電子制作基礎(chǔ)課件-第5章

第5章印制電路板的設(shè)計(jì)與制作5.1印制電路板的基礎(chǔ)知識(shí)5.2印制電路板的設(shè)計(jì)5.3印制電路板的手工制作5.4LPKFS103型雕刻機(jī)制作印制電路板 5.1印制電路板的基礎(chǔ)知識(shí)

5.1.1印制電路板概述

1．印制電路板的概念

印制電路板(PrintedCircuitBoard，PCB)亦稱印制線路板，簡稱印制板。印制電路板是電子設(shè)備的一種極其重要的基礎(chǔ)組裝部件，它廣泛用于家用電器、儀器儀表、計(jì)算機(jī)等各種電子設(shè)備中。如果在某樣設(shè)備中有電子零件，那么它們也都是鑲在大小各異的PCB上。除了固定各種小零件外，PCB的主要功能是提供其上各項(xiàng)零件的相互電氣連接。圖5-1-1為未裝配元器件的PCB，圖5-1-2為已裝配元器件的PCB。圖5-1-1未裝配元器件的PCB圖5-1-2裝配元器件的PCB

PCB上的綠色或是棕色，是阻焊漆的顏色。這層是絕緣的防護(hù)層，可以保護(hù)銅線，也可以防止零件被焊到不正確的地方。在阻焊層上另外會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面，通常在這上面會(huì)印上文字與符號(hào)(大多是白色的)，以標(biāo)示出各零件在板子上的位置。絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面。圖5-1-3為有白色圖標(biāo)面的綠色PCB，圖5-1-5為沒有圖標(biāo)面的棕色PCB。圖5-1-3有白色圖標(biāo)面的綠色PCB圖5-1-5沒有圖標(biāo)面的棕色PCB一般來說，印制電路板是由基板和印制電路兩部分組成的，具有導(dǎo)線和絕緣底板的雙重作用。

通常把未裝載元器件的印制電路板稱做基板，它的主要作用是作為元器件的支撐體，利用基板上的印制電路，通過焊接將元器件連接起來。同時(shí)它還有利于板上元器件的散熱?；宓膬擅娣謩e稱為元件面和焊接面。元件面安裝元件，元件的引出線通過基板的插孔，在焊接面的焊盤處通過焊接將線路連接起來?；宕篌w可以分為兩類，一類是無機(jī)類基板，它主要是陶瓷板或瓷釉包覆鋼基板；另一類是有機(jī)類基板，這類基板采用增強(qiáng)材料(如玻璃纖維布、纖維紙等)浸以樹脂黏合，然后烘干成坯料，再覆上銅箔(銅箔純度大于99.8%，厚度約在18～105μm)，經(jīng)高溫高壓處理而制成。這類基板俗稱覆銅板，英文簡稱CCL(CopperCladLaminates)。

印制電路則是在基板上采用印刷法制成的導(dǎo)電電路圖形，它包括印制線路和印刷元件(采用印刷法在基板上制成的電路元件，如電容器、電感器等)。

2．印制電路板的分類

印制電路板的種類很多，按照印制電路的不同，可以將印制電路板分成單面印制板、雙面印制板、多層印制板和軟性印制板。表5-1-1為印制電路板的分類和特點(diǎn)。

3．印制電路板的特點(diǎn)

印制電路板的出現(xiàn)與發(fā)展，給電子工業(yè)帶來了重大的改革，極大地促進(jìn)了電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代。印制電路板具有許多獨(dú)特的功能和優(yōu)點(diǎn)，概括起來有：

(1)印制電路板實(shí)現(xiàn)了電路中各個(gè)元器件間的電氣連接，代替了復(fù)雜的布線，減少了傳統(tǒng)方式下的接線工作量，簡化了電子產(chǎn)品的裝配、焊接、調(diào)試工作。

(2)印制電路板縮小了整機(jī)體積，降低了產(chǎn)品成本，提高了電子設(shè)備的質(zhì)量和可靠性。

(3)印制電路板具有良好的一致性，它可以用于標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于裝備生產(chǎn)的自動(dòng)化和焊接的機(jī)械化，提高了生產(chǎn)率。

(5)印制電路板裝備的部件具有良好的機(jī)械性能和電氣性能，使電子設(shè)備實(shí)現(xiàn)單元組合化，使經(jīng)過裝配調(diào)試的整塊印制電路板作為一個(gè)備件，便于整機(jī)產(chǎn)品的互換與維修。5.1.2印制電路板設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備

1．設(shè)計(jì)目標(biāo)

1)功能和性能

表面上看，根據(jù)電路原理圖進(jìn)行正確地邏輯連接后其功能就可以實(shí)現(xiàn)、性能也可以保證穩(wěn)定，但隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，信號(hào)的速率越來越快，電路的集成度越來越高，僅僅做到這一步已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。目標(biāo)能否很好完成，無疑是印制板設(shè)計(jì)過程中的重點(diǎn)，也是難點(diǎn)。

2)工藝性和經(jīng)濟(jì)性

工藝性和經(jīng)濟(jì)性都是衡量印制板設(shè)計(jì)水平的重要指標(biāo)。優(yōu)良的印制電路板應(yīng)該能方便加工、維護(hù)、測(cè)試，同時(shí)在生產(chǎn)制造成本上有優(yōu)勢(shì)。

2．設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作

進(jìn)入印制板設(shè)計(jì)階段前，許多具體要求及參數(shù)應(yīng)該基本確定，如電路方案、整機(jī)結(jié)構(gòu)、板材外形等。不過在印制板設(shè)計(jì)過程中，這些內(nèi)容都可能會(huì)進(jìn)行必要的調(diào)整。

1)確定電路方案

設(shè)計(jì)出的電路方案首先應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，用電子元器件搭出電路或者用計(jì)算機(jī)仿真，這不僅是原理性和功能性的體現(xiàn)，同時(shí)也是工藝性的體現(xiàn)。

(1)通過對(duì)電氣信號(hào)的測(cè)量，調(diào)整電路元器件的參數(shù)，改進(jìn)電路的設(shè)計(jì)方案。

(2)根據(jù)元器件的特點(diǎn)、數(shù)量、大小以及整機(jī)的使用性能要求，考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)尺寸。

(3)從實(shí)際電路的功能、結(jié)構(gòu)與成本，分析成品適用性。通過對(duì)電路實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，以下幾點(diǎn)將得到確認(rèn)：

(1)電路原理。整個(gè)電路的工作原理和組成，各功能電路的相互關(guān)系和信號(hào)流程。

(2)印制電路板的工作環(huán)境及工作機(jī)制。

(3)主要電路參數(shù)。

(5)主要元器件和部件的型號(hào)、外形尺寸及封裝。

2)確定整機(jī)結(jié)構(gòu)

當(dāng)電路和元器件的電氣參數(shù)和機(jī)械參數(shù)得以確定時(shí)，整機(jī)的工藝結(jié)構(gòu)還僅僅是初步成型，在后面的印制板設(shè)計(jì)過程中，需要綜合考慮元件布局和印制電路布設(shè)這兩方面因素，才可能最終確定。

3)確定印制板的板材、形狀、尺寸和厚度

(1)印制板的板材。對(duì)于印制板基板材料的選擇，不同板材的機(jī)械性能與電氣性能有很大的差別。目前國內(nèi)常用覆銅板的種類見表5-1-2。確定板材主要是從整機(jī)的電氣性能、可靠性、加工工藝要求、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等方面考慮。

通常情況下，希望印制板的制造成本在整機(jī)成本中只占很小的比例。對(duì)于相同的制板面積來說，雙面板的制造成本是一般單面板的3～5倍以上，而多層板至少要高到20倍以上。分立元器件的引線少，排列位置便于靈活變換，其電路常用單面板。雙面板多用于集成電路較多的電路。

(2)印制板的形狀。印制電路板的形狀由整機(jī)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部空間的大小決定，外形應(yīng)該盡量簡單，最佳形狀為矩形(正方形或長方形，長∶寬?=?3∶2或5∶3)，避免采用異形板。當(dāng)電路板面板尺寸大于200mm?×?150mm時(shí)，應(yīng)考慮印制電路板的機(jī)械強(qiáng)度。

(3)印制板的尺寸。尺寸的大小根據(jù)整機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和板上元器件的數(shù)量、尺寸及安裝、排列方式來決定，同時(shí)要充分考慮到元器件的散熱和鄰近走線易受干擾等因素。主要考慮以下幾點(diǎn)：

①面積應(yīng)盡量小，面積太大，則印制線條長而使阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也高。

②元器件之間保證有一定間距，特別是在高壓電路中，更應(yīng)該留有足夠的間距。

③要注意發(fā)熱元件安裝散熱片占用面積的尺寸。

④板的凈面積確定后，還要向外擴(kuò)出5～10mm，便于印制板在整機(jī)中的安裝固定。

(5)印制板的厚度。覆銅板的厚度通常為1.0?mm、1.5?mm、2.0?mm等。在確定板的厚度時(shí)，主要考慮對(duì)元器件的承重和振動(dòng)沖擊等因素。如果板的尺寸過大或板上的元器件過重，都應(yīng)該適當(dāng)增加板的厚度或?qū)﹄娐钒宀扇〖庸檀胧?，否則電路板容易產(chǎn)生翹曲。

在選定了印制板的板材、形狀、尺寸和厚度后，還要注意查看銅箔面有無氣泡、劃痕、凹陷、膠斑，以及整塊板是否過分翹曲等質(zhì)量問題。

5)確定印制板對(duì)外連接的方式

印制板是整機(jī)的一個(gè)組成部分，必然存在對(duì)外連接的問題。例如，印制板之間、印制板與板外元器件、印制板與設(shè)備面板之間，都需要電氣連接。這些連接引線的總數(shù)要盡量少，并根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)選擇連接方式，總的原則應(yīng)該使連接可靠、安裝、調(diào)試、維修方便，成本低廉。印制板對(duì)外的連接方式如表5-1-3所示。

5)印制板固定方式的選擇

印制板在整機(jī)中的固定方式有兩種，一種采用插接件連接方式固定；另一種采用螺釘緊固。將印制板直接固定在基座或機(jī)殼上，這時(shí)要注意當(dāng)基板厚度為1.5mm時(shí)，支承間距不超過90mm；而厚度為2mm時(shí)，支承間距不超過120mm，支承間距過大，抗振動(dòng)或沖擊能力降低，影響整機(jī)的可靠性。 5.2印制電路板的設(shè)計(jì)

