印制电路板的设计与制作
(PB印制电路板)印制电路板(PB)设计与制作
(PB 印制电路板)印制电路板(PB)设计与制作第一章初识Protel99SE电子线路设计是众多工程技术人员和无线电爱好者经常遇到的问题,如何快捷、高效、准确地完成电子线路的设计工作也使很多人一筹莫展。
您或许为使电路板尽量紧凑而绞尽脑汁,为布通电路板的线路而废寝忘食,为手绘的电路板歪歪扭扭而感到灰心丧气。
卓越的 Protel99 将彻底把您从烦恼的工作中解放出来,在它的帮助下,您的电子线路设计工作将变得轻松愉快。
第一节 Protel99SE 的发展与演变随着现代科学日新月异的发展,现代电子工业也取得了长足的进步,大规模、超大规模集成电路的使用使电路板的走线愈加精密和复杂。
在这种情况下,传统的手工方式设计和制作电路板已显得越来越难以适应形势了。
幸运的是电子计算机的飞速发展有效地解决了这个问题,精明的软件厂商针对广大电子界人士的需求及时推出了自己的电子线路软件。
这些软件有一些共同的特征:它们都能够协助用户完成电子产品线路的设计工作,比较完善的电子线路软件至少具有自动布线的功能,更完善的还应有自动布局、逻辑检测、逻辑模拟等功能。
Protel99 继续保持了 ProtelTechnology 公司的革新传统,它具有极为全面的工具、文档以及设计项目的组织功能,使用户可比以往任何时候更轻松地驾驭电子线路设计的全过程。
Protel 软件的良好信誉以及Protel99 的卓越表现使之很快成为众多用户的首选软件。
第二节 Protel99SE 的特点Protel99 主要有两大部分组成:一.原理图设计系统。
它主要用于电路原理图的设计,为印制电路板的设计打好基础。
二.印制电路板设计系统。
它主要用于印制电路板的设计,产生最终的 PCB 文件,直接联系到印制电路板的生产。
一.原理图设计系统Protel99 的原理图编辑器提供高速,智能的原理图编辑手段,产生高质量的原理图输出结果,它的元件库提供了超过六万种元件,最大限度地覆盖了众多的电子元件生产厂家的繁复庞杂的元件类型。
印制电路板的设计与制作培训课件
4.元器件排列方式 不规那么排列:指元器件轴线方向不一致,在板上的排 列顺序无规那么。其优点是印制导线短而少,减小了印 制电路板间的分布参数,抑制了干扰。尤其是对于高频 电路有利。但看起来杂乱无章,不太美观。
规那么排列:是指元器件轴线方向排列一致,并与印 制电路板的四周垂直或平行。其优点是元器件排列标 准,板面美观整齐,安装、调试、维修方便。但导线 布设较为复杂,印制导线相应增多。
一、设计印制电路板的准备工作
1.印制电路板的设计前提 ➢确定设计方案,完成电路设计; ➢元器件的选择; ➢仿真验证; ➢电路方案试验; ➢对电路试验结果的分析及对电路设计的改进; ➢考虑整机的机械结构和安装使用。
2. 印制电路板的设计目标 ➢ 准确性:元器件和印制导线的连接关系必须符合印制
板的电气原理图。 ➢ 可靠性:印制电路板的可靠性是影响电子设备可靠性
5. 元器件焊盘的定位 ➢焊盘的中心(即引线孔的中心)距离印制板的边缘不 能太近,一般距离应在2.5mm以上,至少应该大于板 的厚度。 ➢焊盘的位置一般要求落在正交网格的交点上,如图415所示。在国际IEC标准中,正交网格的标准格距为 2.54mm(0.1in);国内的标准是2.5mm。
§4.3 印制电路板上的焊盘及导线
四、印制导线的抗干扰和屏蔽
1. 地线布置引起的干扰
原因:
I1
I2
如印制导线AB长为10cm
要尽可能防止异形孔,以便降低加工本钱。
2. 焊盘的外径
密度的单面电路板: Dmin=d+1mm
双面电路板: Dmin≥2d
D
3. 焊盘的形状
岛形焊盘:
适用于元器件密集、不规那 么排列的电子产品。由于焊盘 面积大,抗剥离强度增大,可 以降低覆铜板的档次。
印刷电路板设计与制作电路原理图的设计
•印刷电路板设计基础•电路原理图设计基础•印刷电路板制作流程目•电路原理图的设计实例•印刷电路板的制作实例录线路基板元件0302011. 确定设计要求2. 规划电路布局3. 线路设计6. 制造与检测4. 生成设计文件5. 校验与修正元件布局规范线路设计规范材料选择规范010203043. 搭建电路4. 调整与测试元件符号的正确使用清晰简洁的连线标注的完整与清晰抗干扰措施确定功能需求根据功能需求,设计电路原理图,实现电路的逻辑功能。
