印刷电路板(6)

1、工程训练中心工程训练中心2021-10-22第六部分第六部分印印 制制 电电 路路 板板工程训练中心工程训练中心2021-10-22 第一章第一章 印制电路板的设计制作印制电路板的设计制作工程训练中心工程训练中心2021-10-22 PCB(Printed Circuit Board)中文名称为印刷电路板，又称印制板，简称：PCB ,是电子产品的重要部件之一。 1、最原始的电路板时代 ：随着电子技术的发展，人们对元件和线路进行规划，用一块板子为基础，在板上分配元件的布局，确定元件的接点，使用铆钉、连接柱做接点，用导线把接点依电路要求，在板的一面布线，另一面装元件的电路板。应用：在真空电子管时代

2、特点：线路的接法有直线连接（接点到接点的连线拉直）和曲线连接。 工程训练中心工程训练中心2021-10-22 2、印刷电路板时代标志：单面敷铜的发明。先在敷铜板上用模板印刷防腐蚀膜图，然后再腐蚀刻线。随着技术进步，又发明了双面板，即在板子两面都敷铜，两面都可以腐蚀刻线应用：晶体管时代至今特点：技术像在纸上印刷一样 。 3、多层电路板标志：电子产品生产技术的发展在 双面板的基础上加夹层，其实就是双面板中叠加一块或多块单面板。应用：高频、高密度产品 特点：厚度增加，成本提高，高频辐射，分布电容、分布电感。要部件之一。工程训练中心工程训练中心2021-10-22我国的现状我国的现状 1、我国的PCB

3、的设计与制造已经接近了世界 先进水平； 2、生产基地主要集中在珠三角，长三角，还 有京津唐地区也有一部分； 3、成为世界PCB第二大生产国，仅次于日本； 4、2005年出口额60亿美元，但贸易逆差仍有 12.5亿，主要是高端产品柔性电路板（FPC） 和高密度互联电路板。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 一、印制电路板的相关概念一、印制电路板的相关概念n印制采用某种方法，在一个表面上再现 图形和符号的工艺，它包含通常意义的“印 刷”。n印制线路采用印制法在基板上制成的导 电图形，包括印制导线、焊盘等。n印制元件采用印制法在基板上制成的电 路元件，如电感、电容等。工程训练中心工程训练中

4、心2021-10-22n印制电路采用印制法得到的电路， 它包括印制线路和印制元件或由二者 组合成的电路。包括印制线路和印制 元件。n印制电路板完成了印制电路或印 制线路加工的板子。n印制电路板部件安装了元器件或 其他部件的印制板部件。不如计算机 主板，是印制板部件，拆掉元器件才 是印制电路板。工程训练中心工程训练中心2021-10-22二、印制电路板的功能二、印制电路板的功能n提供集成电路等各种电子元 器件固定、装配的机械支撑； n实现集成电路等各种电子 元器件之间的布线和电气 连接或电绝缘； n提供所要求的电气特性， 如特性阻抗等；n为自动焊锡提供阻焊图形，为元件插装、 检查、维修提供识别字

5、符和图形。 工程训练中心工程训练中心2021-10-22三、印制电路板的分类三、印制电路板的分类1、按印制电路的分布n单面板：仅一面上有导电图形n双面板：两面都有导电图形n多层板：三层或三层以上导电图形和绝缘材料层砖合成。2、按机械性能n刚性n挠性双面板 GeForce 6800标准版使用了10层的P212板型 工程训练中心工程训练中心2021-10-22四、印制电路板的构成四、印制电路板的构成1、印制电路和基板n基板：一般是敷铜基板，即 99.8%铜箔+粘合剂+支撑材料n常用的FR-4 环氧树脂玻璃布，计算机通讯设备n酚醛纸质 电视机收音机n对于高频电路常用的聚 四氟乙烯玻璃布n印制电路板的

6、颜色为绿 色或综色是防焊漆工程训练中心工程训练中心2021-10-222、印制电路的形成（1）减成法：敷铜基板上用化学和机械的方 式除去不需要的部分。蚀刻法和雕刻法 （Hcl+H2O2+Cucl2或28%-42%的Fecl3）（2）加成法：在绝缘基板上用某种方式敷设 所需的印制电路图形。丝印电镀法，粘 贴法。 注：我们制作中所使用的就是减成法中注：我们制作中所使用的就是减成法中 的蚀刻法。的蚀刻法。工程训练中心工程训练中心2021-10-22五、印制电路板的设计要求五、印制电路板的设计要求 1、印制导线宽度 由该导线的工作电流决定，考虑到手工刻线的操作情况，在此我们要求导线要大于1mm。 导线