5.2.1印制電路板的設(shè)計(jì)理念

印制電路板設(shè)計(jì)應(yīng)做到正確、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)。

1．設(shè)計(jì)正確

這是印制電路板設(shè)計(jì)最基本、最重要的要求。印制電路板設(shè)計(jì)應(yīng)準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)電路原理圖的連接關(guān)系，避免出現(xiàn)“短路”和“斷路”這兩個(gè)簡單而致命的錯(cuò)誤。

2．設(shè)計(jì)可靠

這是印制電路板設(shè)計(jì)中較高一層的要求。連接正確的電路板不一定可靠性好，例如板材選擇不合理，板厚及安裝固定不正確，元器件布局布線不合理等，都可能導(dǎo)致印制電路板不能可靠地工作。

從可靠性的角度講，結(jié)構(gòu)越簡單，使用面越小，板材層數(shù)越少，可靠性越高。

3．設(shè)計(jì)合理

這也是印制電路板設(shè)計(jì)中更深的一層，更不容易達(dá)到的要求。一個(gè)印制板組件，從印制板的制造、檢驗(yàn)、裝配、調(diào)試到整機(jī)裝配、調(diào)試、直到使用維修，無不與印制板的合理與否息息相關(guān)，例如板材形狀選得不好將使加工困難；引線孔太小將使裝配困難；沒留測(cè)試點(diǎn)將使調(diào)試?yán)щy；板外連接選擇不當(dāng)將使維修困難等等。

5．設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)

印制電路板設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性與前幾個(gè)要求有著密切關(guān)系。通常情況下，應(yīng)從所選擇的板材、印制板的尺寸、連接導(dǎo)線的選用、表面涂覆材料等方面考慮印制板設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性，降低印制板的造價(jià)。但應(yīng)注意，廉價(jià)的選擇可能造成工藝性、可靠性變差，使制造費(fèi)用、維修費(fèi)用上升。

以上四條，相互矛盾又相輔相成，不同用途、不同要求的產(chǎn)品側(cè)重點(diǎn)不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)做到具體問題具體分析，具體產(chǎn)品具體對(duì)待，綜合考慮以求最佳方案。5.2.2印制電路板的排版布局

1．印制板布局的基本要求

印制板布局的基本要求有以下幾點(diǎn)：

(1)首先要保證電路功能和性能指標(biāo)。

(2)在此基礎(chǔ)上滿足工藝性、檢測(cè)、維修方面的要求。

工藝性包括元器件排列順序、方向、引線間距等生產(chǎn)方面的考慮，在批量生產(chǎn)以及采用自動(dòng)插裝機(jī)時(shí)尤為突出?？紤]到印制板間測(cè)試信號(hào)注入或測(cè)試，設(shè)置必要的測(cè)試點(diǎn)或調(diào)整空間，以便有關(guān)元器件的替換和維護(hù)。

(3)適當(dāng)兼顧美觀性，元器件排列整齊，疏密得當(dāng)。

2．整機(jī)電路的布局原則

1)就近原則

當(dāng)印制板對(duì)外連接確定后，相關(guān)電路部分應(yīng)該就近安排，避免走遠(yuǎn)路，繞彎子，尤其忌諱交叉穿梭。

2)信號(hào)流向布放原則

將整個(gè)電路按照功能劃分成若干個(gè)電路單元，按照電信號(hào)的流向，逐個(gè)依次安排各個(gè)功能電路單元在印制板上的位置，使布局便于信號(hào)流通，并使信號(hào)流盡可能保持一致的方向：從上到下或從左到右。

(1)與輸入、輸出端直接相連的元器件應(yīng)安排在輸入、輸出接插件或連接件的地方。

(2)對(duì)稱式的電路，如橋式電路、差動(dòng)放大器等，應(yīng)注意元件的對(duì)稱性，盡可能使其分布參數(shù)一致。

(3)每個(gè)單元電路，應(yīng)以核心元件為中心，圍繞它進(jìn)行布局，盡量減少和縮短各元器件之間的引線和連接。如以三極管或集成電路等元件作為核心元件時(shí)，可根據(jù)其各電極的位置布排其他元件。

3)優(yōu)先考慮特殊元器件位置的原則

在著手設(shè)計(jì)的板面決定整機(jī)電路布局時(shí)，應(yīng)該分析電路原理，首先決定特殊元件的位置，然后再安排其他元件，盡量避免可能產(chǎn)生干擾的因素。

(1)發(fā)熱量較大的元件，應(yīng)加裝散熱器，盡可能放置在有利于散熱的位置以及靠近機(jī)殼處。熱敏元件要遠(yuǎn)離發(fā)熱元件。

(2)對(duì)于重量超過15?g的元器件(如大型電解電容)，如果必須安裝到電路板上，不能只靠焊盤焊接固定，而應(yīng)另加支架或緊固件等輔助固定措施，如圖5-2-1所示。

(3)盡可能縮短高頻元器件之間的連線，設(shè)法減少它們的分布參數(shù)和相互間的電磁干擾。易受干擾的元器件應(yīng)加屏蔽。

(5)同一板上的有鐵芯的電感線圈，應(yīng)盡量相互垂直放置，且應(yīng)遠(yuǎn)離以減少相互間的耦合。圖5-2-1大型元器件的安裝

(5)某些元器件或?qū)Ь€之間可能有較高的電位差，應(yīng)加大它們之間的距離，以免放電引起意外短路。高壓電路部分與低壓部分的元器件之間的距離應(yīng)不少于2mm。

(6)高頻電路與低頻電路不宜靠太近。

(7)電感器、變壓器等器件放置時(shí)要注意其磁場方向，盡量避免磁力線對(duì)印制導(dǎo)線的切割。

(8)顯示用的發(fā)光二極管等，因?yàn)樵趹?yīng)用過程中要用來觀察，應(yīng)該考慮放置于印制板的邊緣處。

5)便于操作的原則

(1)對(duì)于電位器、可調(diào)電容、可調(diào)電感等可調(diào)元器件的布局，應(yīng)考慮整機(jī)的結(jié)構(gòu)要求。若是機(jī)內(nèi)調(diào)節(jié)，應(yīng)放在印制板上方便調(diào)節(jié)的地方；若是機(jī)外調(diào)節(jié)，其位置要與調(diào)節(jié)旋鈕在機(jī)箱面板上的位置相對(duì)應(yīng)。

(2)為了保證調(diào)試、維修時(shí)的安全，特別要注意對(duì)于帶高電壓的元器件，要盡量布置在操作時(shí)人手不易觸及的地方。

3．元器件的布局與安裝

1)元器件的布局

在印制板的排版設(shè)計(jì)中，元器件的布設(shè)是至關(guān)重要的，它不僅決定了板面的整齊美觀程度以及印制導(dǎo)線的長度和數(shù)量，對(duì)整機(jī)的性能也有一定的影響。元件的布設(shè)應(yīng)遵循以下幾點(diǎn)原則：

(1)元件在整個(gè)板面上的排列要均勻、整齊、緊湊。單元電路之間的引線應(yīng)盡可能短，引出線的數(shù)目應(yīng)盡可能少。

(2)元器件不要占滿整個(gè)板面，注意板的四周要留有一定的空間。位于印制板邊緣的元件，距離板的邊緣應(yīng)該大于2mm。

(3)每個(gè)元件的引腳要單獨(dú)占一個(gè)焊盤，不允許引腳相碰。

(5)對(duì)于通孔安裝，無論單面板還是雙面板，元器件一般只能布設(shè)在板的元件面上，不能布設(shè)在焊接面。

(5)相鄰的兩個(gè)元件之間，要保持一定的間距，以免元件之間的碰接。個(gè)別密集的地方需加裝套管。若相鄰的元器件的電位差較高，要保持不小于0.5mm的安全距離，如圖5-2-2所示。

(6)元器件的布設(shè)不得立體交叉和重疊上下交叉，避免元器件外殼相碰，如圖5-2-3所示。圖5-2-2元件間安全間隙圖5-2-3元件避免交叉布設(shè)

(7)元器件的安裝高度要盡量低，一般元件體和引線離開板面不要超過5mm，如圖5-2-5所示。過高則承受振動(dòng)和沖擊的穩(wěn)定性較差，容易倒伏與相鄰元器件碰接。如果不考慮散熱問題，元器件應(yīng)緊貼板面安裝。圖5-2-5元件體和印制板的間距

(8)根據(jù)印制板在整機(jī)中的安裝位置及狀態(tài)，確定元器件的軸線方向。應(yīng)使體積較大的元器件的軸線方向在整機(jī)中處于豎立狀態(tài)，這樣可以提高元器件在板上的穩(wěn)定性，如圖5-2-5所示。圖5-2-5元器件的布設(shè)方向

2)元器件的排列格式

元器件在印制板上的排列格式與產(chǎn)品種類和性能要求有關(guān)，通常有不規(guī)則排列、規(guī)則排列以及柵格排列三種，如表5-2-1所示。

3)元器件的安裝方式

在將元件按原理圖中的電氣連接關(guān)系安裝在電路板上之前，事先應(yīng)通過查資料或?qū)崪y(cè)元件，確定元件的安裝數(shù)據(jù)，這樣再結(jié)合板面尺寸的面積大小，便可選擇元器件的安裝方式了。

在印制板上，元器件的安裝方式可分為臥式與立式兩種。臥式是指元件的軸向與板面平行，立式則是垂直的。元器件的安裝方式如表5-2-2所示。5.2.3印制電路的設(shè)計(jì)原則

元器件在印制板上的固定是靠引線焊接在焊盤上實(shí)現(xiàn)的，元器件彼此之間的電氣連接則要靠印制導(dǎo)線。因此，在印制電路的設(shè)計(jì)中，要遵循焊盤、孔和印制導(dǎo)線的設(shè)計(jì)原則。

1．焊盤的設(shè)計(jì)

焊盤是印制在引線孔周圍的銅箔部分，供焊裝元器件的引線和跨接導(dǎo)線用。設(shè)計(jì)元器件的焊盤時(shí)，要綜合考慮該元器件的形狀、大小、布置形式、振動(dòng)以及受熱情況、受力方向等因素。

1)焊盤的形狀

焊盤的形狀很多，常見的有圓形、島形、方形以及橢圓形等幾種，如表5-2-3所示。

2)焊盤的大小

圓形焊盤的大小尺寸主要取決于引線孔的直徑和焊盤的外徑(其他焊盤種類可參考其確定)。

(1)引線孔的直徑。引線孔鉆在焊盤中心，孔徑應(yīng)該比焊接的元器件引線的直徑略大一些，這樣才能便于插裝元器件，但是孔徑也不宜過大，否則在焊接時(shí)不僅用錫量多，也容易因?yàn)樵骷幕顒?dòng)而形成虛焊，使焊接的機(jī)械強(qiáng)度降低，同時(shí)過大的焊點(diǎn)也可能造成焊盤的剝落。

