电子产品制作工艺课件-第六章

2009年12月

国家级“十一五”规划教材第六章2第6章印制电路板的设计与制作学习要点：1.印制电路的制作材料；2.印制电路板的设计基础；3.印制电路板的制作方法及质量检验；4.印制电路板的组装。3第6章主要内容6.1覆铜板

6.2印刷电路板的设计6.3印刷电路板的制作及检验6.4印制电路板的组装46.1覆铜板

覆铜板的作用与分类

常用覆铜板及其选用返回56.1覆铜板-作用与分类1.覆铜板的作用：覆以金属箔的绝缘板称为覆箔板。其中，覆以铜箔制成的覆箔板称为覆铜板，它是制作印制电路板的主要材料。返回66.1覆铜板-作用与分类2.覆铜板的分类方式（1）按基板材料分类:纸质覆铜板，玻璃布板覆铜板，和合成纤维覆铜板等（2）按黏剂树脂分类（3）按结构分类:单面印制板一般是简单的，民用的产品，比如，收音机，电视机，台灯，等双面用于布线密度高的电子设备软性目的是为了电子产品内部空间得到充分利用，广泛用于通信返回76.1覆铜板-覆铜板及其选用（1）TFZ-62、TFZ-63酚醛纸基覆铜板这种覆铜板的特点是：价格低廉，但机械强度低、不耐高温、阻燃性差、抗湿性能差等，主要用在低频和中、低档次的民用产品中（如收音机、录音机等）的印制电路板。（2）THFB-65酚醛玻璃布覆铜板这种覆铜板特点是：质轻、电气和机械性能良好、加工方便等，但其价格较高，主要用在工作温度较高、工作频率较高的无线电设备中作印制板。返回86.1覆铜板-覆铜板及其选用（3）聚四氟乙烯覆铜板这种覆铜板的特点是：绝缘性能好，耐温范围宽（-230℃～260℃），耐腐蚀等，但价格高。主要在高频和超高频线路中用于制作印制电路板，如在航空航天领域和军工产品中使用。（4）聚苯乙烯覆铜箔板这种覆铜箔板主要用做高频和超高频印制线路板和印制元件，如微波电路中的定向耦合器等。返回96.2印制电路板设计

印制电路板的特点

印制电路板设计的主要内容

电子元器件布局、排列的原则与方法

印制电路板的设计步骤与方法

印制电路板图的计算机辅助设计CAD

电子元器件选用的基本原则返回106.2印制电路板设计-印制板特点印制电路板简称PCB板，也叫做印刷线路板。它由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元器件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。PCB板中，放置元器件的这一面称为元件面；放置导线的这一面称为印制面或称焊接面。对于双面印制板，元器件和焊接面可能是在同一面的。返回116.2印制电路板设计-印制板特点（1）PCB板可以实现电路中各个元器件的电气连接，代替复杂的布线，减少接线工作量和连接时间，降低线路的差错率，简化电子产品的装配、焊接、调试工作，降低产品成本，提高劳动生产率。（2）布线密度高，缩小了整机体积，有利于电子产品的小型化。返回126.2印制电路板设计-印制板特点（3）印制电路板具有良好的产品一致性，它可以采用标准化设计，有利于提高电子产品的质量和可靠性，也有利于在生产过程中实现机械化和自动化。（4）可以使整块经过装配调试的印制电路板作为一个备件，便于电子整机产品的互换与维修。（举例）返回136.2印制电路板设计-设计内容印制电路板的设计，是根据设计人员的意图，将电原理图转换成印制电路板图、并确定加工技术要求的过程。印制电路板的设计包括电路设计和封装设计（即印制导线设计）两部分。返回146.2印制电路板设计-设计内容PCB板设计的主要内容包括：（1）熟悉并掌握原理图中每个元器件外形尺寸、封装形式、引线方式、管脚排列顺序、各管脚功能及其形状等，由此确定元件的安装位置，哪些元件需要散热片、哪些元件需要加固，哪些版内，哪些版外等其它安装要求。（2）查找线路中的电磁干扰源，以及易受外界干扰的敏感器件，比如，外界温度，外界湿度，外界光亮强度，等，，，再确定排除干扰的措施。返回156.2印制电路板设计-设计内容（3）根据电气性能和机械性能，布设导线和组件，确定元器件的安装方式、位置和尺寸，确定印制导线的宽度、间距和焊盘的直径、孔距等。（4）确定印制电路板的尺寸、形状、材料、种类以及外部连接和安装方法。对于主要由分立元件组成的不太复杂的电路，可采用单面板设计；对于集成电路较多的较复杂的电路，可采用双面板进行设计。例返回166.2印制电路板设计-元器件布局排列元器件布局、排列是指：按照电子产品电原理图，将各元器件、连接导线等有机地连接起来，并保证电子产品可靠稳定的工作。电子产品的结构形式与元器件的布局，排列密切相关，元器件的布局，排列直接影响电子产品的性能指标，研究电路中各原件的布局排列，就是要确定它们在印制电路板上的最佳位置