设计电路原理图电路元件选择准备电路原理图元件布局设计根据电路原理图和元件选择,对印刷电路板上的元件进行布局设计,考虑元件之间的连接和信号干扰问题。
确定板型和尺寸根据产品需求和电路原理图,确定印刷电路板的形状和尺寸。
热设计考虑对于有较大功率元件的电路板,需要考虑热设计问题,如散热片的选用和放置等。
信号线布设电源线布设校验与修正导出生产文件生成CAM文件生成印刷电路板的生产文件总结词详细描述实例一:简单的数字电路原理图设计实例二:复杂的模拟电路原理图设计总结词复杂、精密、涉及多种器件详细描述该设计实例是一个复杂的模拟电路,由放大器、比较器、模拟开关和电阻等器件组成。
电路原理图较为复杂,包含多种器件,且器件之间的连接关系也较为复杂。
设计过程中需要考虑多种参数和约束条件,如信号带宽、电源功耗、热设计等。
实例三:高频电路原理图的设计总结词详细描述材料铜箔基板焊料导线步骤1. 在铜箔基板上画出电路原理图,标明元件位置和连接方式。
3. 调试电路,确保功能正常。
材料铜箔基板焊料4. 在另一面铜箔基板上画出电路原理图,标明元件位置和连接方式。
5. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内,连接元件和导线。
6. 调试电路,确保功能正常。
030102实例三:制作高频电路的印刷电路板32. 将绝缘层覆盖在铜箔基板上,根据元件位置和连接方式钻孔。
3. 将焊料涂在铜箔基板和钻孔内,连接元件和导线。
1. 在铜箔基板上画出高频电路原理图,标明元件位置和连接方式。
印制电路板(PCB)的设计与制作
Rb1
Rc
C2
V C1
ebc
C3
Rb2 Re1
C2
元器件图形
印制板图
2. 印制电路板发展过程
印制电路板随着电子元器件的发展而发展, 由此可以分为下面几个发展阶段:
● 电子管分立器件
导线连接
● 半导体分立器件
单面印刷板
● 集成电路
双面印刷板
● 超大规模集成电路
多层印刷板
2. 印制电路板发展过程
电子管体积大、重量重、耗电高,使用 导线连接。
1. PCB的分类
按孔导通状态分:埋孔板,盲孔板,通孔板
盲孔 Blind Via 盲孔 Blind Via
埋孔 Buried Via
通孔 Drilled Through Via
1. PCB的分类
按成品软硬区分 :
▪ 硬板 Rigid PCB (刚性板) ▪ 软板 Flexible PCB (挠性板) 见左下图 ▪ 软硬板 Rigid-Flex PCB (刚挠结合板)见右下图
电解电容
电阻 接线端子
2. 印制电路板发展过程
相对于电子管,半导体器件体积小、重量 轻、耗电小、排列密集适用于单面印制板
电子管
三极管
电阻
电解电容
2. 印制电路板发展过程
焊接面(底层)
单面板
元件面(顶层)
2. 印制电路板发展过程
集成电路的出现使布线更加复杂,此时单面 板已经不能满足布线的要求,由此出现了双面 板——双面布线。
显示器 端口
内存插槽 硬盘端口
电源端口
PCI插座 软驱端口
电源开关、指示灯等端口
3. 确认元器件安装方式
① 表面贴装 ② 通孔插装
印制电路板的设计与制作
印制电路板的设计和制作本章主要介绍印制电路板的元件布局及布线原那么;应用PROTEL设计印制电路板的根本步骤及设计例如;印制电路板的手工制作和专业制作的方法,并以实验室常用的VP108K电路板制作系统为例,介绍了PCB的制作步骤和方法。
章末附有印制电路板的设计和制作训练。
现代印制电路板〔简称PCB,以下PCB即指印制电路板〕的设计大多使用电脑专业设计软件进展,PCB的制作也是通过专业制作厂家完成的。
因此,大批量的PCB生产常常是用户自己设计好印制板,将文档资料交给印制板生产厂家,由其完成PCB板的制作。
PROTEL就是一种被广泛使用的印制板设计软件,它设计出的印制板文档可以广泛地被各专业印制板生产厂家所承受。
