時流經(jīng)某一段共用地線，特別是在高頻電路和大電流電路中，更要注意地線的接法。在印制電路的地線設(shè)計中，首先要處理好各級的內(nèi)部接地，同級電路的幾個接地點要盡量集中(稱一點接地)，以避免其他回路的交流信號竄入本級，或本級中的交流信號竄到其他回路中。

34為克服地線干擾，在印制電路設(shè)計中，應(yīng)盡量避免不同回路電流在處理好同級電路接地后，在設(shè)計整個印制板上的地線時，防止各級電流的干擾的主要方法有以下幾種：(1)正確選擇接地方式。在高增益、高靈敏度電路中，可采用一點接地法來消除地線干擾，如圖4.6(a)所示。如一塊印制板上有幾個電路(或幾級電路)時，各電子電路(各級)地線應(yīng)分別設(shè)置(并聯(lián)分路)，并分別通過各處地線匯集到電路板的總接地點上，如圖4.6(b)所示。這只是理論上的接法，在實際設(shè)計時，印制電路的地線一般設(shè)計在印制板的邊緣，并較一般印制導(dǎo)線寬，各級電路采取就近并聯(lián)接地。

35在處理好同級電路接地后，在設(shè)計整個印制板上的地線時，防止(2)將數(shù)字電路地線與模擬電路地線分開。在一塊印制板上，如同時有模擬電路和數(shù)字電路，兩種電路的地線應(yīng)完全分開，供電也要完全分開，以抑制它們相互干擾。(3)盡量加粗接地線。若接地線很細，接地點電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時信號電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。因此，應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三倍于印制電路板的允許電流。

36(2)將數(shù)字電路地線與模擬電路地線分開。在一塊印制板上(4)大面積覆蓋接地。在高頻電路中，設(shè)計時應(yīng)盡量擴大印制板上的地線面積，以減少地線中的感抗，從而削弱在地線上產(chǎn)生的高頻信號，同時，大面積接地還可對電場干擾起到屏蔽作用，如圖4.6(b)所示。

37(4)大面積覆蓋接地。在高頻電路中，設(shè)計時應(yīng)盡量擴大印圖4.6各種接地形式(a)并聯(lián)分路式接地；(b)大面積覆蓋接地

38圖4.6各種接地形式382．電源干擾及抑制任何電子設(shè)備(電子產(chǎn)品)都需電源供電，并且絕大多數(shù)直流電源是由交流電通過變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓后供電的。供電電源的質(zhì)量會直接影響整機的技術(shù)指標。而供電質(zhì)量除了電源電路原理設(shè)計是否合理外，電源電路的工藝布線和印制板設(shè)計不合理都會產(chǎn)生干擾，這里主要包含交流電源的干擾和直流電源電路產(chǎn)生的電場對其他電路造成的干擾。所以，印制電路布線時，交直流回路不能彼此相連，電源線不要平行大環(huán)形走線；電源線與信號線不要靠得太近，并避免平行。必要時，可以將供電電源的輸出端和用電器之間加濾波器。圖4.7所示就是由于布線不合理，致使交直流回路彼此相連，造成交流信號對直流產(chǎn)生干擾，從而使質(zhì)量下降的例子。

392．電源干擾及抑制39圖4.7電器布線不合理引起的干擾整流管接地過遠；(b)交流回路與取樣電阻共地

40圖4.7電器布線不合理引起的干擾403．電磁場的干擾及抑制方法印制板的特點是使元器件安裝緊湊，連接密集，但是如果設(shè)計不當，這一特點也會給整機帶來麻煩，如分布參數(shù)造成干擾、元器件的磁場干擾等。電磁干擾除了外界因素(如空間電磁波)造成以外，印制板布線不合理、元器件安裝位置不恰當?shù)?，都可能引起干擾。這些干擾因素如果在排版設(shè)計中事先予以重視的話，則完全可以避免。電磁場干擾的產(chǎn)生主要有以下幾種：

413．電磁場的干擾及抑制方法41(1)印制導(dǎo)線間的寄生耦合。兩條相距很近的平行導(dǎo)線，它們之間的分布參數(shù)可以等效為相互耦合的電感和電容，當其中一條導(dǎo)線中流過信號時，另一條導(dǎo)線內(nèi)也會產(chǎn)生感應(yīng)信號，感應(yīng)信號的大小與原始信號的頻率及功率有關(guān)。感應(yīng)信號就是干擾源。為了抑制這種干擾，排版時要分析原理圖，區(qū)別強弱信號線，使弱信號線盡量短，并避免與其他信號線平行靠近，不同回路的信號線要盡量避免相互平行，雙面板上的兩面印制線要相互垂直，盡量做到不平行布設(shè)。這些措施可以減少分布參數(shù)造成的干擾。對某些信號線密集平行，無法擺脫較強信號干擾的情況下，可采用屏蔽線將弱信號屏蔽以抑制干擾。使用高頻電纜直接輸送信號時，電纜的屏蔽層應(yīng)一端接地。為了減少印制導(dǎo)線之間寄生電容所造成的干擾，可通過對印制線屏蔽進行抑制。

42(1)印制導(dǎo)線間的寄生耦合。兩條相距很近的平行導(dǎo)線，它(2)磁性元器件相互間干擾。揚聲器、電磁鐵、永磁性儀表等產(chǎn)生的恒定磁場，高頻變壓器、繼電器等產(chǎn)生的交變磁場。這些磁場不僅對周圍元器件產(chǎn)生干擾，同時對周圍印制導(dǎo)線也會產(chǎn)生影響。根據(jù)不同情況采取的抑制對策有：減少磁力線對印制導(dǎo)線的切割；兩個磁元件的相互位置應(yīng)使兩個元件磁場方向相互垂直，以減少彼此間的耦合；對干擾源進行磁屏蔽，屏蔽罩應(yīng)良好接地。

43(2)磁性元器件相互間干擾。揚聲器、電磁鐵、永磁性儀表4．熱干擾及抑制電器中因為有大功率器件的存在，在工作時表面溫度較高，這樣在電路中就有熱源存在，這也是印制電路中產(chǎn)生干擾的主要原因。比如，晶體管是一種溫度敏感器件，特別是鍺材料半導(dǎo)體器件，更易受環(huán)境的影響而使之工作點漂移，從而造成整個電路的電性能發(fā)生變化，因此，在排版設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)原理圖，首先區(qū)別哪些是發(fā)熱元件，哪些是溫度敏感元件，要使溫度敏感元件遠離發(fā)熱元件。另外在排版設(shè)計時，將熱源(如功耗大的電阻及功率器件)安裝在板外通風處，不能將它們緊貼印制板安裝，以防發(fā)熱元件對周圍元器件產(chǎn)生熱傳導(dǎo)或輻射。如必須安裝在印制板上時，要配以足夠大的散熱片，防止溫升過高。444．熱干擾及抑制44電子儀器的干擾問題較為復(fù)雜，它可能由多種因素引起。印制板設(shè)計是否合理，是關(guān)系到整機是否存在干擾的原因之一，因此，在進行印制板排版設(shè)計時，應(yīng)分析原理圖，盡量找出可能產(chǎn)生干擾的因素，采取相應(yīng)措施，使得印制板可能產(chǎn)生的干擾得到最大限度地抑制。

