電子產(chǎn)品制作工藝課件-第六章

2009年12月

國家級(jí)“十一五”規(guī)劃教材第六章2第6章印制電路板的設(shè)計(jì)與制作學(xué)習(xí)要點(diǎn)：1.印制電路的制作材料；2.印制電路板的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)；3.印制電路板的制作方法及質(zhì)量檢驗(yàn)；4.印制電路板的組裝。3第6章主要內(nèi)容6.1覆銅板

6.2印刷電路板的設(shè)計(jì)6.3印刷電路板的制作及檢驗(yàn)6.4印制電路板的組裝46.1覆銅板

覆銅板的作用與分類

常用覆銅板及其選用返回56.1覆銅板-作用與分類1.覆銅板的作用：覆以金屬箔的絕緣板稱為覆箔板。其中，覆以銅箔制成的覆箔板稱為覆銅板，它是制作印制電路板的主要材料。返回66.1覆銅板-作用與分類2.覆銅板的分類方式（1）按基板材料分類:紙質(zhì)覆銅板，玻璃布板覆銅板，和合成纖維覆銅板等（2）按黏劑樹脂分類（3）按結(jié)構(gòu)分類:單面印制板一般是簡(jiǎn)單的，民用的產(chǎn)品，比如，收音機(jī)，電視機(jī)，臺(tái)燈，等雙面用于布線密度高的電子設(shè)備軟性目的是為了電子產(chǎn)品內(nèi)部空間得到充分利用，廣泛用于通信返回76.1覆銅板-覆銅板及其選用（1）TFZ-62、TFZ-63酚醛紙基覆銅板這種覆銅板的特點(diǎn)是：價(jià)格低廉，但機(jī)械強(qiáng)度低、不耐高溫、阻燃性差、抗?jié)裥阅懿畹龋饕迷诘皖l和中、低檔次的民用產(chǎn)品中（如收音機(jī)、錄音機(jī)等）的印制電路板。（2）THFB-65酚醛玻璃布覆銅板這種覆銅板特點(diǎn)是：質(zhì)輕、電氣和機(jī)械性能良好、加工方便等，但其價(jià)格較高，主要用在工作溫度較高、工作頻率較高的無線電設(shè)備中作印制板。返回86.1覆銅板-覆銅板及其選用（3）聚四氟乙烯覆銅板這種覆銅板的特點(diǎn)是：絕緣性能好，耐溫范圍寬（-230℃～260℃），耐腐蝕等，但價(jià)格高。主要在高頻和超高頻線路中用于制作印制電路板，如在航空航天領(lǐng)域和軍工產(chǎn)品中使用。（4）聚苯乙烯覆銅箔板這種覆銅箔板主要用做高頻和超高頻印制線路板和印制元件，如微波電路中的定向耦合器等。返回96.2印制電路板設(shè)計(jì)

印制電路板的特點(diǎn)

印制電路板設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

電子元器件布局、排列的原則與方法

印制電路板的設(shè)計(jì)步驟與方法

印制電路板圖的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD

電子元器件選用的基本原則返回106.2印制電路板設(shè)計(jì)-印制板特點(diǎn)印制電路板簡(jiǎn)稱PCB板，也叫做印刷線路板。它由絕緣底板、連接導(dǎo)線和裝配焊接電子元器件的焊盤組成，具有導(dǎo)電線路和絕緣底板的雙重作用。PCB板中，放置元器件的這一面稱為元件面；放置導(dǎo)線的這一面稱為印制面或稱焊接面。對(duì)于雙面印制板，元器件和焊接面可能是在同一面的。返回116.2印制電路板設(shè)計(jì)-印制板特點(diǎn)（1）PCB板可以實(shí)現(xiàn)電路中各個(gè)元器件的電氣連接，代替復(fù)雜的布線，減少接線工作量和連接時(shí)間，降低線路的差錯(cuò)率，簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作，降低產(chǎn)品成本，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。（2）布線密度高，縮小了整機(jī)體積，有利于電子產(chǎn)品的小型化。返回126.2印制電路板設(shè)計(jì)-印制板特點(diǎn)（3）印制電路板具有良好的產(chǎn)品一致性，它可以采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于提高電子產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性，也有利于在生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。（4）可以使整塊經(jīng)過裝配調(diào)試的印制電路板作為一個(gè)備件，便于電子整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。（舉例）返回136.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)內(nèi)容印制電路板的設(shè)計(jì)，是根據(jù)設(shè)計(jì)人員的意圖，將電原理圖轉(zhuǎn)換成印制電路板圖、并確定加工技術(shù)要求的過程。印制電路板的設(shè)計(jì)包括電路設(shè)計(jì)和封裝設(shè)計(jì)（即印制導(dǎo)線設(shè)計(jì)）兩部分。返回146.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)內(nèi)容PCB板設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括：（1）熟悉并掌握原理圖中每個(gè)元器件外形尺寸、封裝形式、引線方式、管腳排列順序、各管腳功能及其形狀等，由此確定元件的安裝位置，哪些元件需要散熱片、哪些元件需要加固，哪些版內(nèi)，哪些版外等其它安裝要求。（2）查找線路中的電磁干擾源，以及易受外界干擾的敏感器件，比如，外界溫度，外界濕度，外界光亮強(qiáng)度，等，，，再確定排除干擾的措施。返回156.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)內(nèi)容（3）根據(jù)電氣性能和機(jī)械性能，布設(shè)導(dǎo)線和組件，確定元器件的安裝方式、位置和尺寸，確定印制導(dǎo)線的寬度、間距和焊盤的直徑、孔距等。（4）確定印制電路板的尺寸、形狀、材料、種類以及外部連接和安裝方法。對(duì)于主要由分立元件組成的不太復(fù)雜的電路，可采用單面板設(shè)計(jì)；對(duì)于集成電路較多的較復(fù)雜的電路，可采用雙面板進(jìn)行設(shè)計(jì)。例返回166.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列元器件布局、排列是指：按照電子產(chǎn)品電原理圖，將各元器件、連接導(dǎo)線等有機(jī)地連接起來，并保證電子產(chǎn)品可靠穩(wěn)定的工作。電子產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形式與元器件的布局，排列密切相關(guān)，元器件的布局，排列直接影響電子產(chǎn)品的性能指標(biāo)，研究電路中各原件的布局排列，就是要確定它們?cè)谟≈齐娐钒迳系淖罴盐恢?/p>