因此本章首先介绍使用PROTEL进展印制板设计的一般步骤,给出一个设计例如,然后简单介绍手工制作印制板的一般方法,最后介绍适合于实验室的印制电路板制作设备VP108K。
121印制电路板的设计原那么印制电路板的设计是一项很重要的工艺环节,假设设计不当,会直接影响整机的电路性能,也直接影响整机的质量水平。
它是电子装配人员学习电子技术和制作电子装置的根本功之一,是实践性十分强的技术工作。
印制电路板的设计是根据电路原理图进展的,所以必须研究电路中各元件的排列,确定它们在印制电路板上的最正确位置。
在确定元件的位置时,还应考虑各元件的尺寸、质量、物理构造、放置方式、电气连接关系、散热及抗电磁干扰的能力等因素。
可先草拟几种方案,经比拟后确定最正确方案,并按正确比例画出设计图样。
画图在早期主要靠手工完成,十分繁琐,目前大多用计算机完成,但前述的设计原那么既可适用于手工画图设计,也可适用于计算机设计。
对于印制电路板来说,一般情况下,总是将元件放在一面,我们把放置元件的一面称为元件面。
印制板的另一面用于布置印制导线〔对于双面板,元件面也要放置导线〕和进展焊接,我们把布置导线的这一面叫做印制面或焊接面。
如果电路较复杂,元件面和焊接面容不下所有的导线,就要做成多面板。
《印制电路板的设计与制造》-习题答案
习题答案项目一思考与练习1.AltiumDesignerSummer09主要由哪几部分操作系统组成?答:AltiumDesignerSummer09主要由以下4大部分组成,①原理图设计系统(SCH)②印刷电路板设计系统(PCB)③FPGA系统④VHDL系统,其中前两个系统最常用。
2.在AltiumDesignerSummer09软件中,不同编辑器之间是怎样切换的?答:对于未打开的文件,在“Project”面板中双击不同的文件,这样打开不同的文件即可在不同的编辑器之间切换。
对于以打开的文件,单击“Project”面板中不同的文件或单击工作窗口最上面的文件标签即可在不同的编辑器之间切换。
3.电路板设计主要包括哪两个阶段?答:电路板设计主要包括两个阶段:原理图绘制和PCB设计。
4.简述原理图的设计流程。
答:原理图绘制的基本流程如图所示。
7.简述PCB设计流程。
答:PCB的设计的基本流程如图所示。
8.简述元件布局的基本原则。
答:(1)元件放置的层面:单面板元件一律放在顶层;双面板或多层板元件绝大多数放在顶层,个别元件如有特殊需要可以放在底层。
(2)元件的布局应考虑到元件之间的连接特性,先确定特殊元件的位置,然后根据电路的功能单元,对电路的全部元器件进行布局。
(3)在确定特殊元件的位置时要遵守以下原则:①尽可能缩短高频元器件之间的连线,设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。
易受干扰的元器件不能相互挨得太近,输入和输出元件应尽量远离。
②某些元器件或导线之间可能有较高的电位差,应加大它们之间的距离,以免放电引出意外短路。
带高电压的元器件应尽量布置在调试时手不易触及的地方。
③对于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的布局应考虑整机的结构要求。
若是机内调节,应放在印制板上方便于调节的地方;若是机外调节,其位置要与调节旋钮在机箱面板上的位置相适应。
④应留出电路板定位孔及固定支架所占用的位置。
(4)根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时,要符合以下原则:①按照电路的流程安排各个功能电路单元的位置,使布局便于信号流通,并使信号尽可能保持一致的方向。
印制电路板制作的详细步骤及注意事项
印制电路板制作的详细步骤及注意事项以印制电路板制作的详细步骤及注意事项为标题,本文将为大家介绍印制电路板的制作过程及需要注意的事项。
一、制作步骤1. 设计电路图:首先需要根据电路的需求,设计出电路图。
可以使用电路设计软件进行设计,也可以手绘电路图。
2. 制作底片:将电路图转化为底片,可以使用激光打印机或者喷墨打印机进行打印。
底片需要使用透明胶片打印,以便于后续的曝光。
3. 准备铜板:将铜板切割成所需大小,并清洗干净。
