电子产品工艺教案5幻灯片.ppt

1、第五章印刷电路板的制作技术，本章重点：印刷电路板的种类和特征印刷电路板的设置修订基础印刷电路板的制造和检查印刷电路板的修订机设置修订本章难点：印刷电路板的具体设置修订过程和方法印刷电路板的制造和检查， 目录5.1印刷电路板的种类和特征5.2印刷电路板的设定修订基础5.3印刷电路板的制造和检查5.4印刷电路板的修订机设定修订本章的总结，按照主目录，5.1印刷电路板的种类和特征，一、印刷电路板的类型二、印刷电路板的材料，一、印刷电路板的类型双面印刷电路板3、多层印刷电路板4、柔性印刷电路板5、平面印刷电路板、1、单面印刷电路板、单面印刷电路板在厚度0.20.5mm的绝缘电路板的一个表面复盖铜箔，通

2、过印刷和蚀刻的方法在电路板上形成印刷电路。 适用于收音机和一般电子产品等电子部件密度不高的电子产品，适用于手工制作。 2 .双面印刷电路板、双面印刷电路板可以在绝缘电路板上(其厚度为0.20.5mm )的两面涂敷铜箔，在电路板上的两面制作印刷电路。 适用于电子校正计算机、电子设备、手机等电子部件密度较高的电子产品。 由于双面印刷电路的布线密度高，可以减小电子产品的体积，但需要在双面铜箔之间配置金属化通路，需要特殊的制作工艺，几乎不可能手工制作。 3 .多层印刷电路板，在绝缘电路板上制作3层以上的印刷电路的印刷电路板称为多层印刷电路板。 将薄的单面板或双层面板贴合在一起，其厚度通常为1.22.5

3、 mm。 为了引出夹在绝缘基板之间的电路，在多层印刷基板上安装部件的孔需要金属化，也就是说，在小孔的内表面涂布金属层，与夹在绝缘基板之间的印刷电路连接。 与集成电路块组合使用，其特征是能够减小产品的体积和重量，增设屏蔽层，提高电路的电气性能。 4、柔性印刷电路板、柔性印刷电路板的基材为柔性层状塑料或其他质量的薄膜性材料，例如聚酯或聚酰亚胺的绝缘材料，其厚度在0.251 mm之间。 也具有单层、双层和多层的区别，它可以终止、排列在任意的位置，例如实现了便携电话机盖与机体之间的电连接，广泛应用于电子校准计算机、通信、校准器等电子产品中。 5 .平面印刷板通过将印刷板的印刷布线嵌入绝缘板中，并使布线

4、与板表面齐平来构成平面印刷板。 平面印刷电路板的导线上镀有耐磨损的金属，通常用于切换开关、电子校正计算机的键盘等。 二、印刷电路板的材料根据印刷电路板的材料分为4种： 1、酚醛纸基铜箔板(也称为纸铜箔板) 2、环氧酚醛玻璃布铜箔板3、环氧玻璃布铜箔板4、聚四氟乙烯玻璃布铜箔板，1、氟2 .环氧酚醛玻璃布铜箔板、环氧酚醛玻璃布铜箔板是用无碱玻璃布浸渍酚醛树脂，用电解紫铜热压而成的。 由于使用环氧树脂，环氧酚醛玻璃布铜箔板的粘接力强，电气和机械性能好，具有耐化学性和耐高温湿润性，但环氧酚醛玻璃布铜箔板的价格高。 3、环氧玻璃布铜箔板、环氧玻璃布铜箔板是将玻璃灯丝布浸渍在以硬化剂为固化剂的环氧树脂中

5、，对电解紫铜箔进行热压而形成的。 电和机性能好，耐高温潮湿，板基透明。4、聚四氟乙烯玻璃布铜箔板，将聚四氟乙烯分散乳液浸渍在聚四氟乙烯玻璃布中，用氧化处理过的电解紫铜箔进行热压。 是一种具有优良的电性能和化学稳定性、耐高温、绝缘性高的新材料。 5.2印刷电路板的设定修订基础，一、印刷电路板的设定修订内容和要求二、印刷电路板的布局三、印刷电路板的具体设定修订过程和方法，一、印刷电路板的设定修订内容和要求，一、印刷电路板的电路设定修订二、印刷电路板的设定修订顺序，一.印刷电路板的电路设定修订， 电路设计修订者认为，电子产品印刷线路板的电路设计修订应考虑电路的复杂性、部件的外形和重量、工作电流的大小

6、、电路电压的高低，选择合适的基板基材，确定印刷线路板的类型，在修订印刷线路板的运行时，应考虑电路的工作频率，尽量减少线路间的分布电容和分布电感等印刷电路板的设定修正步骤、印刷电路板的设定修正分为3个步骤。 决定印刷电路板的尺寸、形状、材料，决定印刷电路板和外部的连接，决定部件的安装方法。 在印刷电路板上配线和零件，决定印刷电路板的宽度、间距和焊盘的直径和孔径。 用电脑保存修改后的PCB图，提交给印刷电路板的制造商。 着手印刷电路板的修订时，修订者应根据有关规则和标准，参考有关技术文件。 相关技术文档规定了一系列电路板的尺寸、层数、部件尺寸、坐标网格的间距、焊锡部件的排列间隔、制作印刷电路板图案