返回176.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列1．元器件布局的原則（1）應(yīng)保證電路性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。（2）應(yīng)有利于布線，方便于布線。（3）應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)工藝的要求。（4）應(yīng)有利于設(shè)備的裝配、調(diào)試和維修。（5）應(yīng)根據(jù)電子產(chǎn)品的工作環(huán)境等因素來合理的布局。返回186.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列2．元器件排列的方法及要求（1）按電路組成順序成直線排列的方法。這種方法一般按電原理圖組成的順序按級(jí)成直線布置，即根據(jù)主要信號(hào)的放大，變換的傳遞順序，a為晶體管兩級(jí)放大器，各級(jí)電路以三極管為中心，

這種直線排列的優(yōu)點(diǎn)是：①電路結(jié)構(gòu)清楚，便于布設(shè)、檢查，也便于各級(jí)電路的屏蔽或隔離。②輸出級(jí)與輸入級(jí)相距甚遠(yuǎn)，使級(jí)間寄生反饋減小。③前后級(jí)之間銜接較好，可使連接線最短，減小電路的分布參數(shù)。返回196.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列兩級(jí)放大電路的直線排列方式返回206.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列（2）按電路性能及特點(diǎn)的排列方法從信號(hào)頻率的高低、電路的對(duì)稱性要求、電位的高低、干擾源的位置等多方面綜合考慮，進(jìn)行元器件位置的排列。比如，在鋪設(shè)高頻電路組件？時(shí)，由于信號(hào)頻率高，相互之間容易產(chǎn)生干擾和輻射，所以組件之間距離小點(diǎn)好，引線短而直，可交叉，不能并行排列，易組成

分布電感等返回216.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列（3）按元器件的特點(diǎn)及特殊要求合理排列敏感組件的排列，要注意遠(yuǎn)離敏感區(qū)。磁場(chǎng)較強(qiáng)的組件（變壓器及某些電感器件），應(yīng)采取屏蔽措施放置。高壓元器件或?qū)Ь€，在排列時(shí)要注意和其他元器件保持適當(dāng)?shù)木嚯x，防止擊穿與打火。需要散熱的元器件，要裝在散熱器上并有利于通風(fēng)散熱，并遠(yuǎn)離熱敏感元器件。返回226.2印制電路板設(shè)計(jì)-元器件布局排列

（4）從結(jié)構(gòu)工藝上考慮元器件的排列方法印制電路板是元器件的支撐主體，元器件的排列應(yīng)該從結(jié)構(gòu)工藝上考慮，使元器件的排列要盡量對(duì)稱、重量平衡、重心盡量靠板子的中心或下部，且排列整齊、結(jié)實(shí)可靠。返回236.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟印制電路板的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：印制電路板基板的選材、印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì)、地線的設(shè)計(jì)、輸入輸出端的設(shè)計(jì)、排版連線圖的設(shè)計(jì)等方面，設(shè)計(jì)的步驟如下：返回246.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟1．印制板材料、厚度和板面尺寸的選定（1）材料的選擇。材料的選擇必須考慮到電氣（有關(guān)電方面的，比如，阻抗，介電常數(shù)，等

）和機(jī)械特性（有關(guān)物理性質(zhì)方面的，比如，吸水性，膨脹性，硬度，耐熱性能，等）、購買的相對(duì)價(jià)格和制造的相對(duì)成本等方面。（2）厚度的確定。厚度的選擇主要是考慮印制板上裝有的所有元器件重量的承受能力和使用中承受的機(jī)械負(fù)荷能力。比如，板大的、受力負(fù)荷大就選擇厚點(diǎn)的，反之亦然返回256.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟（3）形狀和尺寸。印制板的結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)從裝配工藝角度考慮兩個(gè)方面的問題：一方面是便于自動(dòng)化組裝，使設(shè)備的性能得到充分利用，能使用通用化、標(biāo)準(zhǔn)化的工具和夾具；另一方面是便于將印制板組裝成不同規(guī)格的產(chǎn)品，且安裝方便、固定可靠。印制板的外形應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，一般為長方形，盡量避免采用異形板。單面印制板一般是簡(jiǎn)單的，民用的產(chǎn)品，比如，收音機(jī)，電視機(jī)，臺(tái)燈，等雙面用于布線密度高的電子設(shè)備