7、宽导线宽度（度（mmmm）1 11.51.52 22.52.53 33.53.54 4导 线 面 积(mm2)0.050.0750.0750.10.1250.150.1750.2导 线 电 流(A)11.522.533.54工程训练中心工程训练中心2021-10-22 2、导电图形间距 相邻导电图形之间的间距由它们间的电位差决定。导导 线线 间间 距距(mm)(mm)0.50.51 11.51.52 23 3工工 作作 电电 压压(V)(V)100100200200300300500500700700工程训练中心工程训练中心2021-10-223、印制导线走向与形状n印制导线应尽量短，能走捷径

8、就不要绕远。n走线平滑自然为佳，避免急拐弯和尖角。n公共地线应尽可能多地保留铜箔。n若布线密度低，可加粗导线，信号线间距适当加大。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 4、焊盘与孔 （1）常使用的焊盘形状 1）岛形焊盘 焊盘与焊盘间的连线合为一体 。常用于立式不规则排列安装中。抗剥度强。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 2）圆形焊盘 广泛用于元件规则排列的单、双面印制板中。若板的密度允许，焊盘可大些，焊接时不至于脱落。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 3）方形焊盘 印制板上的元器件大而少、且印制导线简单时多采用。在手工自制PCB时，采用这种焊盘易于实现。工程训练

9、中心工程训练中心2021-10-22 4）其他常见焊盘 还有一些经常使用的焊盘：泪滴式多边形椭圆形开口形工程训练中心工程训练中心2021-10-22 （2）孔的尺寸 我们所使用的钻头是1mm的，所以在此要求焊盘的直径要大于等于2mm。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 5、元器件的安装与布局 （1）安装方式：卧式与立式 1）卧式安装： 适用于焊盘间距较远时安装。（要求元件紧贴电路板） 2）立式安装： 适用于焊盘间距较近时安装。工程训练中心工程训练中心2021-10-22（2）元器件排列格式 1）不规则排列 此种方式以固定立式为主，看起来杂乱无章，但印制导线布设方便，印制导线短而少，可

10、减少线路板的分布参数，抑制干扰，特别对抗高频干扰极为有利。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 2）规则排列 此种方式以卧式为主，排列规范，整齐，便于安装、调试、维修，但布线时受方向、位置的限制而变得复杂些。注意：制作过程中要求尽量采用规则排列！注意：制作过程中要求尽量采用规则排列！ 工程训练中心工程训练中心2021-10-22 （3）元器件布设原则 1）元器件在整个板面疏密一致，布设均匀。 2）元器件不要占满板面，四周留边，便于固定。 3）元器件布设在板的一面，每个引脚单独占用 一焊盘。 4）元器件布设不可上下交叉，相邻元器件之间 保持间距。 5）元器件安装高度尽量短，以提高稳定性和

11、防 止相邻元件碰撞。工程训练中心工程训练中心2021-10-22合理布设合理布设不合理布设不合理布设工程训练中心工程训练中心2021-10-22六、手工制作印制电路板的步骤六、手工制作印制电路板的步骤1、分析原理图。2、设计外形 结构草图。工程训练中心工程训练中心2021-10-223、去覆铜板上的氧化层。工程训练中心工程训练中心2021-10-224、将覆铜板覆铜面贴满电气胶带。工程训练中心工程训练中心2021-10-225、通过复写纸把草图印到电气胶带一面。工程训练中心工程训练中心2021-10-226、用小刀把电气绝缘部分除去。工程训练中心工程训练中心2021-10-227、放进腐蚀箱腐

12、蚀。工程训练中心工程训练中心2021-10-228、电气绝缘部分腐蚀掉后打孔，焊接之前再次去覆铜板上的氧化层和涂抹助焊济。工程训练中心工程训练中心2021-10-229、焊接元器件。工程训练中心工程训练中心2021-10-2210、通电调试并测量相关参数。工程训练中心工程训练中心2021-10-22附：本模块内容制作原理图附：本模块内容制作原理图工程训练中心工程训练中心2021-10-221234工程训练中心工程训练中心2021-10-22工程训练中心工程训练中心2021-10-22o设计要求及注意事项：1、电路不使用飞线，电源及信号输入输出除外2、电位器必须排列在同一个方向，应注意电位器与电

13、路板边缘距离不要太宽3、注意集成电路的方向，特别是考虑到集成电路穿过电路板后印刷线路的引脚顺序4、PCB设计图上必须标明元件位号并写入实习报告工程训练中心工程训练中心2021-10-22o元件清单工程训练中心工程训练中心2021-10-22 第二章第二章 计算机辅助设计算机辅助设 计印制电路计印制电路工程训练中心工程训练中心2021-10-22第一节 原理图的绘制工程训练中心工程训练中心2021-10-22一、新建文件一、新建文件 1、双击桌面Protel99 SE图标或者在桌面系统的开始菜单中单击Protel99 SE图标即进入Protel99 SE设计环境。工程训练中心工程训练中心2021