元器件引線孔的直徑優(yōu)先采用0.6mm、0.8mm、1.0mm和1.2mm等尺寸。在同一塊電路板上，孔徑的尺寸規(guī)格應(yīng)盡量統(tǒng)一，要避免異形孔，以便加工。

(2)焊盤的外徑。在單面電路板上，焊盤的外徑一般比引線孔的直徑大1.3mm以上，即若焊盤的外徑為D，引線孔的直徑為d，應(yīng)有：D≥d+1.3mm在高密度的單面電路板上，焊盤的最小直徑可以為：Dmin≥d?+?1mm。在雙面電路板上，焊盤的外徑可以比單面電路板的略小一些，當(dāng)d≤1mm時(shí)，應(yīng)有Dmin?≥?2d。設(shè)計(jì)時(shí)，在不影響印制板的布線密度的情況下，焊盤的外徑宜大不宜小，否則會(huì)因焊盤外徑過小，在焊接時(shí)出現(xiàn)粘斷或剝落。

3)焊盤的定位

元器件的每個(gè)引出線都要在印制板上占據(jù)一個(gè)焊盤，焊盤的位置隨元器件的尺寸及其固定方式而改變?？偟亩ㄎ辉瓌t是：焊盤位置應(yīng)該盡量使元器件排列整齊一致，尺寸相近的元件，其焊盤間距應(yīng)力求統(tǒng)一。這樣，不僅整齊、美觀，而且便于元器件裝配及引線彎腳。

(1)對(duì)于立式固定和不規(guī)則排列的板面，焊盤的位置可以不受元器件尺寸與間距的限制。

(2)對(duì)于臥式固定和規(guī)則排列的板面，要求每個(gè)焊盤的位置及彼此間距離必須遵守一定標(biāo)準(zhǔn)。

(3)對(duì)于柵格排列的板面，要求每個(gè)焊盤的位置一定在正交網(wǎng)格的交點(diǎn)上。

無論采用哪種固定方式或排列規(guī)則，焊盤的中心距離印制板的邊緣一般應(yīng)在2.5mm以上，至少應(yīng)該大于板的厚度。

2．孔的設(shè)計(jì)

印制電路板上孔的種類主要有過孔、引線孔、安裝孔和定位孔。

1)過孔

過孔是印制電路的重要組成部分之一，是連接電路的“橋梁”，也稱為通孔或金屬化孔。主要用作各層間電氣連接。過孔的孔壁圓柱面上用化學(xué)沉積的方法鍍上一層金屬。

過孔一般分為三類：盲孔、埋孔和通孔。盲孔位于印刷線路板的頂層和底層表面，是將幾層內(nèi)部印制電路連接并延伸到印制板一個(gè)表面的導(dǎo)通孔；埋孔位于印刷線路板內(nèi)層，是連接內(nèi)部的印制電路而不延伸到印制板表面的導(dǎo)通孔；通孔則穿過整個(gè)線路板。其中通孔在工藝上易于實(shí)現(xiàn)，成本較低，因此使用也最多，但要注意：通孔一般只用于電氣連接，不用于焊接元件。一般而言，設(shè)計(jì)過孔時(shí)有以下原則：

(1)盡量少用過孔。對(duì)于兩點(diǎn)之間的連線而言，經(jīng)過的過孔太多會(huì)導(dǎo)致可靠性下降。

(2)過孔越小則布線密度越高，但過孔的最小極限往往受到技術(shù)設(shè)備條件的制約。一般過孔的孔徑可取0.6～0.8mm。

(3)需要的載流量越大，所需的過孔尺寸越大，如電源層和地層與其他層聯(lián)接所用的過孔就要大一些。

2)引線孔

引線孔也稱為焊盤孔，兼有機(jī)械固定和電氣連接的雙重作用。引線孔的孔徑取決于元器件引線的直徑大小。

3)安裝孔

安裝孔主要用于機(jī)械安裝印制板或機(jī)械固定大型元器件，其孔徑按照安裝需要選取，優(yōu)選系列為2.2mm、3.0mm、3.5mm、5.0mm、5.5mm、5.0mm、6.0mm。

4)定位孔

定位孔主要用于印制板加工和檢測(cè)定位，可以用安裝孔代替。一般采用三孔定位方式，孔徑根據(jù)裝配工藝選取。

3．印制導(dǎo)線的設(shè)計(jì)

焊盤之間的連接銅箔即為印制導(dǎo)線。設(shè)計(jì)印制導(dǎo)線時(shí)，更多要考慮的是其允許載流量和對(duì)整個(gè)電路電氣性能的影響。

1)印制導(dǎo)線的寬度

印制導(dǎo)線的寬度主要由銅箔與絕緣基板之間的粘附強(qiáng)度和流過導(dǎo)線的電流強(qiáng)度來決定，寬窄要適度，與整個(gè)板面及焊盤的大小相協(xié)調(diào)。一般情況下(印制板上的銅箔厚度多為0.05mm)，導(dǎo)線的寬度選在1～1.5mm之間就完全可以滿足電路的需要。印制導(dǎo)線寬度與最大工作電流的關(guān)系見表5-2-5。

(1)對(duì)于集成電路的信號(hào)線，導(dǎo)線的寬度可以選1mm以下，甚至0.25mm。

(2)對(duì)于電源線、地線及大電流的信號(hào)線，應(yīng)適當(dāng)加大寬度。若條件允許，電源線和地線的寬度可以放寬到5～5mm，甚至更寬。只要印制板面積及線條密度允許，就應(yīng)盡可能采用較寬的印制導(dǎo)線。

2)印制導(dǎo)線的間距

導(dǎo)線之間的間距，應(yīng)當(dāng)考慮導(dǎo)線之間的絕緣電阻和擊穿電壓在最壞的工作條件下的要求。印制導(dǎo)線越短，間距越大，絕緣電阻按比例增加。

導(dǎo)線之間距離在1.5mm時(shí)，絕緣電阻超過10MΩ，允許的工作電壓可達(dá)300V以上；間距為1mm時(shí)，允許電壓為200V。一般設(shè)計(jì)中，間距/電壓的安全參考值見表5-2-5。設(shè)計(jì)印制導(dǎo)線間距時(shí)，應(yīng)按如下原則進(jìn)行考慮：

(1)導(dǎo)線間距設(shè)計(jì)通常應(yīng)等于導(dǎo)線寬度，但不小于1mm；對(duì)于微型設(shè)備，間距應(yīng)不小于0.5mm。

(2)如果導(dǎo)線間電壓大于300V，則導(dǎo)線間距應(yīng)大于1.5mm，否則印制導(dǎo)線間易出現(xiàn)跳火、擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致基板表面碳化或破裂。

(3)對(duì)于低頻、低電位電路，導(dǎo)線間距主要取決于焊接工藝。

(5)對(duì)于高電位、低電壓電路，導(dǎo)線間距取決于抗電強(qiáng)度。電位差越大，間距應(yīng)越大。

(5)對(duì)于高頻電路，導(dǎo)線間距主要取決于允許的分布電容和電感。導(dǎo)線間距越大，分布電容越?。粌蓪?dǎo)線的平行長度越大，分布電容也越大。

3)避免導(dǎo)線的交叉

在設(shè)計(jì)印制板時(shí)，應(yīng)盡量避免導(dǎo)線的交叉。在設(shè)計(jì)單面板時(shí)，可能遇到導(dǎo)線繞不過去而不得不交叉的情況，這時(shí)可以在板的另一面(元件面)用導(dǎo)線跨接交叉點(diǎn)，即“跳線”、“飛線”，當(dāng)然，這種跨接線應(yīng)盡量少。使用“飛線”時(shí)，兩跨接點(diǎn)的距離一般不超過30mm，“飛線”可用1mm的鍍鋁銅線，要套上塑料管。

5)印制導(dǎo)線的形狀與走向

由于印制板上的銅箔粘貼強(qiáng)度有限，浸焊時(shí)間較長會(huì)使銅箔翹起和脫落，同時(shí)考慮到印制導(dǎo)線的間距，因此對(duì)印制導(dǎo)線的形狀與走向是有一定要求的。

(1)以短為佳，能走捷徑就不要繞遠(yuǎn)。尤其對(duì)于高頻部分的布線應(yīng)盡可能短且直，以防自激。

(2)除了電源線、地線等特殊導(dǎo)線外，導(dǎo)線的粗細(xì)要均勻，不要突然由粗變細(xì)或由細(xì)變粗。

(3)走線平滑自然為佳，避免急拐彎和尖角，拐角不得小于90°，否則會(huì)引起印制導(dǎo)線的剝離或翹起，同時(shí)尖角對(duì)高頻和高電壓的影響也較大。最佳的拐角形式應(yīng)是平緩的過渡，即拐角的內(nèi)角和外角都是圓弧，如圖5-2-6所示。

(5)印制導(dǎo)線應(yīng)避免呈一定角度與焊盤相連，要從焊盤的長邊中心處與之相連，并且過渡要圓滑，如圖5-2-6所示。

(5)有時(shí)為了增加焊接點(diǎn)(焊盤)的牢固，可在單個(gè)焊盤或連接較短的兩焊盤上加一小條印制導(dǎo)線，即輔助加固導(dǎo)線，也稱工藝線(如圖5-2-6所示)，這條線不起導(dǎo)電的作用。圖5-2-6印制導(dǎo)線的拐角、導(dǎo)線與焊盤連接以及輔助加固導(dǎo)線

(6)導(dǎo)線通過兩焊盤之間而不與它們連通時(shí)，應(yīng)與它們保持最大且相等的間距(如圖5-2-7所示)；同樣，導(dǎo)線之間的距離也應(yīng)當(dāng)均勻地相等并保持最大。圖5-2-7導(dǎo)線通過焊盤

(7)如果印制導(dǎo)線的寬度超過5mm，為了避免銅箔因氣溫變化或焊接時(shí)過熱而鼓起或脫落，要在線條中間留出圓形或縫狀的空白處——鏤空處理(如圖5-2-8所示)。圖5-2-8導(dǎo)線中間開槽