45電子儀器的干擾問題較為復(fù)雜，它可能由多種因素引起。印制板4.2.3元器件排列方式1.不規(guī)則排列元器件不規(guī)則排列也稱隨機排列，即元器件軸線方向彼此不一致，排列順序無一定規(guī)則，如圖4.8(a)所示。用這種方式排列元器件，看起來雜亂無章，但由于元器件不受位置與方向的限制，因而印制導(dǎo)線布設(shè)方便，可以減少和縮短元器件的連接，這對于減少印制板的分布參數(shù)、抑制干擾特別對高頻電路極為有利，這種排列方式常在立式安裝中采用。

464.2.3元器件排列方式46圖4.8元器件排列格式(a)不規(guī)則排列；(b)規(guī)則排列

47圖4.8元器件排列格式472.規(guī)則排列元器件軸線方向排列一致，并與板的四邊垂直或平行，如圖4.8(b)所示。用這種方式排列元器件，可使印制板元器件排列規(guī)范、整齊、美觀，方便裝焊、調(diào)試，易于生產(chǎn)和維修。但由于元器件排列要受一定方向和位置的限制，因而印制板上的導(dǎo)線布設(shè)可能復(fù)雜一些，印制導(dǎo)線也會相應(yīng)增加。這種排列方式常用于板面較大、元器件種類相對較少而數(shù)量較高的低頻電路中。元器件臥式安裝時一般均以規(guī)則排列為主。

482.規(guī)則排列483.元器件的安裝方式元器件在印制板上的安裝方式有立式和臥式兩種，如圖4.9所示。臥式安裝是指元器件的軸線方向與印制板平行；立式則與印制板面垂直，兩種方式特性各異。

圖4.9元器件安裝方式(a)立式；(b)臥式

493.元器件的安裝方式圖4.9元器件安裝方式49(1)立式安裝。立式安裝占用面積小，單位容納元器件數(shù)量多，適合要求元器件排列緊湊密集的產(chǎn)品，如半導(dǎo)體收音機和小型便攜式儀器。如果元器件過大、過重則不宜采用立式安裝，否則，整機的機械強度將變差，抗振動能力減弱，元器件容易倒伏造成相互碰接，降低電路的可靠性。

(2)臥式安裝。元器件臥式安裝具有機械穩(wěn)定性好、排列整齊等優(yōu)點。臥式安裝由于元器件跨距大，兩焊點間走線方便，因此對印制導(dǎo)線的布設(shè)十分有利。對于較大元器件，裝焊時應(yīng)采取固定措施。

50(1)立式安裝。立式安裝占用面積小，單位容納元器件數(shù)量4.元器件布設(shè)原則元器件的布設(shè)在印制板的排版設(shè)計中至關(guān)重要，它決定板面的整齊、美觀程度和印制導(dǎo)線的長短與數(shù)量，對整機的可靠性也能起到一定作用。元器件在印制電路布設(shè)中應(yīng)遵循以下原則：(1)元器件在整個板面上應(yīng)均勻布設(shè)，疏密一致。

(2)元器件不要布滿整個板面，板的四周要留有一定余量(5～10mm)，余量大小應(yīng)根據(jù)印制電路板的大小及固定的方式?jīng)Q定。

514.元器件布設(shè)原則51(3)元器件應(yīng)布設(shè)在板的一面，且每個元器件引出腳應(yīng)單獨占用一個焊盤。

(4)元器件的布設(shè)不能上下交叉，如圖4.10所示。相鄰元器件之間要保持一定間距，不得過小或碰接。相鄰元器件如電位差較高，則應(yīng)留有安全間隙，一般環(huán)境中安全間隙電壓為200V/mm。

52(3)元器件應(yīng)布設(shè)在板的一面，且每個元器件引出腳應(yīng)單獨圖4.10元器件布設(shè)(a)合理；(b)不合理

53圖4.10元器件布設(shè)53(5)元器件安裝高度應(yīng)盡量低，過高則安全性差，易倒伏或與相鄰元器件碰接。

(6)根據(jù)印制電路板在整機中的安裝狀態(tài)來確定元器件的軸向位置。規(guī)則排列的元器件，應(yīng)使元器件軸線方向在整機內(nèi)處于豎立狀態(tài)，從而提高元器件在板上的穩(wěn)定性，如圖4.11所示。

54(5)元器件安裝高度應(yīng)盡量低，過高則安全性差，易倒伏或圖4.11較大元器件布設(shè)方向(a)合理；(b)不合理

55圖4.11較大元器件布設(shè)方向55(7)元器件兩端跨距應(yīng)稍大于元器件的軸向尺寸，如圖4.12所示。彎管腳時不要齊根彎折，應(yīng)留出一定距離(至少2mm)，以免損壞元器件。

圖4.12元器件安裝(a)合理；(b)不合理

56(7)元器件兩端跨距應(yīng)稍大于元器件的軸向尺寸，如圖4.4.2.4焊盤及孔的設(shè)計1.焊盤的尺寸連接盤的尺寸與鉆孔設(shè)備、鉆孔孔徑、最小孔環(huán)寬度有關(guān)。為了便于加工和保持連接盤與基板之間有一定的粘附強度，應(yīng)盡可能增大連接盤的尺寸。但是，對于布線密度高的印制電路板，若其連接盤的尺寸過大，就要減少導(dǎo)線寬度與間距。例如，引線中心距離為2.5mm(或2.54mm)的雙列直插式集成電路的連接盤，當連接盤之間要通過一條0.3～0.4mm寬度的印制導(dǎo)線時，連接盤的直徑尺寸為1.5～1.6mm，如果通過兩條或三條印制導(dǎo)線時，連接盤的直徑尺寸也不能小于1.3mm，一般連接盤的環(huán)寬不小于0.3mm。表4-1列出了不同鉆孔直徑所對應(yīng)的最小連接盤直徑。

574.2.4焊盤及孔的設(shè)計57表4-1鉆孔直徑與最小連接盤直徑

58表4-1鉆孔直徑與最小連接盤直徑582.焊盤的形狀(1)島形焊盤。如圖4.13(a)所示，焊盤與焊盤之間的連線合為一體，猶如水上小島，故稱為島形焊盤。島形焊盤常用于元器件的不規(guī)則排列，特別是當元器件采用立式安裝時更為普遍。這種焊盤適合于元器件密集固定的情況，這樣可大量減少印制導(dǎo)線的長度與數(shù)量，在一定程度上能抑制分布參數(shù)對電路造成的影響。此外，焊盤與印制導(dǎo)線合為一體后，銅箔的面積加大，可增加印制導(dǎo)線的抗剝強度。

592.焊盤的形狀59(2)圓形焊盤。由圖4.13(b)可見，焊盤與引線孔是同心圓。設(shè)計時，如板面允許，應(yīng)盡可能增大連接盤的尺寸，以方便加工制造和增強抗剝能力。

(3)方形焊盤。如圖4.13(c)所示，當印制板上元器件體積大、數(shù)量少且印制線路簡單時，多采用方形焊盤。這種形式的焊盤設(shè)計制作簡單，精度要求低，容易制作。手工制作常采用這種方式。