7、的工艺等。 二、印刷电路板的布局，整体布局2 .部件布局3 .印刷布线的布局，1 ) .整体布局在进行印刷电路板的布局之前，必须深入理解电路原理，在彻底理解电路原理的基础上，不能进行准确合理的布局。 在进行布局时，必须考虑避免各级电路间和元件间的相互干扰。 这些干扰包括电场干扰电容耦合干扰、磁场干扰感应耦合干扰、高频和低频干扰、高压和低压间干扰、以及热干扰。 进行布局设计时，必须满足设定修订指标，满足生产加工和组装工艺要求，考虑电路调试和维护的便利性。 必须充分理解电路使用的器件的电气特性和物理特性。 例如，该设备的额定功率、电压、电流、工作频率、该设备的物理特性，例如体积、宽度、高度、外形等

8、。 印刷电路板的整体布局还考虑到电路板整体的重心平滑、零件的疏密合适、排列整齐。 印刷电路板上的组件通常有规则的排列和不规则的排列。 有规则的排列也称为排列，将部件排列在一定的规则或一定的方向上。 由于该布置受部件的位置和方向的限制，因此印刷布线板的布线距离长且复杂，电路之间的干扰也大，一般仅在电路以低电压、低频(1MHz以下)动作时使用。 有序排列的优点是好看，易于机械化钻孔和组装。 不规则排列也被称为邻近排列，由于不受元件的位置和方向的制约，所以按照电路的电连接进行邻近布局，布线距离短简单，电路间的干扰少，有利于减少分布残奥仪表，适合高频(30MHz以上)电路的布局。 不规则排列的缺点是外

9、观不整齐，机械化的开孔和组装也不方便。 2 ) .部件的布局相对于单面印刷线路板，部件只能安装在没有印刷线路的面上，部件的引线通过安装孔焊接在印刷线路的焊盘上。 使用双面印刷电路板时，零件也尽量安装在电路板的一面，使加工、安装、维护变得容易。板面上的部件尽量按照电路图的顺序排列成直线，实现电路安装的紧凑化和密集化，缩短引线，减少分布电容，这对于高频电路尤为重要。 根据电路的特别要求，必须将整个电路分成几个模块实施时，需要将各模块中实施的印刷电路板制成具有独立功能的电路，分别进行调试和维护。 为了合理配置零部件，缩小体积，提高机械强度，在主要印刷电路板之外还可以安装另一个“辅助电路板”，可以在辅

10、助电路板上安装变压器、扼流圈、大电容器、继电器等一些较重的零部件，有利于加工和组装。 放置零件位置时，请考虑它们之间的相互影响。 放置零件的方向与相邻的引线交叉，电感器件要注意防止电磁干扰，线圈的轴线必须与板面垂直，使安装零件间的电磁干扰最小。 电路中有发热的部件放置在有利于散热的位置，根据需要可以单独放置或加装散热器，可减少部件自身的降温和对邻近部件的影响。 大而重的部件尽量放在印刷电路板上靠近固定端的位置，降低重心，提高印刷电路板整体的机械强度和耐振动、耐冲击能力，减小印刷电路板的负荷和变形。 (1)接地线的配线(2)输入输出端子引线的配线(3)高频电路引线的配线(4)印刷电路板的外部连接

11、(5)印刷焊盘(6)印刷引线(7)定位孔的描绘和定位方法(8)表面引线和印刷电路板的边缘需要保持一定程度的距离(板厚以上) 在各级电路内部，最好防止局部电流引起的接地阻抗噪声，并稍微接地。 图5.1(a )示意性地表示在电路的各级间分别取一点接地的原理。 但是，实际布线时未必绝对可能，如图5.1(b )所示，尽量配置在共通区域内。 (a )、(b )图5.1的印刷基板接地的布线，在电路工作频率为30MHZ以上或者高速开关的数字电路中，为了减少接地阻抗，多采用大面积的接地，在这种情况下，各级别的内部元件接地也采用稍微接地的原则，即小的区域、图5.2印刷电路板上的大面积接地线、(2)输入输出端子引

12、线的布线，为了减小引线间的寄生耦合，在布线时按照信号的流动顺序排列，电路的输入端子和输出端子尽量分离，输入端子和输出端子之间最好用线隔开。 在图5.3(a中，由于输入端子和输出端子过于接近，输出导线过长，因此发生寄生耦合，图5.3(b中示出的布局是合理的。 (a) (b )图5.3的输入端子和输出端子的布线，(3)高频电路的布线，相对于高频电路，必须保证高频布线、晶体管各电极的布线、输入输出线短且笔直，如果线间距离小则布线必须相互平行。 高频电路应避免外接引线的过渡，在交叉的引线多的情况下，采用双面印刷电路基板，通过在基板的两面印刷交叉的引线，能够缩短连接引线并使其笔直，两面的引线相互平行，应