4. 涂覆光敏胶:将光敏胶涂覆在铜板上,可以使用刮板或者喷涂的方式。
涂覆后需要在黑暗环境下晾干。
5. 曝光:将底片放置在涂覆了光敏胶的铜板上,使用曝光机进行曝光。
曝光时间需要根据光敏胶的厚度和底片的透明度进行调整。
6. 显影:将曝光后的铜板放入显影液中,显影液会将未曝光的光敏胶溶解掉,露出铜板表面。
7. 蚀刻:将显影后的铜板放入蚀刻液中,蚀刻液会将露出的铜板表面腐蚀掉,形成电路图案。
8. 清洗:将蚀刻后的铜板放入清洗液中,清洗掉蚀刻液和光敏胶残留。
9. 钻孔:使用钻床或者手持钻进行钻孔,以便于焊接元器件。
10. 焊接元器件:将元器件焊接到电路板上。
二、注意事项1. 安全第一:制作电路板需要使用化学药品和机器设备,需要注意安全,佩戴防护手套和眼镜。
2. 保持清洁:制作电路板需要保持环境清洁,避免灰尘和杂质进入电路板。
3. 控制温度:制作电路板需要控制温度,避免温度过高或者过低影响电路板的质量。
4. 注意曝光时间:曝光时间需要根据光敏胶的厚度和底片的透明度进行调整,过长或者过短都会影响电路板的质量。
5. 注意蚀刻液的浓度和时间:蚀刻液的浓度和时间需要控制好,过浓或者过久都会影响电路板的质量。
6. 注意钻孔位置和大小:钻孔需要根据元器件的大小和位置进行钻孔,避免钻孔位置偏移或者钻孔过大。
7. 注意焊接温度和时间:焊接需要控制好温度和时间,避免焊接过热或者过久影响电路板的质量。
以上就是印制电路板制作的详细步骤及注意事项,希望对大家有所帮助。
印制电路板(pcb)设计技术与实践 第3版
印制电路板(pcb)设计技术与实践第3版摘要:一、印制电路板概述- 定义与作用- 历史与发展二、PCB 设计技术与实践- 设计流程与方法- 设计工具与软件- 实践应用案例三、PCB 设计中的关键技术与挑战- 传输线与特性阻抗- 信号完整性分析- 电磁兼容性设计四、PCB 设计的未来发展- 新技术与新材料- 行业趋势与市场前景正文:印制电路板(PCB)是一种用于电子设备中的电子电路组件,它将各个电子元件通过导线和线路连接起来,实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节,它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
一、印制电路板概述印制电路板(PCB)是一种用于电子设备中的电子电路组件,它将各个电子元件通过导线和线路连接起来,实现电子信号的传输和处理。
PCB 设计是电子制造行业中的关键环节,它直接影响到产品的性能、可靠性、成本等方面。
PCB 的历史可以追溯到20 世纪30 年代,最初主要用于电话交换机和电视机中。
随着电子技术的不断发展,PCB 的应用范围越来越广泛,涉及到通信、计算机、消费电子、医疗设备等多个领域。
二、PCB 设计技术与实践PCB 设计是一项复杂的工作,它需要掌握一系列的设计技术与实践。
设计流程通常包括电路设计、布局、布线、校验等步骤。
电路设计是PCB 设计的基础,它需要根据产品需求设计出合适的电路拓扑结构。
布局是将电路元件放置在PCB 上的过程,它需要考虑元件的封装、位置、间距等因素。
布线是将电路元件之间的导线连接起来的过程,它需要考虑导线的宽度、长度、间距、过孔等因素。
校验是检查PCB 设计是否符合要求的过程,它需要对电路拓扑、布局、布线等方面进行检查。
PCB 设计工具与软件是PCB 设计的重要支撑,它可以帮助设计师快速、高效地完成设计工作。
目前市场上有很多种PCB 设计软件,如Altium Designer、Cadence 等。
实践应用案例是检验PCB 设计技术与实践的重要标准。
印制电路板设计与制作课件
板厚和孔径比最好应不大于3:1,大的比值会使生产困难,成本增加, 当过孔只用做贯穿连接或内层连接时,孔径公差,特别是最小孔径公 差一般是不重要的,所以不用规定,由于导通孔内不插元件,所以它 的孔径可以比元件孔的孔径小。
当过孔作为元件孔时,过孔的最小孔径要适应元件或组装件的引脚尺 寸,设计者要采用给出的标称孔径和最小孔径作为过孔的推荐值。过 孔的最大孔径取决于镀层厚度和孔径的公差。推荐孔壁镀镀铜层的平 均厚度不小于25μm(0.001in),其小厚度为15μm(0.0006in)。