返回266.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟2.印制電路板上元器件排列的設(shè)計(jì)元器件在印制電路板上的排列方式主要有三種：不規(guī)則排列坐標(biāo)排列坐標(biāo)格排列返回276.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟不規(guī)則排列返回元器件在印制板上可以任意方向排行，主要用在高頻電路中，減少分布電容和接線電感286.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟坐標(biāo)排列返回元器件的軸向和印制電路板的四邊平行或垂直排列，外觀美，整齊，僅用于頻率低于30MHz的電路296.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟

坐標(biāo)格排列返回用印有坐標(biāo)方格的圖紙繪制設(shè)計(jì)電路板及元器件位置的坐標(biāo)尺寸圖306.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟典型組件排列印制板板圖返回

（a）典型元器件（組件）的尺寸:

（b）典型組件的排列方式:

d×lA>1.5mm

316.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟3.印制電路板上地線的設(shè)計(jì)（1）一般將公共地線布置在印制電路板的邊緣，并留有一定的距離，便于印制電路板安裝與機(jī)械加工，有利于提高電路的絕緣性能。（2）在設(shè)計(jì)高頻電路時(shí)，為減小引線電感和接地阻抗，防止自激，地線應(yīng)有足夠的寬度。（3）印制電路板上每級(jí)電路的地線，在多數(shù)情況下可以設(shè)計(jì)成自封閉回路。但外界有強(qiáng)磁場(chǎng)的情況下，應(yīng)避免封閉地線組成的線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)而影響電路的電性能。返回326.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟4．輸入、輸出端的設(shè)計(jì)（1）輸入、輸出端盡量按信號(hào)流程順序排列，使信號(hào)便于流通，并可減小導(dǎo)線之間的寄生干擾；（2）輸入、輸出端盡可能的遠(yuǎn)離，在可能的情況下最好用地線隔離開?？蓽p小輸入、輸出端信號(hào)的相互干擾。返回336.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟5.排版連線圖的設(shè)計(jì)排版連線圖是指：用簡(jiǎn)單線條表示印制導(dǎo)線的走向和元器件的連接關(guān)系的圖樣。返回

排版方向與方式346.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟由原理圖到印制版圖的排版方向返回356.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟集成電路的排版方向返回366.2印制電路板設(shè)計(jì)-設(shè)計(jì)方法與步驟

排版設(shè)計(jì)的草圖根據(jù)設(shè)計(jì)草圖畫成的印制導(dǎo)線圖返回

376.2印制電路板設(shè)計(jì)-CAD1．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD的操作步驟和特點(diǎn)印制電路板圖的設(shè)計(jì)分為人工設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD兩種。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD方法的優(yōu)點(diǎn)是：方便了設(shè)計(jì)修改過程，省略了畫圖時(shí)間，提高的設(shè)計(jì)效率，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)工藝的檢查過程。返回386.2印制電路板設(shè)計(jì)-CAD人工設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的比較返回396.2印制電路板設(shè)計(jì)-CADCAD的操作步驟：（1）在CAD軟件上畫出電路原理圖。（2）向計(jì)算機(jī)輸入能反映出印制板布線結(jié)構(gòu)的參數(shù)，包括：焊盤尺寸大小、元器件的孔徑和焊盤、走線關(guān)系、印制導(dǎo)線寬度、最小間距、布線區(qū)域尺寸等參數(shù)。（3）操作計(jì)算機(jī)執(zhí)行布線設(shè)計(jì)命令，則計(jì)算機(jī)可自動(dòng)完成印制電路板的設(shè)計(jì)。返回406.2印制電路板設(shè)計(jì)-CADCAD的操作步驟：（4）布線后，審查走線的合理性，并對(duì)不理想的走線進(jìn)行修改。（5）定稿后，通過繪圖機(jī)按所需比例直接繪制黑白底圖。（6）將設(shè)計(jì)存入軟盤，可以永久性保存。返回6.2印制電路板設(shè)計(jì)-CAD它可以很方便的將電路原理圖設(shè)計(jì)成理想的印制電路板布線圖，其設(shè)計(jì)速度快，布線均勻，美觀，精度高為0.05mm以內(nèi)，對(duì)于高精度的電路板印制不可缺,代替了人工設(shè)計(jì),的效率低，錯(cuò)誤多，集成化低，質(zhì)量不高de缺點(diǎn)41426.2印制電路板設(shè)計(jì)-CAD2．幾種常用的印制電路板CAD軟件目前，印制電路板的設(shè)計(jì)大多使用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)。這類軟件主要有：SMARTWO