13、减小引线间的寄生耦合图5.4双面印刷电路板的高频引线布局、(4)印刷电路板的对外连接、印刷电路板的对外连接有多种形式，可根据机械整体的结构要求来决定。 一般采用以下两种方法。 必须用导线布线连接到外部的接点，首先引出到印刷布线板的一端，导线应该从焊盘的背面通过接合孔(如图5.5所示)。在对电路连接高频高压外部引线等特殊需要的情况下，引出到适当的位置，与其他引线一起引绕，不应避免相互干扰，图5.6表示高频屏蔽引线的外接方法。 图5.5引线相互连接图5.6高频引线的外部连接方法是，如图5.7所示，用印刷电路板的插入器连接印刷电路板的插入器的引线相互连接，形成将印刷电路板的一端插入接触引线的插座的插

14、头形状。 如图5.8所示，采用针孔式插头和插座的连接，在针孔式插头的两侧设置固定孔，与印刷电路板固定，插头有90个弯针，其一端可以与印刷电路板接点焊接，另一端可以插入插座内。图5.7引线插头和插座、图5.8针孔插头和插座、(5)印刷焊盘、焊盘也称为焊盘，印刷引线的接合孔周围的金属部分，供外接引线接合。 凸肩的尺寸因焊接孔的尺寸而异。 焊接孔是指用于固定零件的导线或用过渡线贯通基板的孔。 当然，焊接孔的直径必须稍大于焊接元件的导引直径。 焊接孔径的大小与工艺有关，焊接孔径在印刷电路板的厚度以上时，可以使用冲孔；焊接孔径比印刷电路板的厚度小时，可以钻孔。 一般的焊接孔规格不要太多。 可选择如表5.

15、1 (表中有*者优先)。 表5.1焊接孔的规格、焊盘的直径d比焊接孔内径d大，一般设为D=(23)d，如图5.9所示。 为了确保焊接及接合强度，建议使用表5.2所示的尺寸。 表5.2焊盘直径与焊接孔的关系、图5.9焊盘尺寸、焊盘形状不同，圆形焊盘使用最多。 因为圆形焊盘在焊接时，焊料自然地堆焊成光滑的圆锥形，结合牢固，美观好。 但是，为了提高焊盘的紧贴强度，有时也采用正方形、椭圆形、长圆形的焊盘。 凸台的一般形状如图5.10所示。 图5.10的焊盘的形状，如图5.11所示，如果焊盘和焊盘之间的布线一体化，因为特别像水上的岛，所以称为岛状焊盘。 岛状焊盘常用于元件的不规则排列，有利于元件的密集和

16、固定，可大幅减少引线的长度和数量。 另外，焊盘和印刷布线一体化时，铜箔的面积变大，焊盘和印刷布线的耐剥离强度大幅增加。 岛状焊盘多用于高频电路，能够减少接点和引线的电感，增大接地线的屏蔽面积，减少接点之间的寄生耦合。 图5.11岛状焊盘、(5)印刷配线、印刷配线板设定修正时，如果部件的布局和配线预先决定，具体地设定修正印刷配线和印刷配线板的图案。 在这种情况下，一定会发生印刷线宽、导线间距等设定修正尺寸的决定和图形的格式化等问题。 导线的尺寸和图形格式是不能自由选择的. 关系到印刷电路板的总尺寸和电路性能。 引线的宽度一般情况下，引线应尽可能宽。 这个能承受电流，有助于制造方便。 表5.3中显

17、示了0.05mm厚铜箔的导线宽度、允许电流和自电阻的大小的关系。 表5.3 0.05mm厚铜箔的引线宽度与允许电流、电阻的关系，在决定引线宽度时，除了需要考虑载流子之外，还要注意基板上的剥离强度与焊盘的协调，一般采用线宽b=(1/32/3)D。 一般的导线宽度可以在0.32.0mm之间，优选采用0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0 mm的规格，其中0.5mm的导线宽度主要用于微小型电子产品。 印刷线路本身也有电阻，电流流动时会产生热量，产生电压降。 印刷布线的电阻一般也可以不考虑，但在设为共同接地的情况下，为了避免在接地产生的电位差而引起寄生反馈的情况下考虑电阻值。 因为印刷电路的电源线和接地线的承载重量大，所以在设定修正时适当扩大，一般设为1.52.0mm。 当印刷布线的电阻和电感要求比较小时，可以采用宽信号线；当分布电容要求比较小时，可以采用窄信号线。另外，印刷布线的间距通常，布线的间距与布线宽度相等即可，但不能为1mm以上。 否则，在焊接部件时难以采用焊接方法。 对于微型紧凑型元件，最小引脚间距为0.4mm以上。 导螺距