(8)盡量避免印制導(dǎo)線分支(如圖5-2-9所示)。圖5-2-9避免印制導(dǎo)線分支

(9)在板面允許的條件下，電源線及地線的寬度應(yīng)盡量寬一些，即使面積緊張一般也不要小于1mm。特別是地線，即使局部不允許加寬，也應(yīng)在允許的地方加寬以降低整個(gè)地線系統(tǒng)的電阻。

5)導(dǎo)線的布局順序

在印制導(dǎo)線布局的時(shí)候，應(yīng)該先考慮信號(hào)線，后考慮電源線和地線。因?yàn)樾盘?hào)線一般比較集中，布置的密度也比較高；而電源線和地線比信號(hào)線寬很多，對(duì)長度的限制要小一些。5.2.4印制電路板的抗干擾設(shè)計(jì)

1．地線設(shè)計(jì)

電路中接地點(diǎn)的概念表示零電位，其他電位均相對(duì)于這一點(diǎn)而言。在實(shí)際的印制電路板上，地線并不能保證是絕對(duì)零電位，往往存在一個(gè)很小的非零電位值。由于電路中的放大作用，這小小的電位便可能產(chǎn)生影響電路性能的干擾。

消除地線布設(shè)不合理而造成干擾的方法主要有以下幾點(diǎn)。

1)盡量加粗接地線

若接地線很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)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。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。

2)單點(diǎn)接地

單點(diǎn)接地(也稱一點(diǎn)接地)是消除地線干擾的基本原則，即將電路中本單元(級(jí))的各接地元器件盡可能就近接到公共地線的一段或一個(gè)區(qū)域里(如圖5-2-10(b)所示)，也可以接到一個(gè)分支地線上(如圖5-2-10(c)所示)。圖5-2-10單點(diǎn)接地

(a)原理圖；(b)布線示意圖①；(c)布線示意圖

(1)這里所說的“點(diǎn)”是可以忽略電阻的幾何導(dǎo)電圖形，如大面積接地、匯流排、粗導(dǎo)線等。

(2)單點(diǎn)接地除了本單元的板內(nèi)元器件外，還包括與本單元直接連接或通過電容連接的板外元器件。

(3)為防止因接地元器件過于集中而造成排列擁擠，在一級(jí)電路中可采用多個(gè)分支(分地線)，但這些分支不可與其他單元的地線連接。

(5)高頻電路采用大面積接地方法，不能采用分地線，但單點(diǎn)接地一樣十分必要：將本單元(級(jí))的各接地元器件盡可能安排在一個(gè)較小的區(qū)域里。圖5-2-11多板多單元單點(diǎn)接地

3)合理設(shè)計(jì)板內(nèi)地線布局

通常一塊印制電路板都有若干個(gè)單元電路，板上的地線是用來連接電路各單元或各部分之間接地的。板內(nèi)地線布局主要應(yīng)防止各單元或各部分之間的全電流共阻抗干擾。

(1)各部分(必要時(shí)各單元)的地線必須分開，即盡量避免不同回路的電流同時(shí)流經(jīng)某一段共用地線。

①在高頻電路和大電流回路中，尤其要講究地線的接法。把“交流電”和“直流電”分開，是減少噪聲通過地線串?dāng)_的有效方法。②電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。同時(shí)要盡量加大線性電路的接地面積。

③對(duì)于既有小信號(hào)輸入端、又有大信號(hào)輸出端的電路，它們的接地端務(wù)必分別用導(dǎo)線引到公共地線上，不能共用一根接地線。

(2)為消除或盡量減少各部分的公共地線段，總地線的引出點(diǎn)必須合理。

(3)為防止各部分通過總地線的公共引出線而產(chǎn)生的共阻抗干擾，在必要時(shí)可將某些部分的地線單獨(dú)引出。特別是數(shù)字電路，必要時(shí)可以按單元、按工作狀態(tài)或按集成塊分別設(shè)置地線，各部分并聯(lián)匯集到一點(diǎn)接地(如圖5-2-12所示)。圖5-2-12多單元數(shù)字電路接地

(4)設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯地提高抗噪聲能力。因?yàn)橛≈齐娐钒迳嫌泻芏嗉呻娐吩绕溆鲇泻碾姸嗟脑r(shí)，因受接地線粗細(xì)的限制，會(huì)在地線上產(chǎn)生較大的電位差，引起抗噪聲能力下降。若將接地線構(gòu)成環(huán)路，則會(huì)縮小電位差值，提高電子設(shè)備的抗噪聲能力。

板內(nèi)地線布局方式有并聯(lián)分路式、匯流排式、大面積接地和一字形地線等幾種形式，如表5-2-6所示。

2．電源線設(shè)計(jì)

任何電子儀器都需要電源供電，并且大多數(shù)直流電源是由交流電通過降壓、整流、穩(wěn)壓后供出的。供電電源的質(zhì)量會(huì)直接影響整機(jī)的技術(shù)指標(biāo)，因此在排版設(shè)計(jì)中電源及電源線的合理布局對(duì)消除電源干擾有著重要的意義。

1)穩(wěn)壓電源的布局

穩(wěn)壓電源在布局時(shí)盡可能安排在單獨(dú)的印制板上。這樣可以使電源印制板的面積減小，便于放置在濾波電容和調(diào)整管附近，有利于在調(diào)試和檢修設(shè)備時(shí)將負(fù)載與電源斷開。而當(dāng)電源與電路合用印制板時(shí)，在布局中應(yīng)避免穩(wěn)壓電源與電路元件混合布設(shè)或是使電源和電路合用地線。這樣的布局不僅容易產(chǎn)生干擾，同時(shí)也給維修帶來麻煩。

2)電源線的布局

盡管電路中有電源的存在，合理地布設(shè)電源線對(duì)抑制干擾仍有著決定性作用。

(1)根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加寬電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)，應(yīng)使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致，這樣有助于增強(qiáng)抗噪聲能力。

(2)在設(shè)計(jì)印制電路時(shí)應(yīng)當(dāng)盡量將電源線和地線緊緊布設(shè)在一起，以減少電源線耦合所引起的干擾。

(3)退耦電路應(yīng)布設(shè)在各相關(guān)電路附近，而不要集中放置在電源部分。這樣既影響旁路效果，又會(huì)在電源線和地線上因流過脈動(dòng)電流造成竄擾。

(4)由于末級(jí)電路的交流信號(hào)往往較大，因此在安排各部分電路內(nèi)部的電源走向時(shí)，應(yīng)采用從末級(jí)向前級(jí)供電的方式。這樣的安排對(duì)末級(jí)電路的旁路效果最好。

3．電磁兼容性設(shè)計(jì)

電磁兼容性是指電子設(shè)備在各種電磁環(huán)境中仍能夠協(xié)調(diào)、有效地進(jìn)行工作的能力。印制板使元器件緊湊，連接密集，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)則會(huì)產(chǎn)生電磁干擾，給整機(jī)工作帶來麻煩。電磁干擾無法完全避免，只能在設(shè)計(jì)中設(shè)法抑制。

1)采用正確的布線策略

(1)選擇合理的導(dǎo)線寬度。由于瞬變電流在印制線條上所產(chǎn)生的沖擊干擾主要是由印制導(dǎo)線的電感成分造成的，因此應(yīng)盡量減小印制導(dǎo)線的電感量。印制導(dǎo)線的電感量與其長度成正比，與其寬度成反比，因而短而精的導(dǎo)線對(duì)抑制干擾是有利的。時(shí)鐘引線、行驅(qū)動(dòng)器或總線驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線常常載有大的瞬變電流，因而印制導(dǎo)線要盡可能地短。對(duì)于分立元件電路，印制導(dǎo)線寬度在1.5mm左右時(shí)，即可完全滿足要求；對(duì)于集成電路，印制導(dǎo)線寬度可在0.2～1.0mm之間選擇。

(2)避免印制導(dǎo)線之間的寄生耦合。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(dāng)信號(hào)從一條線中通過時(shí)，另外一條線路內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)——平行線效應(yīng)。

平行線效應(yīng)與導(dǎo)線長度成正比，所以為了抑制印制板導(dǎo)線之間的串?dāng)_，布線時(shí)導(dǎo)線越短越好并盡可能拉開線與線之間的距離。在一些對(duì)干擾十分敏感的信號(hào)線之間設(shè)置一根接地的印制線，可以有效地抑制串?dāng)_。

(3)避免成環(huán)。由無線電理論可知，一定形狀的導(dǎo)體對(duì)一定波長的電磁波可實(shí)現(xiàn)發(fā)射或接收——天線效應(yīng)。在高頻電路的印制板設(shè)計(jì)中，天線效應(yīng)尤其不可忽視。

印制板上的環(huán)形導(dǎo)線相當(dāng)于單匝線圈或環(huán)形天線，使電磁感應(yīng)和天線效應(yīng)增強(qiáng)。布線時(shí)最好按信號(hào)去向順序，忌迂回穿插，以避免成環(huán)或減少環(huán)形面積。

(4)遠(yuǎn)離干擾源或交叉通過。布線時(shí)信號(hào)線要盡量遠(yuǎn)離電源線、高電平導(dǎo)線這些干擾源。如果實(shí)在無法躲避，最好采用井字形網(wǎng)狀布線結(jié)構(gòu)——交叉通過。對(duì)于單面板用“飛線”過渡；對(duì)于雙面板印制板的一面橫向布線，另一面縱向布線，交叉孔處用金屬化孔相連。

(5)一些特殊用途的導(dǎo)線布設(shè)要點(diǎn)。

①反饋元件和輸入和輸出導(dǎo)線連接時(shí)，設(shè)置不當(dāng)容易引入干擾。布線時(shí)輸出導(dǎo)線要遠(yuǎn)離前級(jí)元件，避免干擾。

②時(shí)鐘信號(hào)引線最容易產(chǎn)生電磁輻射干擾，走線時(shí)應(yīng)與地線回路相靠近，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。

③總線驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨其欲驅(qū)動(dòng)的總線。對(duì)于那些離開印制電路板的引線，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)緊挨著連接器。

④數(shù)據(jù)總線的布線應(yīng)每兩根信號(hào)線之間夾一根信號(hào)地線。最好是緊挨著最不重要的地址引線放置地線回路，因?yàn)楹笳叱］d有高頻電流。

(6)印制導(dǎo)線屏蔽。有時(shí)某種信號(hào)線密集地平行排列，而且無法擺脫較強(qiáng)信號(hào)的干擾，可采取大面積屏蔽地、專置地線環(huán)、使用專用屏蔽線等措施來解決干擾的問題。