(4)橢圓焊盤。這種焊盤既有足夠的面積以增強抗剝能力，又在一個方向上尺寸較小，利于中間走線。常用于雙列直插式器件，如圖4.13(d)所示。60(2)圓形焊盤。由圖4.13(b)可見，焊盤與引線孔是(5)淚滴式焊盤。這種焊盤與印制導(dǎo)線之間圓滑，在高頻電路中有利于減少傳輸損耗，提高傳輸速率，如圖4.13(e)所示。

(6)鉗形(開口)焊盤。如圖4.13(f)所示，鉗形焊盤上鉗形開口的作用是為了保證在波峰焊后，使焊盤孔不被焊錫封死，其鉗形開口應(yīng)小于外圓的1/4。(7)多邊形焊盤和異形焊盤。如圖4.13(g)所示，矩形和多邊形焊盤一般用于區(qū)別某些焊盤外徑接近而孔徑不同的焊盤。

61(5)淚滴式焊盤。這種焊盤與印制導(dǎo)線之間圓滑，在高頻電圖4.13各式焊盤

62圖4.13各式焊盤623.孔的設(shè)計印制電路板上孔的種類主要有引線孔、過孔、安裝孔和定位孔。

(1)引線孔。引線孔即焊盤孔，有金屬化和非金屬化之分。引線孔有電氣連接和機械固定雙重作用。引線孔過小，元器件引腳安裝困難，焊錫不能潤濕金屬孔；引線孔過大，容易形成氣泡等焊接缺陷。若元器件引線直徑為d1，引線孔直徑為d，則有

d1＋0.2＜d≤d1＋0.4(mm)633.孔的設(shè)計d1＋0.2＜d≤d1＋0.4(mm)(2)過孔。過孔也稱連接孔。過孔均為金屬化孔，主要用于不同層間的電氣連接。一般電路過孔直徑可取0.6～0.8mm，高密度板可減少到0.4mm，甚至用盲孔方式，即過孔完全用金屬填充?？椎淖钚O限受制板技術(shù)和設(shè)備條件的制約。(3)安裝孔。安裝孔用于大型元器件和印制板的固定，安裝孔的位置應(yīng)便于裝配。

(4)定位孔。定位孔主要用于印制板的加工和測試定位，可用安裝孔代替，也常用于印制板的安裝定位，一般采用三孔定位方式，孔徑根據(jù)裝配工藝確定。

64(2)過孔。過孔也稱連接孔。過孔均為金屬化孔，主要用于4.2.5印制導(dǎo)線設(shè)計1.印制導(dǎo)線的寬度在印制電路板中，印制導(dǎo)線的主要作用是連接焊盤和承載電流，它的寬度主要由銅箔與絕緣基板之間的粘附強度和流過導(dǎo)線的電流決定，導(dǎo)線寬度應(yīng)以能滿足電氣性能要求而又便于生產(chǎn)為宜，它的最小值以承受的電流大小而定，但最小不宜小于0.2mm。在高密度、高精度的印制線路中，導(dǎo)線寬度和間距一般可取0.3mm。由于印制導(dǎo)線具有一定的電阻，當電流通過時，要產(chǎn)生熱量和一定的壓降，單面板實驗表明，當銅箔厚度為50μm、導(dǎo)線寬度為1～1.5mm、通過電流時，溫度升高小于3℃，因此，選用合適寬度的印制導(dǎo)線是很重要的，一般選用1～1.5mm寬度導(dǎo)線就可能滿足設(shè)計要求而不致引起溫升過高。

654.2.5印制導(dǎo)線設(shè)計65根據(jù)經(jīng)驗值，印制導(dǎo)線的載流量可按20A/mm2(電流/導(dǎo)線截面積)計算，即當銅箔厚度為0.05mm時，1mm寬的印制導(dǎo)線允許通過1A電流，因此可以確定，導(dǎo)線寬度的毫米數(shù)值等于負載電流的安培數(shù)。對于集成電路的信號線，導(dǎo)線寬度可以選0.2～1mm，但是為了保證導(dǎo)線在板上的抗剝強度和工作可靠性，線不宜太細，只要印制板的面積及線條密度允許，應(yīng)盡可能采取較寬的導(dǎo)線，特別是電源線、地線及大電流的信號線更要適當加寬，可能的話，線寬應(yīng)大于2～3mm。

66根據(jù)經(jīng)驗值，印制導(dǎo)線的載流量可按20A/mm2(電流/2.印制導(dǎo)線的間距印制導(dǎo)線之間的距離將直接影響電路的電氣性能，導(dǎo)線之間間距的確定必須滿足電氣安全要求，考慮導(dǎo)線之間的絕緣強度、相鄰導(dǎo)線之間的峰值電壓、電容耦合參數(shù)等。而且為了便于操作和生產(chǎn)，間距也應(yīng)盡量寬些。最小間距至少要能適合承受的電壓。這個電壓一般包括工作電壓、附加波動電壓及其他原因引起的峰值電壓。當頻率不同時，間距相同的印制導(dǎo)線，其絕緣強度也不同。頻率越高時，相對絕緣強度就會下降。導(dǎo)線間距越小，分布電容就越大，電路穩(wěn)定性就越差。

672.印制導(dǎo)線的間距67在布線密度較低時，信號線的間距可適當?shù)丶哟螅瑢Ω?、低電平懸殊的信號線應(yīng)盡可能地短且加大間距。因此，設(shè)計者在考慮電壓時應(yīng)把這種因素考慮進去。表4-2給出的間距、電壓參考值在一般設(shè)計中是安全的。

表4-2印制導(dǎo)線間距最大允許工作電壓

68在布線密度較低時，信號線的間距可適當?shù)丶哟螅瑢Ω?、低電?.印制導(dǎo)線走向與形狀印制電路板布線是按照原理圖要求的，將元器件通過印制導(dǎo)線連接成電路，在布線時，“走通”是最起碼的要求，“走好”是經(jīng)驗和技巧的表現(xiàn)。由于印制導(dǎo)線本身可能承受附加的機械應(yīng)力，以及局部高電壓引起的放電作用，因此在實際設(shè)計時，要根據(jù)具體電路選擇如圖4.14所示的導(dǎo)線形狀。

693.印制導(dǎo)線走向與形狀69圖4.14印制導(dǎo)線的形狀

70圖4.14印制導(dǎo)線的形狀704.印制導(dǎo)線的屏蔽與接地印制導(dǎo)線的公共地線應(yīng)盡量布置在印制線路板的邊緣。在高頻電路中，印制線路板上應(yīng)盡可能多地保留銅箔做地線，最好形成環(huán)路或網(wǎng)狀，這樣不但屏蔽效果好，還可減小分布電容。多層印制線路板可采取其中若干層作屏蔽層，電源層、地線層均可視為屏蔽層，一般地線層和電源層設(shè)計在多層印制線路板的內(nèi)層，信號線設(shè)計在內(nèi)層和外層。

714.印制導(dǎo)線的屏蔽與接地715.跨接線的使用在單面的印制線路板設(shè)計中，有些線路無法連接時，常會用到跨接線(也稱飛線)，跨接線常是隨意的，有長有短，這會給生產(chǎn)上帶來不便。放置跨接線時，其種類越少越好，通常情況下只設(shè)6mm，8mm，10mm三種，超出此范圍的會給生產(chǎn)帶來不便。