14、-10-22 2、执行FileNew Design命令打开如图所 示的对话框。 Windows File System格式的数据库更改文件名存储路径工程训练中心工程训练中心2021-10-22 3、单击OK按钮后Protel99 SE设计环境变 为如图所示。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 4、执行FileNew命令，即可打开如图所示的New Document对话框。文件报表设计文档文件夹印制电路板设计编辑器印制电路板元件封装编辑器印制电路板打印原理图设计编辑器表格处理 编辑器原理图元件编辑器文字处理编辑器波形处理编辑器工程训练中心工程训练中心2021-10-22 5、在如图的对话

15、框中选择原理图设计编辑器，双击并打开如图1-1所示的原理图设计页面。原 理 图 设计 编 辑 器工程训练中心工程训练中心2021-10-22图1-1 原理图设计页面工程训练中心工程训练中心2021-10-22二、原理图绘制二、原理图绘制1、设置图纸环境 在原理图设计页面里点击Design（设计）Options（选项），打开如图所示设置图纸大小。 设置页面的方向标题区显示网络标记显示边框设置图纸边框颜色设置工作区颜色设置图纸栅格自动寻找电气节点选择图纸大小自定义图纸的大小工程训练中心工程训练中心2021-10-222、添加元件库 执行DesignAdd/RemoveLibrary命令，打开如图所

16、示的对话框，并从对话框中进入Protel 99 SE安装目录下的LibrarySch目录。在目录下找到MiscellaneousDevices.ddb和Protel Dos Schematic Libraries.ddb两个文件，分别双击加入库中。单击OK回到设计图页面。添加的元器件库文件工程训练中心工程训练中心2021-10-223、元器件制作 (1)执行菜单FileNew命令，即可打开如图所示的对话框，在该对话框中选择原理图元件编辑器，如图所示。原 理 图 元件 编 辑 器工程训练中心工程训练中心2021-10-22双击并打开如图所示的元器件编辑制作界面。 在图中可以看到元器件编辑器中最常

17、用两个的工具栏，绘制图形工具栏和IEEE工具栏。工程训练中心工程训练中心2021-10-22绘制图形工具栏绘制直线绘制曲线绘制椭圆形绘制多边形添加文字标注添加新元器件添加多元件绘制矩形绘制圆角矩形绘制椭圆粘贴图片阵列式粘贴元件放置引脚工程训练中心工程训练中心2021-10-22元器件编辑区分为4个象限，一般使用第四象限绘制元器件的图形。如图所示为绘制好的元器件。工程训练中心工程训练中心2021-10-22(2)元器件库添加 更改元件名 执行ToolsRename CompoNent命令，弹出更改元器件名称的对话框，如图所示。在该对话框中输入要制作元件的名称。工程训练中心工程训练中心2021-1

18、0-22添加到元器件库 绘制好元器件后，回到原理图编辑界面，执行DesignAdd/Remove Library命令,打开元器件库添加界面，把绘制好的元器件添加到元器件库里。自 绘 元 器件 库 添 加工程训练中心工程训练中心2021-10-224、绘制电路原理图 单击设计导航右边的Browse Sch选项卡Libraries下的MiscellaneousDevices.lib，在Filter下的列表框中找到需要的元件，双击该元件，并在工作页面上单击使该元件放置在页面上。Browse Sch选项卡元器件库元件工程训练中心工程训练中心2021-10-22单击Wiring Tools工具栏中的 按

19、钮进行连线。单击工具栏中的 连接地线和电源，单击工具栏中的 连接输入、输出端口，完成电路原理图的绘制。工程训练中心工程训练中心2021-10-22Wiring Tools工具栏画导线画总线画总线分支放置网络标号放置地线/电源符号放置元器件画电路符号放置电路符号中的端口放置电路输入/输出端口放置连线连接点设置忽略电气检查规则标志放置PCB布线指示符号工程训练中心工程训练中心2021-10-225、编辑元器件属性 双击原理图中的元件，并在弹出的对话框中为元件命名和定义封装。在元器件库中定义的元器件名称元器件封装形式元器件序号元器件的大小元器件电路图的名称（不设置）设置元器件的选择状态显示元器件的隐

20、藏引脚是否显示元器件隐藏栏名称工程训练中心工程训练中心2021-10-22 第二节 印制电路板设计工程训练中心工程训练中心2021-10-22一、新建印制电路板设计界面一、新建印制电路板设计界面 双击Protel99 SE图标进入设计环境。执行FileNew命令打开如图所示对话框，选择印制电路板设计编辑器图标，单击OK按钮，进入印制电路板设计环境。如图2-1所示。印制电路板设计编辑器工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-1 印制电路板设计环境工程训练中心工程训练中心2021-10-22二、设计印制电路板板框二、设计印制电路板板框 在PCB设计环境的底部选择禁止布线层的KeepOut