(7)抑制反射干擾。為了抑制出現(xiàn)在印制線條終端的反射干擾，除了特殊需要之外，應(yīng)盡可能縮短印制線的長度和采用慢速電路。必要時(shí)可加終端匹配，即在傳輸線的末端對(duì)地和電源端各加接一個(gè)相同阻值的匹配電阻。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)一般速度較快的TTL電路，其印制線條長于10cm以上時(shí)就應(yīng)采用終端匹配措施。匹配電阻的阻值應(yīng)根據(jù)集成電路的輸出驅(qū)動(dòng)電流及吸收電流的最大值來決定。

2)設(shè)法遠(yuǎn)離干擾磁場

(1)電源變壓器、高頻變壓器、繼電器等元件由于通過交變電流所形成的交變磁場，會(huì)因閉合線圈(導(dǎo)線)的垂直切割而產(chǎn)生感生環(huán)路電流，對(duì)電路造成干擾。因此布線時(shí)除盡量不形成環(huán)形通路外，還要在元件布局時(shí)選擇好變壓器與印制板的相對(duì)位置，使印制板的平面與磁力線平行。

(2)揚(yáng)聲器、電磁鐵、永磁式儀表等元件由于自身特性所形成的恒定磁場，會(huì)對(duì)磁棒、中周線圈等磁性元件和顯像管、示波管等電子束元件造成影響。因此元件布局時(shí)應(yīng)盡可能使易受干擾的元件遠(yuǎn)離干擾源，并合理地選擇干擾與被干擾元件的相對(duì)位置和安裝方向。

3)配置抗擾器件——去耦電容

在印制板的抗干擾設(shè)計(jì)中，經(jīng)常要根據(jù)干擾源的不同特點(diǎn)，選用相應(yīng)的抗擾器件：用二極管和壓敏電阻等吸收浪涌電壓；用隔離變壓器等隔離電源噪聲；用線路濾波器等濾除一定頻段的干擾信號(hào)；用電阻器、電容器、電感器等元件的組合對(duì)干擾電壓或電流進(jìn)行旁路、吸收、隔離、濾除、去耦等處理。其中為防止電磁干擾通過電源及配線傳播，而在印制板的各個(gè)關(guān)鍵部位配置適當(dāng)?shù)臑V波去耦(退耦)電容已成為印制板設(shè)計(jì)的常規(guī)做法之一。

去耦電容通常在電路原理圖中并不反映出來。要根據(jù)集成電路芯片的速度和電路的工作頻率選擇電容量(可按C?=?1/f，即10MHz取0.1μF)，速度越快、頻率越高，則電容量越小且需使用高頻電容。去耦電容的一般配置原則是：

(1)電源輸入端跨接一個(gè)10～100μF的電解電容器(如果印制電路板的位置允許，采用100?μF以上的電解電容器效果會(huì)更好)，或者跨接一個(gè)大于10?μF的電解電容和一個(gè)0.1?μF的陶瓷電容并聯(lián)。當(dāng)電源線在板內(nèi)走線長度大于100mm時(shí)應(yīng)再加一組。該處的去耦電容一般可選用鉭電解電容。

(2)原則上，每個(gè)集成電路芯片都應(yīng)布置一個(gè)0.1μF～680pF之間的瓷片電容，這種方法對(duì)于多片數(shù)字電路芯片更不可少。如遇印制板空隙不夠，可每5～8個(gè)芯片布置一個(gè)1～10??pF的鉭電解電容器。應(yīng)注意，去耦電容必須要加在靠近芯片的電源端(Vcc)和地線(GND)之間(如圖5-2-13所示)，這一要求同樣適用于那些抗噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chǔ)型器件。

(3)去耦電容的引線不能太長，尤其是高頻旁路電容不能有引線。圖5-2-13濾波去耦電容布設(shè)圖5-2-14單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)的器件布置

(2)在印制電路板上布置邏輯電路，原則上應(yīng)在輸出端子附近放置高速電路，如光電隔離器等，在稍遠(yuǎn)處放置低速電路和存儲(chǔ)器等，以便處理公共阻抗的耦合、輻射和串?dāng)_等

問題，在輸入/輸出端放置緩沖器，用于板間信號(hào)傳送，可有效防止噪聲干擾(如圖5-2-15所示)。圖5-2-15邏輯電路的布置

(3)如果印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件，操作時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用相應(yīng)的RC電路來吸收放電電流。一般情況下，R取1～2kΩ，C取2.2～57μF。

(4)?CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用引腳要接地或接正電源。

5．散熱設(shè)計(jì)

多數(shù)印制電路板都存在著元器件密集布設(shè)的現(xiàn)實(shí)問題，電源變壓器、功率器件、大功率電阻等發(fā)熱元器件所形成“熱源”，將可能對(duì)電路乃至整機(jī)產(chǎn)品的性能造成不良影響。一方面許多元件如電解電容、瓷介電容等是典型的怕熱元件，而幾乎所有的半導(dǎo)體器件都有程度不同的溫度敏感性；另一方面印制電路板基材的耐溫能力和導(dǎo)熱系數(shù)都比較低，銅箔的抗剝離強(qiáng)度隨工作溫度的升高而下降(印制電路板的工作溫度一般不能超過85℃)。因此，如何做好散熱處理是印制電路板設(shè)計(jì)中必須考慮的問題。

印制電路板散熱設(shè)計(jì)的基本原則是：有利于散熱，遠(yuǎn)離熱源。

1)特別“關(guān)照”熱源的位置

(1)熱源外置。將發(fā)熱元器件放置在機(jī)殼外部，如許多的電源設(shè)備就將大功率調(diào)整管固定于金屬機(jī)殼上，以利散熱。

(2)熱源單置。將發(fā)熱元器件單獨(dú)設(shè)計(jì)為一個(gè)功能單元，置于機(jī)內(nèi)靠近板邊緣容易散熱的位置，必要時(shí)強(qiáng)制通風(fēng)，如臺(tái)式計(jì)算機(jī)的電源部分。

(3)熱源高置。發(fā)熱元器件在印制電路板上安裝時(shí)，切忌貼板。

2)合理配置器件

從有利于散熱的角度出發(fā)，印制板最好是直立安裝，板與板之間的距離一般不應(yīng)小于2?cm，而且器件在印制板上采用合理的排列方式，可以有效地降低印制電路的溫升，從而使器件及設(shè)備的故障率明顯下降。

(1)對(duì)于采用自由對(duì)流空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路(或其他器件)按縱長方式排列(如圖5-2-16(a)所示)；對(duì)于采用強(qiáng)制空氣冷卻的設(shè)備，最好是將集成電路(或其他器件)按橫長方式排列(如圖5-2-16(b)所示)。圖5-2-16元器件板面排列的散熱設(shè)計(jì)(a)縱長方式排列；(b)橫長方式排列

(2)同一塊印制板上的器件應(yīng)盡可能按其發(fā)熱量大小及散熱程度分區(qū)排列，發(fā)熱量小或耐熱性差的器件(如小信號(hào)晶體管、小規(guī)模集成電路、電解電容等)放在冷卻氣流的最上流(入口處)，發(fā)熱量大或耐熱性好的器件(如功率晶體管、大規(guī)模集成電路等)放在冷卻氣流最下游。

(3)在水平方向上，大功率器件盡量靠近印制板邊沿布置，以便縮短傳熱路徑；在垂直方向上，大功率器件盡量靠近印制板上方布置，以便減少這些器件工作時(shí)對(duì)其他器件造成的溫度的影響。

(5)對(duì)溫度比較敏感的器件最好安置在溫度最低的區(qū)域(如設(shè)備的底部)，千萬不要將它放在發(fā)熱器件的正上方，多個(gè)器件最好是在水平面上交錯(cuò)布局。

(5)設(shè)備內(nèi)印制板的散熱主要依靠空氣流動(dòng)，空氣流動(dòng)時(shí)總是趨向于阻力小的地方，所以在印制電路板上配置器件時(shí)，要避免在某個(gè)區(qū)域留有較大的空域(如圖5-2-17(a)所示)。整機(jī)中多塊印制電路板的配置也應(yīng)注意同樣的問題。

如果因工藝需要板面必須有一定的空域，可人為添加一些與電路無關(guān)的零部件，以改變氣流使散熱效果提高(如圖5-2-17(b)所示)。圖5-2-17板面加引導(dǎo)散熱(a)氣流過于集中；(b)氣流趨于合理

6．板間配線設(shè)計(jì)

板間配線會(huì)直接影響印制板的噪聲敏感度，因此，在印制板聯(lián)裝后，應(yīng)認(rèn)真檢查、調(diào)整，對(duì)板間配線作合理安排，徹底清除超過額定值的部位，解決設(shè)計(jì)中遺留的不妥之處。

(1)板間信號(hào)線越短越好，且不宜靠近電源線，或可采取兩者相互垂直配線的方式，以減少靜電感應(yīng)、漏電流的影響，必要時(shí)應(yīng)采取適宜的屏蔽措施；板間接地線需采用“一點(diǎn)接地”方式，切忌使用串聯(lián)型接地，以避免出現(xiàn)電位差。地線電位差會(huì)降低設(shè)備抗擾度，是時(shí)常出現(xiàn)誤動(dòng)作的原因之一。

(2)遠(yuǎn)距離傳送的輸入/輸出信號(hào)應(yīng)有良好的屏蔽保護(hù)，屏蔽線與地應(yīng)遵循一端接地的原則，且僅將易受干擾端屏蔽層接地。應(yīng)保證柜體電位與傳輸電纜地電位一致。

(3)當(dāng)用扁平電纜傳輸多種電平信號(hào)時(shí)，應(yīng)用閑置導(dǎo)線將各種電平信號(hào)線分開，并將該閑置導(dǎo)線接地。扁平電纜力求貼近接地底板，若串?dāng)_嚴(yán)重，可采用雙絞線結(jié)構(gòu)的信號(hào)電纜。

(4)交流中線(交流地)與直流地嚴(yán)格分開，以免相互干擾，影響系統(tǒng)正常工作。5.2.5印制電路板圖的繪制

1．手工設(shè)計(jì)印制電路板圖

手工設(shè)計(jì)印制電路板圖適用于一些簡單電路的制作，設(shè)計(jì)過程一般要經(jīng)過以下幾步。

1)繪制外形結(jié)構(gòu)草圖

印制電路板的外形結(jié)構(gòu)草圖包括對(duì)外連接草圖和外形尺寸圖兩部分，無論采用何種設(shè)計(jì)方式，這一步驟都是不可省略的。同時(shí)，這也是印制板設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作的一部分。