725.跨接線的使用724.2.6草圖設(shè)計所謂草圖，是指制作照相底圖(也稱黑白圖)的依據(jù)，它是在坐標紙上繪制的。要求圖中的焊盤位置、焊盤間距、焊盤間的相互連接、印制導(dǎo)線的走向及板的大小等均應(yīng)按印制板的實際尺寸或按一定比例繪制出來。通常在原理圖中為了便于電路分析及更好地反映各單元電路之間的關(guān)系，元器件用電路符號表示，在此不考慮元器件的尺寸形狀、引腳的排列順序，只為便于電路原理的理解。這樣做會有很多線交叉，這些交叉線若沒有節(jié)點則為非電氣連接點，允許在電路原理圖中出現(xiàn)。但是在印制電路板上，非電氣連接的導(dǎo)線交叉是不允許的，如圖4.15所示。在設(shè)計印制電路草圖時，不必考慮原理圖中電路符號的位置，為使印制導(dǎo)線不交叉可采用跨接導(dǎo)線(飛線)。

734.2.6草圖設(shè)計73圖4.15原理圖及單面不交叉圖

74圖4.15原理圖及單面不交叉圖741.草圖設(shè)計原則(1)元器件在印制電路板上的分布應(yīng)盡量均勻，密度一致，排列應(yīng)整齊美觀，一般應(yīng)做到橫平豎直排列，不允許斜排，不允許立體交叉和重疊排列。

(2)不論單面印制電路板還是雙面印制電路板，所有元器件都應(yīng)布置在同一面，特殊情況下的個別元器件可布置在焊接面。(3)安全間隙一般不應(yīng)小于0.5mm，元器件的電壓每增加200V時，間隙增加1mm，對易于受干擾的元器件加裝金屬屏蔽罩時，應(yīng)注意屏蔽罩不得與元器件或引線相碰。

751.草圖設(shè)計原則75(4)在特殊的情況下，元器件需要并排貼緊排列時，必須保證元器件外殼彼此絕緣良好。

(5)對于面積大的印制電路板，應(yīng)采取邊框加固或用加強筋加固的措施。

(6)元器件在印制電路板的安裝高度要合理。對發(fā)熱元器件、易熱損壞的元器件或雙面印制電路板元器件，元器件的外殼應(yīng)與印制電路板有一定的距離，不允許緊貼印制電路板安裝，在此安裝之前，元器件的引線應(yīng)彎曲成形后定位。除此之外，元器件可緊貼印制電路板安裝，尤其是同一種元器件的安裝高度應(yīng)一致。

76(4)在特殊的情況下，元器件需要并排貼緊排列時，必須保2.草圖設(shè)計的步驟印制電路板草圖設(shè)計通常先繪制單線不交叉圖，在圖中將具有一定直徑的焊盤和一定寬度的直線分別用一個點和一根單線條表示。在單線不交叉圖基本完成后，即可繪制正式的排版草圖，此圖要求板面尺寸、焊盤的尺寸與位置、印制導(dǎo)線寬度、連接與布設(shè)、板上各孔的尺寸位置等均需與實際板面相同并明確標注出來。同時應(yīng)在圖中注明印制板的各項技術(shù)要求，圖的比例可根據(jù)印制電路板上圖形的密度和精度要求而定，可以采用1∶1，2∶1，4∶1等比例繪制。草圖繪制的步驟如下：

772.草圖設(shè)計的步驟77(1)按草圖尺寸選取網(wǎng)格紙或坐標紙，在紙上按草圖尺寸畫出板面外形尺寸；并在邊框尺寸下面留出一定空間，用于標準技術(shù)要求的說明，如圖4.16(a)所示。

(2)在單線不交叉圖上均勻、整齊地排列元器件，并用鉛筆畫出各元器件的外形輪廓，元器件的外形輪廓應(yīng)與實物相對應(yīng)，如圖4.16(b)所示。(3)確定并標出各焊盤位置，有精度要求的焊盤要嚴格按尺寸標出，布置焊盤位置時，不要考慮焊盤的間距是否整齊一致，而要根據(jù)元器件的大小形狀確定，以保證元器件在裝配后分布均勻，排列整齊，疏密適中，如圖4.16(c)所示。

78(1)按草圖尺寸選取網(wǎng)格紙或坐標紙，在紙上按草圖尺寸畫(4)為簡便起見，勾畫印制導(dǎo)線時，只需要用細線標明導(dǎo)線走向及路徑即可，不需按導(dǎo)線的實際寬度畫出，但應(yīng)考慮導(dǎo)線間距離，如圖4.16(d)所示。

(5)將鉛筆繪制的單線不交叉圖反復(fù)核對無誤后，再用鉛筆重描焊點和印制導(dǎo)線，元器件用細實線表示，如圖4.16(e)所示。

(6)標注焊盤尺寸及線寬，注明印制板的技術(shù)要求，如圖4.16(f)所示。

79(4)為簡便起見，勾畫印制導(dǎo)線時，只需要用細線標明導(dǎo)線圖4.16草圖繪制過程

80圖4.16草圖繪制過程80(7)對于雙面印制板設(shè)計，還應(yīng)考慮以下幾點：①

元器件應(yīng)布設(shè)在板的一面(TOP面)，主要印制導(dǎo)線應(yīng)布設(shè)在元件面(BOT面)，兩面印制導(dǎo)線避免平行布設(shè)，應(yīng)盡量相互垂直，以減少干擾。

②

兩面印制導(dǎo)線最好分別畫在兩面，如在一面繪制，應(yīng)用兩種顏色以示區(qū)別，并注明在哪一面。③

印制板兩面的對應(yīng)焊盤和需要連接印制導(dǎo)線的通孔要嚴格地一一對應(yīng)。可采用扎針穿孔法將一面的焊盤中心引到另一面。④

在繪制元器件面的導(dǎo)線時，應(yīng)注意避免元器件外殼和屏蔽罩可能產(chǎn)生短路的地方。

81(7)對于雙面印制板設(shè)計，還應(yīng)考慮以下幾點：813.制版底圖繪制制版底圖繪制也稱為黑白圖繪制，它是依據(jù)預(yù)先設(shè)計的布線草圖繪制而成的，是為生產(chǎn)提供照相使用的黑白底圖。印制電路版面設(shè)計完成后，在投產(chǎn)制造時必須將黑白圖轉(zhuǎn)換成符合生產(chǎn)要求的1∶1原版底片。所以說，黑白圖的繪制質(zhì)量將直接影響印制板的生產(chǎn)質(zhì)量。獲取原版底片與設(shè)計手段有關(guān)，圖4.17所示是目前經(jīng)常使用的幾種方法示意圖。

823.制版底圖繪制82圖4.17制取原版底片的幾種方法

83圖4.17制取原版底片的幾種方法83由圖可見，除光繪可直接獲得原版底片外，采用其他方式時都需要通過照相制版來獲得整版底片。(1)手工繪圖。手工繪圖就是用墨汁在白銅板紙上繪制照相底圖，其方法簡單、繪制靈活。在新產(chǎn)品研制或小批量試制中，常用這種方法。