返回176.2印制电路板设计-元器件布局排列1．元器件布局的原则（1）应保证电路性能指标的实现。（2）应有利于布线，方便于布线。（3）应满足结构工艺的要求。（4）应有利于设备的装配、调试和维修。（5）应根据电子产品的工作环境等因素来合理的布局。返回186.2印制电路板设计-元器件布局排列2．元器件排列的方法及要求（1）按电路组成顺序成直线排列的方法。这种方法一般按电原理图组成的顺序按级成直线布置，即根据主要信号的放大，变换的传递顺序，a为晶体管两级放大器，各级电路以三极管为中心，

这种直线排列的优点是：①电路结构清楚，便于布设、检查，也便于各级电路的屏蔽或隔离。②输出级与输入级相距甚远，使级间寄生反馈减小。③前后级之间衔接较好，可使连接线最短，减小电路的分布参数。返回196.2印制电路板设计-元器件布局排列两级放大电路的直线排列方式返回206.2印制电路板设计-元器件布局排列（2）按电路性能及特点的排列方法从信号频率的高低、电路的对称性要求、电位的高低、干扰源的位置等多方面综合考虑，进行元器件位置的排列。比如，在铺设高频电路组件？时，由于信号频率高，相互之间容易产生干扰和辐射，所以组件之间距离小点好，引线短而直，可交叉，不能并行排列，易组成

分布电感等返回216.2印制电路板设计-元器件布局排列（3）按元器件的特点及特殊要求合理排列敏感组件的排列，要注意远离敏感区。磁场较强的组件（变压器及某些电感器件），应采取屏蔽措施放置。高压元器件或导线，在排列时要注意和其他元器件保持适当的距离，防止击穿与打火。需要散热的元器件，要装在散热器上并有利于通风散热，并远离热敏感元器件。返回226.2印制电路板设计-元器件布局排列

（4）从结构工艺上考虑元器件的排列方法印制电路板是元器件的支撑主体，元器件的排列应该从结构工艺上考虑，使元器件的排列要尽量对称、重量平衡、重心尽量靠板子的中心或下部，且排列整齐、结实可靠。返回236.2印制电路板设计-设计方法与步骤印制电路板的设计内容包括：印制电路板基板的选材、印制电路板上元器件排列的设计、地线的设计、输入输出端的设计、排版连线图的设计等方面，设计的步骤如下：返回246.2印制电路板设计-设计方法与步骤1．印制板材料、厚度和板面尺寸的选定（1）材料的选择。材料的选择必须考虑到电气（有关电方面的，比如，阻抗，介电常数，等

）和机械特性（有关物理性质方面的，比如，吸水性，膨胀性，硬度，耐热性能，等）、购买的相对价格和制造的相对成本等方面。（2）厚度的确定。厚度的选择主要是考虑印制板上装有的所有元器件重量的承受能力和使用中承受的机械负荷能力。比如，板大的、受力负荷大就选择厚点的，反之亦然返回256.2印制电路板设计-设计方法与步骤（3）形状和尺寸。印制板的结构尺寸应从装配工艺角度考虑两个方面的问题：一方面是便于自动化组装，使设备的性能得到充分利用，能使用通用化、标准化的工具和夹具；另一方面是便于将印制板组装成不同规格的产品，且安装方便、固定可靠。印制板的外形应尽量简单，一般为长方形，尽量避免采用异形板。单面印制板一般是简单的，民用的产品，比如，收音机，电视机，台灯，等双面用于布线密度高的电子设备