(1)對(duì)外連接草圖。草圖需根據(jù)整機(jī)結(jié)構(gòu)和要求確定，一般包括電源線、地線、板外元器件的引線、板與板之間的連接線等，繪制時(shí)應(yīng)大致確定其位置和方向。

(2)外形尺寸草圖。印制板的外形尺寸受各種因素的制約，一般在設(shè)計(jì)時(shí)大致已確定，從經(jīng)濟(jì)性和工藝性出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先考慮矩形。

印制板的安裝、固定也是必須考慮的內(nèi)容，印制板與機(jī)殼或其他結(jié)構(gòu)件連接的螺孔位置及孔徑應(yīng)明確標(biāo)出。此外，為了安裝的需要，某些特殊元器件或插接定位用的孔、槽等幾何形狀的位置和尺寸也應(yīng)標(biāo)明。

對(duì)于某些簡單的印制板，上述兩種草圖也可合為一種。

2)繪制不交叉單線圖

電路原理圖一般只表現(xiàn)出信號(hào)的流程及元器件在電路中的作用，以便于分析與閱讀電路原理，不用去考慮元器件的尺寸、形狀以及引出線的排列順序。所以，在繪制手工設(shè)計(jì)圖時(shí)，首先要繪制不交叉單線圖。除了應(yīng)該注意處理各類干擾并解決接地問題以外，不交叉單線圖設(shè)計(jì)的主要原則是保證印制導(dǎo)線不交叉地連通。

(1)將原理圖上應(yīng)放置在板上的元器件根據(jù)信號(hào)流或排版方向依次畫出，集成電路要畫出封裝管腳圖。

(2)按原理圖將各元器件引腳連接。在印制板上導(dǎo)線交叉是不允許的，要避免這一現(xiàn)象：一方面要重新調(diào)整元器件的排列位置和方向；另一方面可利用元器件中間跨接(如讓某引線從別的元器件腳下的空隙處“鉆”過去或從可能交叉的某條引線的一端“繞”過去)以及利用“飛線”跨接這兩種辦法來解決。

好的單線不交叉圖，元件排列整齊、連線簡潔、“飛線”少且可能沒有。要做到這一點(diǎn)，通常需多次調(diào)整元器件的位置和方向。

3)繪制排版草圖

為了制作出制板用的底圖(或黑白底片)，應(yīng)該繪制一張正式的草圖。參照外形結(jié)構(gòu)草圖和不交叉單線圖，要求板面尺寸、焊盤位置、印制導(dǎo)線的連接與走向、板上各孔的尺寸及位置，都要與實(shí)際板面一致。

繪制時(shí)，最好在方格紙或坐標(biāo)紙上進(jìn)行。具體步驟如表5-2-7所示。

2．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)印制電路板圖

隨著電路復(fù)雜程度的提高以及設(shè)計(jì)周期的縮短，印制電路板的設(shè)計(jì)已不再是一件簡單的工作。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)印制電路板的方法已逐漸被計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件所代替。

采用CAD設(shè)計(jì)印制電路板的優(yōu)點(diǎn)是十分顯著的：設(shè)計(jì)精度和質(zhì)量較高，利于生產(chǎn)自動(dòng)化；設(shè)計(jì)時(shí)間縮短、勞動(dòng)強(qiáng)度減輕；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)易于修改、保存并可直接供生產(chǎn)、測(cè)試、質(zhì)量控制用；可迅速對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行電路正確性檢查以及性能分析。印制電路板CAD軟件很多，ProtelDXP2005是目前較流行的一種。ProtelDXP2005是Altium公司推出的基于WindowsXP/2000平臺(tái)的全32位完整的板卡級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，它以全新的設(shè)計(jì)理念拓展了Protel軟件的原設(shè)計(jì)領(lǐng)域，保證了從電路原理圖設(shè)計(jì)開始直到印制電路板生產(chǎn)制造和文件輸出的無縫連接，是第一套完整的板卡級(jí)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)了多個(gè)復(fù)雜設(shè)計(jì)功能在單個(gè)應(yīng)用程序中的集成，具有強(qiáng)大的功能、友好的界面、方便易學(xué)的操作性能等優(yōu)點(diǎn)。一般而言，利用ProtelDXP2005設(shè)計(jì)印制板最基本的過程可以分為三大步驟。

1)電路原理圖的設(shè)計(jì)

利用ProtelDXP2005的原理圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)(Schematic)所提供的各種原理圖繪圖工具以及編輯功能繪制電路原理圖。

2)產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表

網(wǎng)絡(luò)表是電路原理圖設(shè)計(jì)(SCH)與印制電路板設(shè)計(jì)(PCB)之間的一座橋梁，它是電路板自動(dòng)設(shè)計(jì)的靈魂。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得，也可以從印制電路板中提取。

3)印制電路板的設(shè)計(jì)

借助ProtelDXP2005提供的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)電路板的版面設(shè)計(jì)，完成高難度的工作。

印制電路板圖只是印制電路板制作工藝圖中比較重要的一種，另外還有字符標(biāo)記圖、阻焊圖、機(jī)械加工圖等。當(dāng)印制電路板圖設(shè)計(jì)完成后，這些工藝圖也可相應(yīng)得以確定。

字符標(biāo)記圖因其制作方法也被稱為絲印圖，可雙面印在印制板上，其比例和繪圖方法與印制電路板圖相同。

阻焊圖主要是為了適應(yīng)自動(dòng)化焊接而設(shè)計(jì)，由與印制板上全部的焊盤形狀一一對(duì)應(yīng)又略大于焊盤形狀的圖形構(gòu)成的。一般情況下，采用CAD軟件設(shè)計(jì)印制電路板時(shí)，字符標(biāo)記圖和阻焊圖都可以自動(dòng)生成。5.2.6手工設(shè)計(jì)印制電路板實(shí)例

1．選定電路

初學(xué)者在進(jìn)行電子制作時(shí)，首先要確定原理電路，并對(duì)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證。對(duì)于已經(jīng)很成熟的電子線路，有典型的電路形式和元器件種類可供選擇，不必再做驗(yàn)證，可直接采用。

本例的穩(wěn)壓電源電路比較簡單，主要由整流、濾波以及穩(wěn)壓三部分組成，可以說其電路原理圖已是十分“經(jīng)典”(如圖5-2-18所示)。圖5-2-18整流穩(wěn)壓電源電路原理圖

2．印制板的形狀、尺寸

印制板的形狀、尺寸往往受整機(jī)及外殼等因素的制約。

在本例中，穩(wěn)壓電源中電源變壓器體積太大，不適合安裝在印制板上(只考慮它占用一定的機(jī)殼內(nèi)的空間)，這樣印制板的形狀、尺寸就相對(duì)大體確定了。圖5-2-19整流穩(wěn)壓電源印制板上元器件的安排

4．繪制印制電路板圖(排版草圖)

根據(jù)印制板上元器件的安排，勾畫印制導(dǎo)線，繪制單線不交叉圖(如圖5-2-20所示)。繪制時(shí)不必按照實(shí)際寬度來畫，只標(biāo)明其走向和路徑，但要考慮導(dǎo)線間的距離。

用相對(duì)應(yīng)的單線不交叉圖做參照，可以非?？旖莸乩L制出排版草圖(如圖5-2-21所示)。圖5-2-20整流穩(wěn)壓電源電路單線不交叉圖

圖5-2-21整流穩(wěn)壓電源印制板圖5.2.7計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)印制電路板實(shí)例

以圖5-2-22所示酒精探測(cè)儀電路為例，通過ProtelDXP2005繪制一塊單面印制板，并講解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)印制電路板的設(shè)計(jì)過程。圖5-2-22酒精探測(cè)儀電路

1．創(chuàng)建一個(gè)新的PCB設(shè)計(jì)文件

在ProtelDXP2005中創(chuàng)建一個(gè)PCB文件有兩種方法。

方法一：進(jìn)入ProtelDXP2005系統(tǒng)，執(zhí)行菜單命令【文件】→【創(chuàng)建】→【項(xiàng)目】→【PCB項(xiàng)目】，就可以生成一個(gè)新的文件項(xiàng)目，將新建的項(xiàng)目另存為“酒精探測(cè)儀.PRJPCB”。執(zhí)行菜單命令【文件】→【創(chuàng)建】→【PCB文件】，創(chuàng)建一個(gè)新的PCB設(shè)計(jì)文件，這時(shí)彈出PCB繪圖編輯環(huán)境，同時(shí)在PCB編輯區(qū)出現(xiàn)一個(gè)帶有柵格的空白圖紙，然后進(jìn)行人工定義板子的尺寸。此時(shí)會(huì)自動(dòng)默認(rèn)一文件名，將其另存為“酒精探測(cè)儀.PCBDOC”。

方法二：使用PCB向?qū)?chuàng)建新的文檔。2．電路板設(shè)計(jì)的規(guī)劃和環(huán)境設(shè)置

3．單面電路板布線設(shè)置

4．載入網(wǎng)絡(luò)表和元器件封裝

在完成了PCB編輯環(huán)境的設(shè)置并規(guī)劃了PCB后，就可以將元器件放置到PCB中進(jìn)行布局和布線等操作了。元器件可以通過手動(dòng)放置，也可以自動(dòng)放置。自動(dòng)放置元器件就是指從原理圖文件中導(dǎo)入網(wǎng)絡(luò)表及元器件封裝，這也是PCB設(shè)計(jì)中最常用的方法。

載入網(wǎng)絡(luò)表和元器件的封裝有兩種方法。

方法一：在原理圖編輯器中執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【UpdatePCB】。

方法二：在PCB編輯器中執(zhí)行菜單命令【設(shè)計(jì)】→【ImportChangesFrom】。

5．元件布局

網(wǎng)絡(luò)表和元器件載入了PCB編輯環(huán)境后，就可以進(jìn)行元器件的布局了。一般情況下，元器件載入PCB環(huán)境后是堆放在PCB的左下角位置，此時(shí)是無法進(jìn)行布線操作的。因此在布線以前應(yīng)首先進(jìn)行元器件的布局操作。元器件布局就是把堆放在一起的元器件合理地分布在PCB上，以便布線的順利完成。PCB上元器件的布局分為自動(dòng)布局和手動(dòng)調(diào)整布局兩種。一般情況下，用戶在對(duì)元器件布局時(shí)，需要將兩種布局結(jié)合起來使用。

在ProtelDXP2005系統(tǒng)中按照表5-2-10進(jìn)行元器件的布局設(shè)置。6．自動(dòng)布線

7．驗(yàn)證完成的PCB設(shè)計(jì)