(2)手工貼圖。手工貼圖是利用不干膠帶和干式轉(zhuǎn)移膠粘盤直接在覆銅板上粘貼焊盤和導(dǎo)線的，也可以在透明或半透明的膠片上直接貼制1∶1黑白圖。

(3)計算機繪圖。利用計算機輔助電路設(shè)計軟件設(shè)計印制版圖，然后采用打印機或繪圖機繪制黑白圖。(4)光繪。光繪就是使用計算機和光繪機，直接繪制出原版底片。

84由圖可見，除光繪可直接獲得原版底片外，采用其他方式時都需4.制版工藝圖制作一塊標準的印制板，根據(jù)不同的加工工序，應(yīng)提供不同的制版工藝圖。

(1)機械加工圖。機械加工圖是供制造工具、模具、加工孔及外形(包括鉗工裝配)用的圖紙。圖上應(yīng)注明印制板的尺寸、孔位和孔徑及形位公差、使用材料、工藝要求等。如圖4.18所示是機械加工圖樣，采用CAD繪圖，打印時選擇機械層(Mech層)。(2)線路圖。為了同其他印制板制作工藝圖區(qū)別，一般將導(dǎo)電圖形和印制元件組成的圖稱為線路圖。圖4.19采用CAD繪圖時，打印時選頂層打印(TOP層)。

854.制版工藝圖85(3)字符標記圖(裝配圖)。為了裝配和維修方便，常將元器件標記、圖形或字符印制到板上，其原圖稱為字符標記圖，因為常采用絲印方法，所以也稱絲印圖。圖4.19包括絲印圖形和字符，可通過制版照相或光繪獲得底片。(4)阻焊圖。采用機器焊接印制電路板時，為了防止焊錫在非焊盤區(qū)橋接，而在印制板焊點以外的區(qū)域印制一層阻止錫焊的涂層(絕緣耐錫焊涂料)或干膜，這種印制底圖稱為阻焊圖。阻焊圖與印制板上全部焊點形狀對應(yīng)，略大于焊盤，如圖4.20所示。阻焊圖可手工繪制，采用CAD時可自動生成標準阻焊圖。

86(3)字符標記圖(裝配圖)。為了裝配和維修方便，常將元圖4.18機械加工圖樣

87圖4.18機械加工圖樣87圖4.19印制板絲印圖

88圖4.19印制板絲印圖88

圖4.20印制板阻焊圖

89圖4.20印制板阻焊圖894.3印制電路板制造工藝

1．印制電路板制造過程的基本環(huán)節(jié)印制電路板的制造工藝技術(shù)發(fā)展很快，不同類型和不同要求的印制電路板可采取不同工藝，制作工藝基本上可以分為減成法和加成法兩種。減成法工藝，就是在覆滿銅箔的基板上按照設(shè)計要求，采用機械的或化學(xué)的方法除去不需要的銅箔部分來獲得導(dǎo)電圖形的方法。如絲網(wǎng)漏印法、光化學(xué)法、膠印法、圖形電鍍法等。加成法工藝，就是在沒有覆銅箔的層壓板基材上采用某種方法敷設(shè)所需的導(dǎo)電圖形，如絲網(wǎng)電鍍法、粘貼法等。在生產(chǎn)工藝中用得較多的方法是減成法。其工藝流程如下：

904.3印制電路板制造工藝1．印制電路板制造過程的基(1)繪制照相底圖。當電路圖設(shè)計完成后，就要繪制照相底圖，繪制照相底圖是印制板生產(chǎn)廠家的第一道工序，可由設(shè)計者采用手繪或計算機輔助設(shè)計(CAD)完成，可按1∶1，2∶1或4∶1比例繪制，它是制作印制板的依據(jù)。(2)底圖膠片制版。底圖膠片(原版底片)確定了印制電路板上要配置的圖形。獲得底圖膠片有兩種基本途徑：一種是利用計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)和激光繪圖機直接繪制出來，另一種是先繪制黑白底圖，再經(jīng)過照相制版得到。

91(1)繪制照相底圖。當電路圖設(shè)計完成后，就要繪制照相底(3)圖形轉(zhuǎn)移。把照相底版制好后，將底版上的電路圖形轉(zhuǎn)移到覆銅板上，稱為圖形轉(zhuǎn)移。具體方法有絲網(wǎng)漏印、光化學(xué)法(直接感光法和光敏干膜法)等。

(4)蝕刻鉆孔。蝕刻在生產(chǎn)線上也稱爛板。它是利用化學(xué)方法去掉板上不需要的銅箔，留下組成圖形的焊盤、印制導(dǎo)線與符號等。蝕刻的流程是：預(yù)蝕刻→蝕刻→水洗→浸酸處理→水洗→干燥→去抗氧膜→熱水洗→冷水洗→干燥。

鉆孔是對印制板上的焊盤孔、安裝孔、定位孔進行機械加工，可在蝕刻前或蝕刻后進行。除用臺鉆打孔以外，現(xiàn)在普遍采用程控鉆床鉆孔。

92(3)圖形轉(zhuǎn)移。把照相底版制好后，將底版上的電路圖形轉(zhuǎn)(5)孔壁金屬化。雙面印制板兩面的導(dǎo)線或焊盤要連通時，可通過金屬化孔來實現(xiàn)，即把銅沉積在貫通兩面導(dǎo)線或焊盤的孔壁上，使原來非金屬的孔壁金屬化。在雙面和多層板電路中，這是一道必不可少的工序。(6)金屬涂覆。為提高印制電路的導(dǎo)電性、可焊性、耐磨性、裝飾性，延長印制板的使用壽命，提高電氣的可靠性，在印制板上的銅箔上涂覆一層金屬便可達到目的。金屬鍍層的材料有：金、銀、錫、鉛錫合金等，方法有電鍍和化學(xué)鍍兩種。(7)涂助焊劑與阻焊劑。印制板經(jīng)表面金屬涂覆后，為方便自動焊接，可進行助焊和阻焊處理。

93(5)孔壁金屬化。雙面印制板兩面的導(dǎo)線或焊盤要連通時，2．印制板加工技術(shù)要求設(shè)計者將圖紙(或設(shè)計圖軟盤)交給制板廠加工的同時需向?qū)Ψ教峁└郊蛹夹g(shù)說明，一般稱技術(shù)要求。它一般寫在加工圖上，簡單圖也可以直接寫到線路圖或加工合同中。技術(shù)要求包括：外形尺寸及誤差；板材、板厚；圖紙比例；孔徑及誤差；鍍層要求；涂層要求(阻焊層、助焊劑)。

942．印制板加工技術(shù)要求943．印制板的生產(chǎn)流程1)單面印制板單面板的生產(chǎn)流程為：覆銅板下料→表面去油處理→上膠→曝光→成形→表面涂覆→涂助焊劑→檢驗。單面印制板的生產(chǎn)工藝簡單，質(zhì)量容易得到保證。但在進行焊接前還應(yīng)進行檢驗，內(nèi)容如下：(1)導(dǎo)線焊盤、字與符號是否清晰、無毛刺，是否有橋接或斷路。953．印制板的生產(chǎn)流程95(2)鍍層是否牢固、光亮，是否噴涂助焊劑。(3)焊盤孔是否按尺寸加工，有無漏打或打偏。(4)板面及板上各加工的孔尺寸是否準確，特別是印制板插頭部分。(5)板厚是否合乎要求，板面是否平直無翹曲等。