21、Layer标签，执行如图所示的工具栏 按钮，光标变为“+”字形，移动光标到适当位置，开始绘制板框。如图2-2所示。连接线工具栏工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-2 板框的设计禁止布线层工程训练中心工程训练中心2021-10-22三、印制电路板绘制三、印制电路板绘制1、添加元件封装库 执行DesignAdd/Remove Library命令，打开如图所示的对话框，进入Protel 99 SE安装目录下的LibraryPcbGeneric Footprints目录。添加Advpcb.ddb和DC to DC.ddb、GeneralIC.ddb元件封装库文件。添加的元器件库工程训练中

22、心工程训练中心2021-10-222、元器件的制作 在PCB设计环境里执行FileNew命令，弹出如图所示对对话选择PCB Library Document图标，单击OK按钮，进入元件封装编辑器环境。如图2-3所示。印制电路板元件封装编辑器工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-3 PCB元件封装编辑器顶层工程训练中心工程训练中心2021-10-22 单击工作区底部的TopOverlay标签，设置当前工作层面为TopOverlay，如图2-3所示。 单击如图所示的图形工具栏的 按钮，光标变为”+“字形，选择适当的位置，单击鼠标左键，绘制元器件图形。如图2-4所示。 单击图形工具栏的

23、按钮，放置焊盘。如图2-5所示。双击焊盘，可以改变其属性。放置焊盘放置线段工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-4 绘制元器件图形工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-5 焊盘的放置工程训练中心工程训练中心2021-10-22 执行ToolsRename CompOnent命令，在弹出的对话框中更改元器件名，设置完毕单击OK按钮确认，返回工作区。 工程训练中心工程训练中心2021-10-22 在PCB工作环境，执行DesignAdd/Remove Library命令打开元器件库添加界面，把绘制好的元器件添加到元器件库里。添加库文件工程训练中心工程训练中心2021-10-

24、223、放置元件 单击如图所示的设计导航右边的Browse Sch选项卡Libraries下的菜单，找到需要的元件放置在电路板图上。 查找元器件设计导航工程训练中心工程训练中心2021-10-22 3、布线规则 执行DesignRules命令，弹出如图所示的对话框，在该对话框的Routing选项卡的RuleClasses列表框中，选择其选项进行布线规则的设置。布线设计规则工程训练中心工程训练中心2021-10-22Clearance Constraint 绝缘间隔限制。 用来定义在敷铜层面上图元间的最小距 离。 绝缘间隔设置 工程训练中心工程训练中心2021-10-22Routing Corn

25、ers 布线转角规则。用来设 定 布线过程中对于转弯的处理，只适用 于自动布线的情况。工程训练中心工程训练中心2021-10-22Routing Layers 布线层规则设置。 用于设置已经选 用的各个层面的 使用策略，每一 个已经用的层面 都可以选择一种 自动布线时线段 的放置策略。 工程训练中心工程训练中心2021-10-22Routing Via Style 过线盘 规则设置。 用于设置过线盘外 径的最大值和最小 值，以及过线盘钻 孔的最大值和最小 值。 工程训练中心工程训练中心2021-10-22SMD Neck-Down Constraint SMD也就是表面贴元器件。 用于设置连接

26、 SMD引脚的线条 的宽度与SMD引 脚宽度的比值。工程训练中心工程训练中心2021-10-22SMD To Corner Constraint用于设置SMD元 器件引脚到连线转角的最短距离限制。工程训练中心工程训练中心2021-10-22Routing Width Constraint布线宽度限制。工程训练中心工程训练中心2021-10-22 4、布线 单击如图所示的PlacementTools工具栏中的 按钮进行连线。完成印制电路板的布线。放置电气连接线工程训练中心工程训练中心2021-10-22图2-24 印制电路板图工程训练中心工程训练中心2021-10-22 第三节 印刷电路板的制作工程训练中心工程训练中心2021-10-22 一、打印设计好的印刷电路板图。一、打印设计好的印刷电路板图。 通过专业设计软件将线路层使用激光打印机打印在热转印纸的光滑面上。激光打印机打印出图激光打印机打印出图 工程训练中心工程训练中心2021-10-22二、通过热转印机把图转印到敷铜板上。二、通过热转印机把图转印到敷铜板上。热转印机热转印机工程训练中心工程训练中心2021-10-22 将剪好的图纸贴于抛光好将剪好的图纸贴于抛光好的覆铜板上，四周保留足够距的覆铜板上，四周保留足够距离。一般为离。一般为12cm 在图纸正上一面在图纸正上一面 用高温纸胶贴好固定。用高温