的信号交错问题,数量太多是不可取的。而且,硬要把所有线路都排在 有限的两个面上,又要降低电磁感应、电阻效应、电容效应,使得布线 设计的任务十分艰巨。线太细太密,不但加工困难、干扰大,而且烧断 和发生断路故障。若保证了和线间距,电路板的面积就可能太大,不利 于精密设备的小型化。这些问题的出现促使印刷电路板设计和制作工艺 的发展。
❖ 最原始的电路板——以一块板子为基础,用铆钉、接线柱 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。
❖ 单面敷铜板的发明,成为电路板设计与制作新时代的标志。
❖ 随着电子产品生产技术的发展,人们发明了双面电路板和
多层电路板
•印制电路板设计与制作
•1
2.印制电路板的功能及术语
印制电路在电子设备中具有如下功能: ⑴提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑;
安装孔和定位孔按实际需要尺寸确定
•印制电路板设计与制作
•11
7.电磁干扰及抑制
电路的布线不是把元件按电路原理简单连接起来就可
⑴ 电磁干扰的产生 平行线效应、天线效应、电磁感应
⑵ 电磁干扰的抑制 ① 容易受干扰的导线布设要点 ② 设置屏蔽地线 ③ 设置滤波去耦电容
印制电路板(pcb)设计技术与实践 第3版
印制电路板(pcb)设计技术与实践第3版摘要:1.印制电路板的概述2.印制电路板的设计流程3.设计技术的发展4.实践案例分析5.总结正文:一、印制电路板的概述印制电路板(PCB)是电子产品中至关重要的组成部分,其功能主要是通过导线将各种电子元器件连接在一起,从而实现电路的闭合。
随着科技的飞速发展,电子产品对于印制电路板的需求越来越高,设计和生产印制电路板的技术也在不断进步。
本文将从印制电路板的设计技术与实践两方面进行探讨。
二、印制电路板的设计流程印制电路板的设计流程主要包括以下几个步骤:1.原理图设计:原理图设计是印制电路板设计的第一步,主要是将电路原理用图形化的方式表达出来。
2.元器件封装与库:在原理图设计完成后,需要将各种元器件转化为实际可用的封装形式,并建立相应的库。
3.布局布线:布局布线是印制电路板设计的核心环节,主要是根据原理图和元器件封装,在印制电路板上合理布置元器件的位置,并完成导线的连接。
4.设计规则检查与仿真:在布局布线完成后,需要对设计进行规则检查,以确保设计符合要求。
同时,通过仿真软件对电路进行模拟测试,以验证设计的正确性。
5.文件输出与生产:设计检查无误后,将设计文件输出为生产所需的格式,并交由生产厂家进行生产。
三、设计技术的发展随着科技的发展,印制电路板设计技术也在不断进步。
从最初的手工绘制到现在的计算机辅助设计,印制电路板设计效率得到了极大的提高。
此外,新的设计理念和技术也在不断涌现,如高速电路设计、电磁兼容设计、信号完整性设计等,这些都为印制电路板设计提供了强大的技术支持。
四、实践案例分析本文以某智能手机为例,分析其印制电路板设计过程。
首先,根据手机的功能需求,设计人员绘制出原理图,并将各种元器件转化为封装形式。
接着,设计人员根据原理图和元器件封装进行布局布线,将元器件合理布置在印制电路板上,并完成导线的连接。
然后,设计人员对设计进行检查,并进行仿真测试。
最后,将设计文件输出为生产所需的格式,交由生产厂家进行生产。
印制电路板设计与制作
印制电路板设计与制作
一、印制电路板设计
1、确定电路类型:
根据要求的电路的用途,要设计的印制电路板可以是数字电路、模拟
电路或混合电路,具体要根据应用场合而定。
2、拟定原理图:
首先根据应用场合要求,拟定电路的原理图,将电路中的电子元器件、集成电路及其连接线画出来,确保电路的正确性及节省元件。
3、设计PCB:
根据原理图的电子元件及其连接线,设计PCB,将电子元件及其连接
线安排在PCB版板上,形成能够实现电路设计功能的PCB图纸。
二、印制电路板制作
1、制作PCB版板:
根据设计的PCB图纸,将电路板的原材料(FR4玻璃布、铝箔带)进
行光刻成型,得到PCB版板。
2、钻孔:
在PCB版板上打钻孔,以安装电子元件及其连接线,并将PCB板连接
点表面处理,防止元件焊接时出现互连问题。
3、铜箔覆盖:
根据PCB图纸,将PCB板进行覆铜,以保证PCB面上铜箔带连接完整,防止元件焊接时出现断路现象。
4、安装元件:
按照PCB图纸要求,将电子元件和集成电路安装到PCB版板上,并进
行焊接,确保PCB板上的电子元件及其连接能够正常工作。
5、检查电路:
检查电路板安装的电子元件及其连接是否正确,并使用测试仪器检查
电路的正常性,验证电路的有效性。
写出印制电路板制作的详细步骤及注意事项
写出印制电路板制作的详细步骤及注意事项印制电路板是电子元件的重要载体,现在越来越受到广大电子爱好者的关注。
想要自己制作一块印制电路板,需要了解一些详细的制作步骤和注意事项。
接下来,我们将根据不同的步骤进行分类,一一介绍。
一、准备工作1. 设计电路图在制作印制电路板之前,需要根据电路需求,绘制相应的电路图。
这个步骤需要十分仔细和准确,电路图设计的好坏直接影响印制电路板的成功率。
2. 制作电路板模板制作电路板模板的方式有很多种,可以通过自己手工刻蚀,也可以通过购买现成的电路板模板。
大多数情况下,购买现成的电路板模板可以更加省时省力,而且效果也更好。
3. 选购材料印制电路板需要使用的材料包括铜板、蚀刻液、电路板胶、过孔垫等,需要根据自己的需求选择相应的材料。
建议在选购时多留意一些品牌,质量相对更可靠。
二、蚀刻1. 去膜将铜板磨光,放入去膜剂中浸泡,去除铜板表面的氧化层。
注意在处理过程中,要注意安全和防护,避免剂液的接触和吸入。
2. 布图将电路板模板用细针刻划出来电路的图案,使之成为感性的铜膜图案。
3. 曝光将由电路图转化成的网点图进行曝光,形成的网点图投影在经人工打制的感性铜膜上,用紫外线或光印刷机曝光一定时间后,将模板取走,留下的仅为被紫外光曝光过厚度为0.03~0.05mm铜膜的导电图案。
4. 蚀刻将经过曝光的铜板放入蚀刻液中,使得不应该存在的铜层逐渐被腐蚀掉,制成想要的电路图案。
需要注意的是,蚀刻液具有强腐蚀性,不能接触皮肤,需要佩戴手套和护目镜等防护用具。
三、钻孔将电路板钻起孔来,钻孔需要使用钻头和钻床,可以通过机械方法或者手工方法进行。
需要注意的是,制作过程中需要保持电路板清洁,并且为了保证孔的质量,需要用支架保持电路板的稳定,用润滑剂涂在钻头上,以防止电路板的破坏。
四、贴膜将胶纸贴在电路板上,保护电路板并抵消偏差。
将涂有电路板画面的胶纸贴在前面,然后将贴有粘合剂的胶纸粘在电线盘表面上。
五、镀金电路板完成之后,还需要进行镀金处理,以增加导电性,防止氧化。
印制电路板设计与制作
第3章印制电路板设计与制作印制电路板(PCB--Printed Circuit Borad)是由印制电路加基板构成的,它是电子工业重要的电子部件之一。
印制电路板在电子设备中的广泛应用,大大提高了产品的一致性、重现性、成品率,同时由于机械化和自动化生产的实现,生产效率大为提高,且可以明显地减少接线的数量以及能消除接线错误,从而保证了电子设备的质量,降低了生产成本,方便了使用中的维修工作。
3.1 印制电路板的设计3.1.1 有关印制电路板的概念和设计要求1.印制电路板的概念印制:采用某种方法在一个表面上再现符号和图形的工艺,他包含通常意义的印刷。
敷铜板:由绝缘基板和粘敷在上面的铜箔构成,是用减成法制造印制电路板的原料。
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。
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。
印制电路:采用印制法按预定设计得到的电路,包括印制线路和印制元件或由二者组成的电路。
印制电路板:完成了印制电路或印制线路加工的板子。
简称印制板,它不包括安装在板子上的元器件和进一步的加工。
印制电路板组件:安装了元器件或其他部件的印制板部件。
板上所有安装、焊接、涂覆都已完成,习惯上按其功能或用途称为“某某板”“某某卡”,如计算机的主板、显卡等。
单面板:仅一面上有导电图形的印制板。
双面板:两面都有导电图形的印制板。