96(2)鍍層是否牢固、光亮，是否噴涂助焊劑。962)雙面印制板生產(chǎn)流程雙面板與單面板生產(chǎn)的主要區(qū)別在于增加了孔金屬化工藝，即實現(xiàn)了兩面印制電路的電氣連接。由于孔金屬化工藝很多，相應(yīng)雙面板的制作工藝也有多種方法。概括分類可有先電鍍后腐蝕和先腐蝕后電鍍兩大類。先電鍍的有板面電鍍法、圖形電鍍法、反鍍漆膜法；先腐蝕的有堵孔法和漆膜法?，F(xiàn)將常用的圖形電鍍工藝法做簡單介紹：下料→鉆孔→化學(xué)沉銅→擦去表面沉銅→電鍍銅加厚→貼干膜→圖形轉(zhuǎn)移→二次電鍍加厚→鍍鉛錫合金→去保護膜→涂覆金屬→成形→熱烙→印制阻焊劑與文字符號→檢驗。

972)雙面印制板生產(chǎn)流程973)多層印制板的生產(chǎn)多層板是在雙面板的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，除了雙面板的制造工藝外，還有內(nèi)層板的加工、層定位、層壓、粘合等特殊工藝。目前多層板的生產(chǎn)多集中在4～6層為主，如計算機主板、工控機CPU板等，在巨型機等領(lǐng)域內(nèi)，有可達幾十層的多層板。其工藝流程是：覆銅箔層板→沖定位孔→印制、蝕刻內(nèi)層導(dǎo)電圖形去除抗蝕膜→化學(xué)處理內(nèi)層圖形→壓層→鉆孔→孔金屬化→外層抗蝕圖形(貼干膜法)→圖形電鍍銅、鉛錫合金→去抗蝕膜、蝕刻外形圖形→插頭部分退鉛錫合金、插頭鍍金→熱熔鉛錫合金→加工外形→測試→印制阻焊劑文字符號→成品。

983)多層印制板的生產(chǎn)98多層印制板的工藝較為復(fù)雜，即內(nèi)層材料處理→定位孔加工→表面清潔處理→制內(nèi)層走線及圖形→腐蝕→層壓前處理→外內(nèi)層材料層壓→孔加工→孔金屬化→制外層圖形→鍍耐腐蝕可焊金屬→去除感光膠→腐蝕→插頭鍍金→外形加工→熱熔→涂焊劑→成品。

99多層印制板的工藝較為復(fù)雜，即內(nèi)層材料處理→定位孔加工→表4)撓性印制電路板撓性印制電路板的制作過程基本與普通印制板相同，主要不同是壓制覆蓋層。

1004)撓性印制電路板1004.手工自制印制板在樣機尚未定型試制階段或在科技創(chuàng)新活動中，往往需要制作少量的印制電路板供實驗、調(diào)試使用。若按照正規(guī)加工工藝標準規(guī)程，送專業(yè)生產(chǎn)廠加工制造，不但費用高，而且加工時間較長。因此，掌握自制印制板加工方法很有必要。手工自制印制板的方法有漆圖法、貼圖法、銅箔粘貼法、熱轉(zhuǎn)印法等。下面簡單介紹采用熱轉(zhuǎn)印法手工自制印制板，此方法簡單易行，而且精度較高，其制作過程為：(1)用Protel、OrCAD、Coreldraw及其他制圖軟件，甚至可以用Windows的“圖畫

”

功能制作印制電路板圖形。

1014.手工自制印制板101(2)用激光打印機將電路圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上(沒有可以用不干膠反印紙代替)。

(3)按照需要裁好覆銅板。

(4)用細砂紙磨平覆銅板及四周，將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在覆銅板上，送入照片塑封機(溫度調(diào)到150～200℃)來回壓幾次，使熔化的墨粉完全吸附在覆銅板上(也可用電熨斗往復(fù)熨燙也能實現(xiàn))。

(5)覆銅板冷卻后，揭去熱轉(zhuǎn)印紙，檢查焊盤與導(dǎo)線是否有遺漏。如有，用稀稠適宜的調(diào)和漆或油性筆將圖形和焊盤描好。

102(2)用激光打印機將電路圖打印在熱轉(zhuǎn)印紙上(沒有可以用(6)在焊盤上打樣沖眼，以沖眼定位鉆焊盤孔。鉆孔時注意鉆床轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)取高速，鉆頭應(yīng)刃磨鋒利，進刀不宜過快，以免將銅箔擠出毛刺。

(7)將印好電路圖的覆銅板放入濃度為28%～42%的三氯化鐵水溶液(或雙氧水＋鹽酸＋水，比例為2∶1∶2混合液)。將板全部浸入溶液后，用排筆輕輕刷掃，待完全腐蝕后，取出用水清洗(或采用專用腐蝕箱進行腐蝕)。(8)將腐蝕液清洗干凈后，用碎布沾去污粉后反復(fù)在板面上擦試，去掉銅箔氧化膜，露出銅的光亮本色。沖洗晾干后，應(yīng)立即涂助焊劑(可用已配好的松香酒精溶液)。

103(6)在焊盤上打樣沖眼，以沖眼定位鉆焊盤孔。鉆孔時注意4.4計算機輔助設(shè)計印制電路

印制電路設(shè)計是電子工藝學(xué)科一個非常重要的組成部分，一臺電子設(shè)備能否長期可靠地工作，不僅取決于電路的原理設(shè)計和電子元器件的選用，很大程度上取決于印制電路板的設(shè)計，它直接關(guān)系到電子產(chǎn)品的質(zhì)量。而且，隨著人們審美意識地不斷提高，印制電路板的設(shè)計越來越美觀，制作越來越精良，單純地滿足性能要求而忽視了審美，同樣不被人們所接受。一個設(shè)計精良的印制電路板，不但要布局合理，滿足電氣要求，有效地抑制各種干擾，而且還要充分體現(xiàn)審美意識，這也是印制電路設(shè)計的新理念?，F(xiàn)在各行各業(yè)都在激烈的競爭中發(fā)展，某一方面的疏忽都將給企業(yè)帶來巨大損失。

1044.4計算機輔助設(shè)計印制電路印制電路設(shè)計是電子工藝同一張原理圖，由不同的人來設(shè)計印制電路，會有不同的設(shè)計方案，在設(shè)計方案中會反映出人們對原理圖的理解和審美觀，最終都將在印制電路中體現(xiàn)出來。既能達到很好的電氣性能，又具有良好的審美觀點，并不是一朝一夕能做到的，但在設(shè)計時應(yīng)力求完美，充分考慮電氣性能與審美兩方面的因素。審美方面包括元器件的擺放位置(方向)、合理搭配、印制導(dǎo)線的走線方向、拐角形式，焊盤的大小、形狀及印制電路的整體布局。