選擇主菜單命令【工具】→【設(shè)計(jì)規(guī)則檢查】，啟動(dòng)設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器對(duì)話框如圖5-2-23所示。選擇所有選項(xiàng)為默認(rèn)值，單擊【運(yùn)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查】按鈕，即可得到信息。圖5-2-23設(shè)計(jì)規(guī)則檢查器對(duì)話框8．打印輸出

5.3印制電路板的手工制作

5.3.1制作材料和工具的準(zhǔn)備在進(jìn)行手工制作印制電路板前，需要準(zhǔn)備好制作材料和工具。常用的制作材料和工具如表5-3-1所示。5.3.2制作印制電路板的步驟

下面介紹手工制作印制電路板的步驟和過程。

1．下料

按設(shè)計(jì)好的印制板尺寸裁剪覆銅箔板。其做法是，先按照尺寸畫線，然后用鋼鋸或自制的手鋸沿線鋸下。也可用“劃刀”在板的兩面一刀刀地劃出痕跡來，當(dāng)劃痕足夠深時(shí)，輕輕用力將板掰開。覆銅箔板裁剪好以后，用砂紙或銼刀將裁剪邊打磨平整。

2．清洗覆銅板

采用棉紗蘸去污粉擦洗，或用水砂紙打磨的方法清洗覆銅板，使覆銅板的銅箔面露出原有的光澤，然后用清水沖洗干凈。清洗后的覆銅板晾干或烘干后，便可進(jìn)行下一步的工作了。

3．復(fù)寫印制電路底圖或貼膜

將設(shè)計(jì)好的印制電路圖用復(fù)寫紙復(fù)寫在覆銅板的銅箔表面上。復(fù)寫時(shí)，筆的顏色應(yīng)和底圖的有所區(qū)別，這樣便于區(qū)別描過的部分和未描的部分，防止漏描。也可采用1:1的貼膜法，貼置印制導(dǎo)線和焊盤于銅箔上。

4．腐蝕

首先把三氯化鐵溶液倒入容器中，隨后把需要腐蝕的印制板放在容器中。為了縮短腐蝕時(shí)間，可用筷子夾少量棉紗，在腐蝕液中輕輕擦抹覆銅板。在腐蝕過程中，應(yīng)注意觀察腐蝕的進(jìn)展情況，腐蝕時(shí)間太短，印制板上應(yīng)腐蝕掉的銅箔依然殘存；腐蝕時(shí)間太長，則會(huì)造成應(yīng)保留部分的銅箔受到損傷，使線條邊緣出現(xiàn)鋸齒狀等。

5．清洗

印制板腐蝕好之后，將印制電路板取出，可用棉紗浸水蘸去污粉，或蘸酒精、汽油擦洗印制板，以去掉防酸涂料，最后用清水將印制板沖洗干凈。

6．修整

用單面刀片或鋒利的小刀修整未腐蝕部分或毛刺等。

7．鉆孔

對(duì)照設(shè)計(jì)圖在需要鉆孔的位置，用中心沖打上定位“沖眼”以備鉆孔。安裝一般元器件，孔徑約為0.7～1mm；若是固定孔，或大元器件的孔，孔徑約為2～3.5mm。

8．涂助焊劑

為了防止銅箔表面氧化和便于焊接元器件。在打好孔的印制板銅箔上，用毛筆蘸上松香水輕輕地涂上一層，晾干即可。5.3.3印制電路板的腐蝕方法

1．腐蝕用的容器及工具

印制電路板的尺寸有大有小，有各種形狀。一般常用塑料盤或搪瓷盤來盛腐蝕液，但這樣會(huì)出現(xiàn)一些問題。如有時(shí)不易找到合適尺寸的盤子，另外腐蝕液也不易洗凈，使用過的盤子，總要留下腐蝕液的痕跡。下面介紹適合電子愛好者適用的簡易容器及工具。

1)用紙盒作腐蝕液容器

找一塊塑料薄膜或塑料袋，然后根據(jù)所要腐蝕電路板的大小，找一個(gè)高為50～60mm的紙盒或盒蓋，將塑料薄膜墊在里面，就可以倒進(jìn)腐蝕液進(jìn)行腐蝕了。如果塑料薄膜較薄，可以兩層疊起來使用。

2)自制軟刷子

為了加快腐蝕速度，并且使板上各部分銅箔腐蝕速度一樣，應(yīng)該使用軟刷子輕輕刷銅箔面。如果用普通棕刷，由于腐蝕溶液的腐蝕，棕刷上的鐵皮極易損壞。因此可自制一個(gè)軟刷子來使用，具體方法是：

找一只竹筷子或一根細(xì)木棍，將醫(yī)用紗布繃帶或布條，剪成50～100mm的小段，捆在竹筷或細(xì)木棍頭上，軟刷子就制成了。自制的軟刷子外形示意圖如圖5-3-1所示。圖5-3-1自制的軟刷子外形示意圖

2．腐蝕液的調(diào)配

1)三氯化鐵

三氯化鐵是印制電路板常用的腐蝕劑，通常與水的比例按1:5或1:10進(jìn)行配制。三氯化鐵的濃度應(yīng)為28%～52%。三氯化鐵腐蝕劑溫度在38～55℃時(shí)，腐蝕效果最佳。

2)重鉻酸鉀

用100g蒸餾水和20g碳酸銨與1g重鉻酸鉀(也可用鉻酸鈉)配制的溶液，也是較好的印制電路板腐蝕劑。

3)氯酸鉀＋鹽酸

以氯酸鉀1g，濃度15%的鹽酸50mL的比例配制成的腐蝕液，擦抹在電路板上需要腐蝕的地方，就可以將不需要的銅箔板腐蝕掉。

4)過氧化氫＋濃鹽酸

將濃度為31%的工業(yè)用過氧化氫(雙氧水)與濃度為37%的工業(yè)用鹽酸和水按1:3:5的比例進(jìn)行配制。操作時(shí)應(yīng)先把四份水倒入盤中，再倒入三份鹽酸，用玻璃棒攪拌均勻后再緩慢地加入一份過氧化氫，繼續(xù)用玻璃棒攪拌均勻，就可以把印刷好的銅箔板放入腐蝕液，大約五分鐘左右即可腐蝕完畢。取出腐蝕好的銅箔板，立即放入清水中沖，擦干后即可使用了。腐蝕過程中可晃動(dòng)線路板以加快腐蝕速度。

3．印制電路板的腐蝕

將涂(或貼)有防腐蝕膜的覆銅板放入裝有腐蝕劑的容器中進(jìn)行腐蝕，腐蝕液應(yīng)將覆銅板全部浸入，沒有被涂(或貼)蓋的銅箔就會(huì)被腐蝕掉。腐蝕的速度與濃度和溫度有關(guān)，同時(shí)不斷撥動(dòng)，以加快對(duì)銅的腐蝕。在成批生產(chǎn)的情況下，腐蝕劑宜用雙氧水和鹽酸。

4．印制電路板腐蝕后的處理

印制電路板腐蝕好后，還要進(jìn)行以下處理。

1)去膜

將清水沖洗干凈的印制電路板放入熱水中浸泡一段時(shí)間以后，就可以將涂(貼)的膜剝下，未擦凈的地方可用稀料清洗，直至干凈為止。

2)去除氧化膜

當(dāng)涂(貼)的膜剝下，待印制電路板晾干以后，用布蘸去污粉在板上反復(fù)地擦拭，以擦去銅箔上的氧化膜，使印制電路及焊盤露出銅的光亮本色為止。

3)涂抹助焊劑

為了容易焊接，保證印制電路板的導(dǎo)電性能和防止銹蝕，印制電路板制好后，先要在印制電路板的銅箔上涂抹一層助焊劑。用作印制電路板的助焊劑的類型較多，常用的是松香助焊劑。其配制方法：用無水酒精(純度為95%以上)200mL，松香30g混合溶解以后再加入1滴三乙醇胺即可。

助焊劑涂抹方法：將配制好的助焊劑立即涂在洗凈晾干的印制電路板的焊盤上，以幫助提高焊接性能，以防燙壞印制線和焊盤。

4)涂抹阻焊劑

涂抹阻焊劑的作用是防短路、防銹、防潮等。涂抹阻焊劑這一工序，既可在印制電路板涂抹助焊劑以后進(jìn)行，也可在印制電路板上的元器件組裝、調(diào)試結(jié)束以后進(jìn)行，可根據(jù)實(shí)際情況來確定。

用作印制電路板的阻焊劑類型較多，常用以下方法配制的溶液作為阻焊劑。

配制方法：準(zhǔn)備無水酒精、松膠以及堿性綠若干(這幾種材料在化工商店均可買到)。松膠可用干桃膠代替，堿性綠可用綠染料代替。將上述準(zhǔn)備好的材料，按7.5∶2.3∶0.2(無水酒精、松膠、堿性綠)的重量比進(jìn)行混合?；旌系捻樞颍合葘⒕凭⑺赡z在帶蓋玻璃瓶中(防止酒精揮發(fā))放置1～2天，待松膠完全溶化后加少量堿性綠，待堿性綠充分溶解后即可使用。必須注意的是：堿性綠不應(yīng)放置過多，以免使保護(hù)漆的顏色過深，影響美觀。

阻焊劑涂抹方法：先將印制電路板擦洗干凈后晾干。將阻焊劑攪拌均勻，用排筆或單支毛筆蘸適量的阻焊劑涂在印制電路板的表面，待其干后再涂第二次，通常只要涂抹2～3次即可。

涂好阻焊劑的印制電路板，放置數(shù)小時(shí)后待阻焊膜干透，用小刀刮去焊盤上的阻焊膜。配制好的阻焊劑在使用中若覺得液體太稠，還可以加適量的無水酒精進(jìn)行稀釋，然后再投入使用。圖5-3-2紫外光固化綠油5.3.5制作印制電路板的方法

適合初學(xué)者業(yè)余條件下手工制作印制電路板的方法有以下幾種。

1．描圖蝕刻法

描圖蝕刻法是一種十分常用的制板方法。由于最初使用調(diào)和漆作為描繪圖形的材料，因而也稱漆圖法。具體步驟如下：

(1)下料。按實(shí)際設(shè)計(jì)尺寸剪裁覆銅板(剪床、鋸割均可)，去四周毛刺。

(2)覆銅板的表面處理。由于加工、儲(chǔ)存等原因，覆銅板的表面會(huì)形成一層氧化層。氧化層會(huì)影響底圖的復(fù)印，為此在復(fù)印底圖前應(yīng)將覆銅板表面清洗干凈，具體方法是：用水砂紙蘸水打磨，用去污粉擦洗，直至將底板擦亮為止，然后用水沖洗，用布擦干凈后即可使用。這里切忌用粗砂紙打磨，否則會(huì)使銅箔變薄，且表面不光滑，影響描繪底圖。