多层板:有三层或三层以上导电图形和绝缘材料层压合成的印制板。
在基板上再现导电图形有两种基本方式:减成法和加成法。
减成法:先将基板上敷满铜箔,然后用化学或机械方式除去不需要的部分。
又分蚀刻法和雕刻法。
a.蚀刻法----采用化学腐蚀办法除去不需要的铜箔。
这是主要的制造方法。
b.雕刻法----用机械加工方法除去不需要的铜箔。
这在单件试制或业余条件下可快速制出印制板。
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,敷设印制电路有丝印电镀法、粘贴法等。
印制板是电子工业重要的电子部件之一,在电子设备中有如下功能:a.提供分离元件、集成电路等各种元器件固定、装配的机械支撑。
印制电路板的设计和制作工艺
铜箔覆盖在整个板子上的,在制 或是棕色的阻焊
造过程中部份被蚀刻处理掉,留 层,它是绝缘的
下来的部份就变成网状的细小线 防护层,可以保
路了。这些线路被称作导线或称 护铜线,也可以
布线,并用来提供PCB上零件的 防止零件被焊到
电路连接。
不正确的地方。
在阻焊层上还会印 刷上一层丝网印刷 面,在这上面会印 上文字与符号(大 多是白色的),以 标示出各零件在板 子上的位置。
印制电路板制作生产工艺流程
制造印制电路板 最简单的一种方法是印 制—蚀刻法,或称为铜 箔腐蚀法,即用防护性 抗蚀材料在敷铜箔层压 板上形成正性的图形, 那些没有被抗蚀材料防 护起来的不需要的铜箔 随后经化学蚀刻而被去 掉,蚀刻后将抗蚀层除 去就留下由铜箔构成的 所需的图形。
印制电路板的设计和制作工艺
参照国标GB4588《印制板技术条件》、GB4677~GB4825《印制板 测试方法》 、GB5489 《印制板制图》等国家标准。
印制板不仅应该保证元器件之间准确无误的连接,工作中无自身干 扰,还要尽量做到元器件布局合理、装焊可靠、维修方便、整齐美观。
印制电路板的设计和制作工艺
1、设计准备 进入印制板设计阶段时我们认为整机结构、电路原理、主要元器
印制电路板的设计和制作工艺
在电子设备中,印制电路板通常起三个作用: ⑴为电路中的各种元器件提供必要的机械支撑。 ⑵提供电路的电气连接。 ⑶用标记符号将各个元器件标注出来,便于插装、检查及调试。
更为重要的是,使用印制电路板有四大优点: ⑴具有重复性。 ⑵板的可预测性。 ⑶所有信号可沿导线任一点直接进行测试,不会因导线接触引起
印制板种类很多,根据导电层数目的不同,可以将印制板分为单面电路板(简称 单面板)、双面电路板(简称双面板)和多层电路板;根据覆铜板基底材料的不同, 又可将印制板分为纸质覆铜箔层压板和玻璃布覆铜箔层压板两大类。此外,采用挠 性塑料作基底的印制板称为挠性印制板,常用做印制电缆。
印刷电路板的设计与制作
操作分析 一、设计印制电路板需要考虑的因素
印制电路板最终是用于具体的电子产品,根据产品的实际情况要考 虑设计印制板的设计目标。在设计印制电路板时通常要考虑下列四个方 面的因素。
1.正确性: 2.可靠性: 3.合理性: 4.经济性:
操作分析 二、简单印制电路板的设计步骤:
1.选定印制板的材料、厚度、板面尺寸 (1)确定板材: (2)印制板的形状: (3)印制板尺寸: (4)板的厚度: 2.印制电路板尺寸图的设计图 (1)典型元器件的尺寸。 (2)如果使用坐标纸,各元件的安装孔的圆心应在坐标格的交点上。 3.根据原理图绘制印刷图草图 (1)选定排版方向及主要元器件的位置。 (2)绘制不交叉单线草图。 (3)绘制排版设计草图。 4.正式印制板的设计
知识链接 二、印刷电路板的设计要求
要使电子电路获得最佳性能,印刷电路板的设计遵循以下要求: 1.布局要求 首先,要考虑PCB尺寸大小。PCB尺寸过大时,印制线条长,阻抗增 加,抗噪声能力下降,成本也增加;尺寸过小,则散热不好,且邻近线条易 受干扰。在确定PCB尺寸后.再确定特殊元件的位置。最后,根据电路的功 能单元,对电路的全部元器件进行布局。
(2)焊盘的设计要求:焊盘中心孔要比器件引线直径稍大一些。焊盘 太大易形成虚焊。焊盘外径D一般不小于(d+1.2)mm,其中d为引线孔径。对 高密度的数字电路,焊盘最小直径可取(d+1.0)mm。