返回266.2印制电路板设计-设计方法与步骤2.印制电路板上元器件排列的设计元器件在印制电路板上的排列方式主要有三种：不规则排列坐标排列坐标格排列返回276.2印制电路板设计-设计方法与步骤不规则排列返回元器件在印制板上可以任意方向排行，主要用在高频电路中，减少分布电容和接线电感286.2印制电路板设计-设计方法与步骤坐标排列返回元器件的轴向和印制电路板的四边平行或垂直排列，外观美，整齐，仅用于频率低于30MHz的电路296.2印制电路板设计-设计方法与步骤

坐标格排列返回用印有坐标方格的图纸绘制设计电路板及元器件位置的坐标尺寸图306.2印制电路板设计-设计方法与步骤典型组件排列印制板板图返回

（a）典型元器件（组件）的尺寸:

（b）典型组件的排列方式:

d×lA>1.5mm

316.2印制电路板设计-设计方法与步骤3.印制电路板上地线的设计（1）一般将公共地线布置在印制电路板的边缘，并留有一定的距离，便于印制电路板安装与机械加工，有利于提高电路的绝缘性能。（2）在设计高频电路时，为减小引线电感和接地阻抗，防止自激，地线应有足够的宽度。（3）印制电路板上每级电路的地线，在多数情况下可以设计成自封闭回路。但外界有强磁场的情况下，应避免封闭地线组成的线圈产生电磁感应而影响电路的电性能。返回326.2印制电路板设计-设计方法与步骤4．输入、输出端的设计（1）输入、输出端尽量按信号流程顺序排列，使信号便于流通，并可减小导线之间的寄生干扰；（2）输入、输出端尽可能的远离，在可能的情况下最好用地线隔离开。可减小输入、输出端信号的相互干扰。返回336.2印制电路板设计-设计方法与步骤5.排版连线图的设计排版连线图是指：用简单线条表示印制导线的走向和元器件的连接关系的图样。返回

排版方向与方式346.2印制电路板设计-设计方法与步骤由原理图到印制版图的排版方向返回356.2印制电路板设计-设计方法与步骤集成电路的排版方向返回366.2印制电路板设计-设计方法与步骤

排版设计的草图根据设计草图画成的印制导线图返回

376.2印制电路板设计-CAD1．计算机辅助设计CAD的操作步骤和特点印制电路板图的设计分为人工设计和计算机辅助设计CAD两种。计算机辅助设计CAD方法的优点是：方便了设计修改过程，省略了画图时间，提高的设计效率，简化了设计工艺的检查过程。返回386.2印制电路板设计-CAD人工设计和计算机辅助设计的比较返回396.2印制电路板设计-CADCAD的操作步骤：（1）在CAD软件上画出电路原理图。（2）向计算机输入能反映出印制板布线结构的参数，包括：焊盘尺寸大小、元器件的孔径和焊盘、走线关系、印制导线宽度、最小间距、布线区域尺寸等参数。（3）操作计算机执行布线设计命令，则计算机可自动完成印制电路板的设计。返回406.2印制电路板设计-CADCAD的操作步骤：（4）布线后，审查走线的合理性，并对不理想的走线进行修改。（5）定稿后，通过绘图机按所需比例直接绘制黑白底图。（6）将设计存入软盘，可以永久性保存。返回6.2印制电路板设计-CAD它可以很方便的将电路原理图设计成理想的印制电路板布线图，其设计速度快，布线均匀，美观，精度高为0.05mm以内，对于高精度的电路板印制不可缺,代替了人工设计,的效率低，错误多，集成化低，质量不高de缺点41426.2印制电路板设计-CAD2．几种常用的印制电路板CAD软件目前，印制电路板的设计大多使用计算机设计软件进行设计。这类软件主要有：SMARTWO