(3)拓圖(復(fù)印印制電路)。拓圖，即用復(fù)寫紙將已設(shè)計(jì)好的印制板排版草圖中的印制電路拓在已清潔好的覆銅板的銅箔面上。注意復(fù)印過程中，草圖一定要與覆銅板對(duì)齊，并用膠帶紙粘牢(如圖5-3-3所示)。拓制雙面板時(shí)，覆銅板與草圖應(yīng)有3個(gè)不在一條直線上的點(diǎn)定位。圖5-3-3拓圖圖5-3-4復(fù)寫草圖

(4)鉆孔。拓圖后檢查焊盤與導(dǎo)線是否有遺漏，然后在板上打樣沖眼，以定位焊盤孔。用小沖頭對(duì)準(zhǔn)要沖孔的部位(焊盤中央)打上一個(gè)一個(gè)的小凹痕，便于以后打孔時(shí)不至于偏移位置。

(5)描圖(描涂防腐蝕層)。為能把覆銅板上需要的銅箔保存下來，就要將這部分涂上一層防腐蝕層，也就是在所需要的印制導(dǎo)線、焊盤上加一層保護(hù)膜。這時(shí)，所涂出的印制導(dǎo)線寬度和焊盤大小要符合實(shí)際尺寸。

首先準(zhǔn)備好描圖液(防腐液)，一般可用黑色的調(diào)和漆，漆的稀稠要適中，一般調(diào)到用小棍蘸漆后能往下滴為好。另外，各種抗三氧化鐵蝕刻的材料均可以用作描圖液，如蟲膠油精液、松香酒精溶液、蠟、指甲油等。

描圖時(shí)應(yīng)先描焊盤：用適當(dāng)?shù)挠矊?dǎo)線蘸點(diǎn)漆料，漆料要蘸得適中，描線用的漆稍稠，點(diǎn)時(shí)注意與孔同心，大小盡量均勻(如圖5-3-5(a)所示)。焊盤描完后再描印制導(dǎo)線圖形，可用鴨嘴筆、毛筆等配合尺子，注意直尺不要與板接觸，可將兩端墊高，以免將未干的圖形蹭壞(如圖5-3-5(b)所示)。圖5-3-5描圖法示意圖(a)畫焊盤；(b)畫圖形

(6)修圖。描好后的印制板應(yīng)平放，讓板上的描圖液自然干透，同時(shí)檢查線條和焊盤是否有麻點(diǎn)、缺口或斷線，如果有，應(yīng)及時(shí)填補(bǔ)、修復(fù)。再借助直尺和小刀將圖形整理一下，沿導(dǎo)線的邊沿和焊盤的內(nèi)外沿修整，使線條光滑，焊盤圓滑，以保證圖形質(zhì)量。

(7)蝕刻(腐蝕電路板)。蝕刻液一般為三氯化鐵(FeCl3)溶液，將描修好的板子浸沒到溶液中，使銅箔面正好完全被浸沒為限，太少不能很好地腐蝕電路板，太多容易造成浪費(fèi)。在腐蝕過程中，為了加快腐蝕速度，要不斷輕輕晃動(dòng)容器和攪動(dòng)溶液，或用毛筆在印制板上來回刷洗，但不可用力過猛，防止漆膜脫落。如嫌速度還太慢，也可適當(dāng)加大三氯化鐵的濃度，但濃度不宜超過50%，否則會(huì)使板上需要保存的銅箔從側(cè)面被腐蝕；另外也可通過給溶液加溫來提高腐蝕速度，但溫度不宜超過50℃，太高的溫度會(huì)使漆層隆起脫落，以致?lián)p壞漆膜。

蝕刻完成后應(yīng)立即將板子取出，用清水沖洗干凈殘存的腐蝕液，否則這些殘液會(huì)使銅箔導(dǎo)線的邊緣出現(xiàn)黃色的痕跡。

(8)去膜。用熱水浸泡后即可將漆膜剝落，未擦凈處可用稀料清洗，也可用水砂紙輕輕打磨去膜。

(9)修板。將腐蝕好的電路板再一次與原圖對(duì)照，用刀子修整導(dǎo)線的邊沿和焊盤的內(nèi)外沿，使線條光滑，焊盤圓滑。

(10)涂助焊劑。涂助焊劑的目的是為了便于焊接，保護(hù)導(dǎo)電性能，保護(hù)銅箔，防止產(chǎn)生銅銹。

首先必須將電路板的表面做清潔處理，晾干后再涂助焊劑：用毛刷、排筆或棉球蘸上溶液均勻涂刷在印制板上；然后將板放在通風(fēng)處，待溶液中的酒精自然揮發(fā)后，印制板上就會(huì)留下一層黃色透明的松香保護(hù)層。

2．貼圖蝕刻法

用描圖法自制印制電路板雖然簡單易行，但描繪質(zhì)量很難保證。近年來，電子器材商店已有一種薄膜圖形出售，這種具有抗蝕能力的薄膜厚度只有幾微米，圖形種類有幾十種，都是印制電路板上常見的圖形，有各種焊盤、接插件、集成電路引線和各種符號(hào)等。這些圖形貼在一塊透明的塑料軟片上，使用時(shí)可用刀尖把圖形從軟片上挑下來，轉(zhuǎn)貼到覆銅板上。焊盤和圖形貼好后，再用各種寬度的抗蝕膠帶連接焊盤，構(gòu)成印制導(dǎo)線，整個(gè)圖形貼好以后即可進(jìn)行腐蝕。這種方法就稱為貼圖蝕刻法，用此法制作的印制板效果極好，與照相制版所做的板子幾乎沒有質(zhì)量上的差別。在使用貼圖蝕刻法制作印制電路板時(shí)，首先依照設(shè)計(jì)導(dǎo)線寬度將膠帶切成合適寬度，然后按照設(shè)計(jì)圖形貼到覆銅板上。電子器材商店有各種不同寬度貼圖膠帶，也有將各種常用印制圖形如IC，印制板插頭等制成專門的薄膜，使用更為方便。無論采用何種膠條，都要注意貼粘牢固，特別邊緣一定要按壓緊貼，否則腐蝕溶液侵入將使圖形受損。

3．銅箔粘貼法

銅箔粘貼法是手工制作印制電路板最簡捷的方法，既不需要描繪圖形，也不需要腐蝕。只要把各種所需的焊盤及一定寬度的導(dǎo)線粘貼在絕緣基板上，就可以得到一塊印制電路板。具體方法與貼圖蝕刻法很類似，只不過所用的貼膜不是抗蝕薄膜，而是用銅箔制成的各種電路圖形。銅箔背面涂有壓敏膠，使用時(shí)只要用力擠壓，就可以把銅箔圖形牢固地粘貼在絕緣板材上。目前，我國已有一些電子器材商店出售這種銅箔圖形，但因價(jià)格較高，使用并不廣泛。

4．刀刻法

對(duì)于一些電路比較簡單，線條較少的印制板，可以用刀刻法來制作。在進(jìn)行布局排版設(shè)計(jì)時(shí)，要求導(dǎo)線形狀盡量簡單，一般把焊盤與導(dǎo)線合為一體，形成多塊矩形。由于平行的矩形圖形具有較大的分布電容，因此刀刻法制板不適合高頻電路。

刻刀可以用廢的鋼鋸條自己磨制，要求刀尖既硬且韌。制作時(shí)按照拓好的圖形，用刻刀沿鋼尺刻畫銅箔，使刀刻深度把銅箔劃透。然后，把不需要保留的銅箔的邊角用刀尖挑起，再用鉗子夾住把它們撕下來(如圖5-3-6所示)。印制板刻好后，再進(jìn)行打孔，并檢查印制板上有無沒撕干凈的銅箔或毛刺(可用砂紙輕輕打磨，進(jìn)行修復(fù))，最后清潔表面，上助焊劑。圖5-3-6刀刻法制作印制板

5．熱轉(zhuǎn)印法

熱轉(zhuǎn)印法是目前電子愛好者制作少量實(shí)驗(yàn)板的最佳選擇。它利用了激光打印機(jī)墨粉的防腐蝕特性，具有制板快速(20分鐘)，精度較高(線寬15mil，間距10mil)，成本低廉等特點(diǎn)，但由于涂阻焊劑和過孔金屬化等工藝的限制，這種方法還不能方便制作任意布線雙面板，只能制作單面板和所謂的“準(zhǔn)雙面板”。熱轉(zhuǎn)印法主要采用了熱轉(zhuǎn)移的原理，利用激光打印機(jī)的“碳粉”(含黑色塑料微粒)受激光打印機(jī)的硒鼓靜電吸引，在硒鼓上排列出精度極高的圖形及文字，在消除靜電后，轉(zhuǎn)移到經(jīng)過特殊處理的專用熱轉(zhuǎn)印紙上，并經(jīng)高溫熔化熱壓固定，形成熱轉(zhuǎn)印紙板，再將該熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在覆銅板上，由于熱轉(zhuǎn)印紙是經(jīng)過特殊處理的，通過高分子技術(shù)在它的表面覆蓋了數(shù)層特殊材料的涂層，使熱轉(zhuǎn)印紙具有耐高溫不粘連的特性，當(dāng)溫度達(dá)到180.5℃時(shí)，在高溫和壓力的作用下，熱轉(zhuǎn)印紙對(duì)融化的墨粉吸附力急劇下降，使融化的墨粉完全吸附在覆銅板上，覆銅板冷卻后，形成緊固的有圖形的保護(hù)層，經(jīng)過腐蝕后即可形成做工精美的印制電路板。熱轉(zhuǎn)印法的實(shí)現(xiàn)，需要的主要設(shè)備及材料有激光打印機(jī)、轉(zhuǎn)印機(jī)、熱轉(zhuǎn)印紙等。制作方法如下：

(1)用激光打印機(jī)將印制電路板圖形打印在熱轉(zhuǎn)印紙上。打印后，不要折疊、觸摸其黑色圖形部分，以免使版圖受損。

(2)將打印好的熱轉(zhuǎn)印紙覆蓋在已做過表面清潔的覆銅板上，貼緊后送入制版機(jī)制版。只要覆銅板足夠平整，用電熨斗熨燙幾次也是可行的。

(3)覆銅板冷卻后，揭去熱轉(zhuǎn)印紙。

其余蝕刻、去膜、修