印制電路板輔助軟件有多種，國內(nèi)市場上常用的軟件主要有Protel、PADS、OrCAD、Workbench等幾種，其中以Protel應(yīng)用最廣泛，下面對Protel軟件的功能及使用方法進行簡單介紹。

105同一張原理圖，由不同的人來設(shè)計印制電路，會有不同的設(shè)計方4.4.1Protel99電路設(shè)計簡介Protel99是目前印制電路設(shè)計應(yīng)用中最為廣泛的軟件之一，它具有豐富多樣的編輯功能，強大便捷的自動化設(shè)計能力，完善有效的檢測工具，靈活有序的設(shè)計管理手段。它為用戶提供了極其豐富的原理圖元件庫、PCB元件庫及出色的庫編輯和庫管理。

在Protel99原理圖編輯器(SchematicDocument)中，可以直接進行電路的原理設(shè)計，充分利用原理圖元件庫中提供的大量元器件及各種集成電路的電路符號，使原理圖的設(shè)計極為方便。而且還可以利用原理圖元件庫編輯器(SchematicLibraryDocument)，編輯特殊的電路符號。

1064.4.1Protel99電路設(shè)計簡介106印制電路圖在印制電路板編輯器(PCBDocument)中自動生成，可根據(jù)要求對生成的電路圖進行編輯，調(diào)整元器件的位置與方向。另外，還可以在印制電路板(PCB)編輯器中通過手動方式直接設(shè)計印制電路圖(簡單電路)。同樣在Protel99的印制電路板編輯器中，提供了大量元器件及集成電路封裝形式圖形，在設(shè)計過程中可隨時調(diào)用。印制電路元件庫編輯器(PCBLibraryDocument)可用來編輯特殊元件的封裝形式。

印制電路的設(shè)計過程：首先設(shè)計(繪制)電路原理圖，然后由電路原理圖文件生成網(wǎng)絡(luò)表。

網(wǎng)絡(luò)表是由電路原理圖(Sch)生成印制電路圖(PCB)的橋梁和紐帶，在PCB設(shè)計系統(tǒng)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)表文件自動完成元器件之間的連接并確定元器件的封裝形式，經(jīng)自動布局、布線后，完成印制電路的設(shè)計工作。

107印制電路圖在印制電路板編輯器(PCBDocument)4.4.2電路原理圖設(shè)計1．啟動Protel99直接雙擊Windows桌面上Protel99的圖標來啟動應(yīng)用程序，

或者直接單擊Windows?【開始】菜單中的Protel99圖標。

(1)創(chuàng)建一個新的設(shè)計文件。執(zhí)行菜單命令【File】/【New】，出現(xiàn)【NewDesignDatabase】(創(chuàng)建設(shè)計數(shù)據(jù)文件)對話框。選擇【Location】標簽，在“DatabaseFileName”(數(shù)據(jù)文件名)窗中輸入文件名，單擊【Browse…】按鈕選擇文件的存儲位置，Protel99默認文件名為“MyDesign.ddb”，選擇【Password】(密碼)標簽，設(shè)置密碼，單擊【OK】按鈕進入設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件主窗口。

1084.4.2電路原理圖設(shè)計108(2)打開數(shù)據(jù)庫文件夾。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件主窗口中雙擊文件夾Documents圖標，打開數(shù)據(jù)庫文件夾。也可以在設(shè)計管理器窗口中單擊“MyDesign.ddb”下的“Documents”文件夾來打開數(shù)據(jù)庫文件夾。

109(2)打開數(shù)據(jù)庫文件夾。在設(shè)計數(shù)據(jù)庫文件主窗口中雙擊文2．啟動原理圖編輯器(SchematicDocument)(1)執(zhí)行菜單命令【File】/【??New…】進入選擇文件類型【NewDocument】對話框。

(2)在文件類型對話框中單擊原理圖編輯器(SchematicDocument)圖標，選中原理圖編輯器圖標，單擊【OK】按鈕，或雙擊原理圖編輯器圖標即可完成新的原理圖文件的創(chuàng)建。

(3)雙擊工作窗口中的原理圖文件圖標(Sheet1)即可啟動原理圖編輯器。

1102．啟動原理圖編輯器(SchematicDocumen3．原理圖繪制1)設(shè)置圖紙尺寸繪制電路原理圖時，首先要設(shè)置圖紙尺寸及相關(guān)參數(shù)。如圖紙的尺寸、方向、標題欄、邊框底色、文件信息等。執(zhí)行菜單命令【Design】/【?Options】，出現(xiàn)設(shè)置或更改圖紙屬性對話框。單擊【SheetOptions】標簽。

(1)?StandardStyle(標準圖紙格式)：根據(jù)電路大小設(shè)置。

(2)?Options(設(shè)定圖紙方向)：Landscape(橫向)，Portrait(豎向)。

1113．原理圖繪制111(3)?TitleBlock(設(shè)置圖紙標題欄)：Standard(標準型)，ANSI(美國國家標準協(xié)會模式)。若顯示標題欄，單擊"TitleBlock，選項前的復(fù)選框為(√)。

(4)?ShowReferenceZones(設(shè)置顯示參考邊框)：選中此項可以顯示參考圖紙邊框，復(fù)選框為(√)。

(5)?ShowBorder(設(shè)置顯示圖紙邊框)：選中此項可以顯示圖紙邊框，復(fù)選框為(√)。

(6)?ShowTemplateGraphics(設(shè)置顯示圖紙模板圖形)：選中此項可以顯示圖紙模板圖形，復(fù)選框為(√)。

(7)?BorderColor(設(shè)置圖紙邊框顏色)：默認值為黑色。

112(3)?TitleBlock(設(shè)置圖紙標題欄)：St(8)?SheetColor(設(shè)置工作區(qū)的顏色)：默認值為淡黃色。

(9)?Grids(設(shè)置圖紙柵格)：首先選中相應(yīng)的復(fù)選框，然后在文本框中輸入所要設(shè)定的值。在該對話框中所有設(shè)定值的單位均為1/100英寸(1/1000英寸＝0.0254mm＝lmil(密爾))。

●?SnapOn(鎖定柵格)：此項設(shè)置將影響光標的移動，光標在移動的過程中，將以設(shè)定值為移動的基本單位，設(shè)定值為10，即100mil。

113(8)?SheetColor(設(shè)置工作區(qū)的顏色)：默●?Visible(可視柵格)：此項設(shè)置圖紙上實際顯示的柵格距離，設(shè)定值為10，即100mil。

(10)?ElectricalGrid(設(shè)置自動尋找電氣節(jié)點)：選中該項時，系統(tǒng)在繪制導(dǎo)線時會以【Grid】欄中的設(shè)定值為半徑，以箭頭光標為圓心，向周圍搜索電氣節(jié)點。如果找到了，此范圍內(nèi)最近的節(jié)點就會把光標移至該節(jié)點上，并在該節(jié)點上顯示出一個圓點。使【Enable】前的復(fù)選框為(√)，然后在【GridRange】后的文本框中輸入所要設(shè)定的值，如“8”等。(11)?ChangeSystemFont(更改系統(tǒng)字體)：單擊【ChangeSystemFont】按鈕，出現(xiàn)更改系統(tǒng)對話框，選擇字體字號。

114●?Visible(可視柵格)：此項設(shè)置圖紙上實際顯示(13)單擊對話框頂部的【Organization】標簽可打開設(shè)置文件信息對話框。

●?Organization(設(shè)置公司或單位名稱)。

●?Address(設(shè)置公司或單位地址)。

●?sheet(No.設(shè)置原理圖編號，Total設(shè)置該項目原理圖的數(shù)量)。

●?Document(設(shè)置文件其他信息)。其中包括Title，原理圖的標題；No.，原理圖的編號；Revision，原理圖的版本號。

115(13)單擊對話框頂部的【Organization】標2)裝入元件庫繪制一張原理圖首先要把有關(guān)的元器件放置到工作平面上，在放置元器件之前，必須知道各個元器件所在的元件庫，并把相應(yīng)的元件庫裝入到原理圖管理瀏覽器中。原理圖元件庫中裝有各種元器件的電路符號，如果在原理圖元件庫中沒有所需要的電路符號，這時就需要在原理圖元件編輯器中設(shè)計電路符號。裝入原件庫的具體步驟：(1)打開原理圖管理瀏覽器。在工作窗口為原理圖編輯器窗口的狀態(tài)下，單擊設(shè)計管理器上部的【BrowseSch】標簽，即可打開原理圖管理瀏覽器窗口。

1162)裝入元件庫116(2)裝入原理圖所需要的元件庫。單擊原理圖管理器窗口中的【Add/Remove】按鈕，出現(xiàn)一對話框，該對話框用來裝入所需的元件庫或移出不需要的元件庫。

(3)單擊所需要的庫文件，然后單擊【Add】按鈕或雙擊所需要的庫文件，被選中的庫文件即出現(xiàn)在【SelectedFiles】列表框中，重復(fù)上述操作可添加不同的庫文件，然后單擊【OK】按鈕，就可以將列表框中的文件裝入原理圖瀏覽器中，該元件庫文件所包含的所有元件就會出現(xiàn)在原理圖管理器中。(4)若想移出某個已經(jīng)裝入的庫文件，只要在

【SelectedFiles】列表框中選中該文件，然后單擊【Remove】按鈕。

117(2)裝入原理圖所需要的元件庫。單擊原理圖管理器窗口中(5)自己設(shè)計的特殊電路符號也要按上述方法裝入原理圖瀏覽器中。(6)原理圖所用元器件的庫文件路徑為(若Protel99裝在C盤)：C：\ProgramFiles\DesignExplorer99\Library\SchSch原理圖元件庫提供了6萬多種元器件，又根據(jù)不同種類和廠家分別存在不同的庫文件中。?MiscellaneousDevices庫文件和ProtelDOSSchematicLibraries庫文件中有常用的各種元器件。如電阻器、電容器、二極管、三極管、邏輯運算符號、各種運算放大器、TTL電路等。

118(5)自己設(shè)計的特殊電路符號也要按上述方法裝入原理圖瀏3)在圖紙中放置元件元件庫裝入后，在原理圖瀏覽器(BrowseSch)的兩個窗口中分別可以看到庫文件名和電路符號的名稱。首先在上部窗口中單擊選擇電路符號所在的庫文件名，該庫文件中的所有電路符號名稱顯示在下部窗口中。雙擊電路符號名稱，出現(xiàn)十字光標并拖動鼠標，確定放置位置，單擊鼠標電路符號即被放置在圖紙中，或單擊選中電路符號名稱后，按【Place】按鈕，電路符號顯示在光標處，拖動鼠標確定放置位置，單擊鼠標，電路符號即被放置在圖紙中，或雙擊電路符號名稱，拖動鼠標，完成電路符號的放置。

也可以在窗口中的“Filter”對話框中，直接輸入電路符號名稱，然后在上部窗口中選中庫文件名，完成上述操件。

1193)在圖紙中放置元件1194.畫面管理與基本操件1)設(shè)計管理器(DesignManager)窗口的打開、關(guān)閉和切換執(zhí)行菜單命令

【View】/【??DesignManager】可打開或關(guān)閉設(shè)計管理器，也可在主工具欄中單擊設(shè)計管理器打開、關(guān)閉按鈕(主工具欄中第1個按鈕)。通常情況下，設(shè)計管理器窗口為項目瀏覽器(Explorer)和當前運行的編輯器的瀏覽器所共用，通過標簽進行切換，如啟動原理圖編輯器時，設(shè)計管理器窗口為項目瀏覽器(Explorer)和原理圖瀏覽器(BrowseSch)。

1204.畫面管理與基本操件1202)工作窗口的打開、關(guān)閉和切換工作窗口也稱為設(shè)計窗口。Protel99的工作窗口除包括項目管理窗口外還可以為多個編輯器所共用。各個工作窗口之間的切換是通過單擊工作窗口上部相應(yīng)的標簽來實現(xiàn)的。當在各個工作窗口之間進行切換時，其左側(cè)的設(shè)計管理器窗口也隨之發(fā)生改變，同時主窗口中的菜單欄也會發(fā)生相應(yīng)的變化。

1212)工作窗口的打開、關(guān)閉和切換1213)工具條的打開與關(guān)閉Protel99為原理圖、印制電路圖的設(shè)計、修改提供了常用工具，這些工具可根據(jù)設(shè)計對象的不同而選擇使用，各工具條打開、關(guān)閉的方法為：執(zhí)行菜單命令【View視圖】/【Toolbars工具條】，在選項菜單中選擇所需要的工具，再次進行上述操作可關(guān)閉工具條。

(1)主工具條(MainTools)：是畫面管理的主要工具，電路設(shè)計時不易關(guān)閉。

(2)連線工具條(WiringTools)：原理圖設(shè)計(繪制)時用此工具。該工具具有電氣性能，如畫線工具相當于導(dǎo)線，可使元器件電氣連接。可在主工具條中打開或關(guān)閉。

1223)工具條的打開與關(guān)閉122(3)繪圖工具條(DrawingTools)：可在原理圖編輯狀態(tài)下繪制圖形，添加字符或文檔。畫線工具沒有電氣意義?？稍谥鞴ぞ邨l中打開或關(guān)閉。(4)電源及接地符號工具條(PowerObjects)。(5)常用器件工具條(DigitalObjects)。(6)可編程邏輯器件工具條(PLDTools)。(7)模擬仿真信號源工具欄(SimulationSources)。

123(3)繪圖工具條(DrawingTools)：可在原4)繪圖區(qū)域的放大、縮小與刷新(1)放大。執(zhí)行菜單命令

【View】/【??ZoomIn】，或單擊主工具條的

“放大”按鈕。在設(shè)計窗口中按PageUp鍵以光標指示為中心放大。

(2)縮小。執(zhí)行菜單命令【View】/【??ZoomOut】，或單擊主工具欄的

“縮小”

按鈕。在設(shè)計窗口中按PageDown鍵以光標指示為中心縮小。

(3)刷新畫面。設(shè)計時會發(fā)現(xiàn)在滾動畫面、移動元件、自動布線等操作后，有時會出現(xiàn)畫面顯示殘留的斑點、線段或圖形，雖然并不影響電路的正確性，但不美觀。

執(zhí)行菜單命令【View】/【??Refresh】，或按【End】鍵就可以進行畫面刷新。

124