(a)岛形焊盘
(b)圆形焊盘 图4-9 焊盘的种类
(c)方形焊盘
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4.电路抗干扰要求 印制电路板的抗干扰设计与具体电路有着密切的关系,这里仅就PCB抗 干扰设计的几项常用措施做一些说明。 (1)电源线设计 (2)地线设计 地线设计的原则是: ①数字地与模拟地分开。 ②接地线应尽量加粗。 ③接地线构成闭环路。
印刷电路板及印刷电路板制造方法
印刷电路板及印刷电路板制造方法印刷电路板(Printed Circuit Board,简称PCB)是一种用于连接和支持电子元件的导电板,广泛应用于电子产品中。
印刷电路板制造方法主要包括设计、制作电路图、制作印刷电路板、组装和检测等步骤。
设计是制造印刷电路板的第一步。
设计者需要根据电子产品的功能和要求,绘制出相应的电路图。
电路图中包含了各个元件之间的连接方式和电路板上的布局。
接下来是制作电路图。
制作电路图可以使用电路图设计软件,如Altium Designer、OrCAD等。
设计师根据需求,在软件中添加元件、连线和连接器等,完成电路图的设计。
设计时需注意元件之间的连接和布局,确保电路图的正确性和可行性。
第三步是制作印刷电路板。
制作印刷电路板可以采用印刷、刻蚀和钻孔等工艺。
首先,将设计好的电路图打印到透明胶片上,然后将胶片置于已涂有光敏胶的铜板上,经过曝光和显影等步骤,即可得到印刷电路板的图案。
接着,使用化学溶液将不需要的铜层腐蚀掉,留下需要的电路线路。
最后,使用钻孔机在印刷电路板上钻孔,以便安装元件。
然后是组装。
组装是将电子元件焊接到印刷电路板上的过程。
根据电路图和元件清单,将各个元件按照正确的位置焊接到印刷电路板上。
焊接可以采用手工焊接或自动化焊接设备进行。
最后是检测。
检测是为了保证印刷电路板的质量和性能。
检测主要包括可视检查、电气测试和功能测试等。
可视检查是通过目视观察电路板上的焊接质量和元件安装情况,排除可能存在的问题。
电气测试是将电路板连接到测试设备上,测试电气性能是否符合要求。
功能测试是使用电子产品的功能测试设备,检测电路板的功能是否正常。
印刷电路板及其制造方法在电子产品制造中起到了至关重要的作用。
其制造过程严格、复杂,需要专业的设计和制造技术。
合理的设计和精准的制造可以提高电子产品的可靠性和性能。
同时,在制造过程中需要注意环保和节能,减少对环境的影响。
印刷电路板的制造技术不断创新和发展,以满足不断变化的市场需求。
电子工艺实习03印制电路板的设计与制作
2.15
图3.4 常见的插接件
第3章 印制电路板的设计与制作
3.2 印制电路板的设计
印制电路板的设计是根据设计人员的意图,将电原理图转化成印制板图, 确定加工技术要求的过程。印制电路板设计通常有两种方法:一种是人工设 计;另一种是计算机辅助设计。无论采取哪种方式,都必须符合电原理图的 电气连接和电气、机械性能要求。
2.12
第3章 印制电路板的设计与制作
3.1 印制电路板的设计资料
1. 导线连接 这是一种操作简单,价格低廉且可靠性较高的连接方式,不需要任何接
插件,只要用导线将印制板上的对外连接点与板外的元器件或其他部件直接 焊牢即可。例如收音机中的喇叭、电池盒等。这种方式的优点是成本低,可 靠性高,可以避免因接触不良而造成的故障,缺点是维修不够方便。这种方 式一般适用于对外引线较少的场合,如收录机、电视机、小型仪器等。采用 导线焊接方式应该注意如下几点。
通过粘接剂经过热压,贴附在一定厚度的绝缘基板上。基板不同,厚度不同, 粘接剂不同,生产出的覆铜箔板性能不同。覆铜箔板的基板是由高分子合成树 脂和增强材料的绝缘层压板。合成树脂的种类较多,常用的有酚醛树脂、环氧 树脂、聚四氟乙烯等。这些树脂材料的性能,决定了基板的物理性质、介电损 耗、表面电阻率等。增强材料一般有纸质和布质两种,它决定了基板的机械性 能,如浸焊性、抗弯强度等。
第3章 印制电路板的设计与制作
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第3章 印制电路板的设计与制作
3.1 印制电路板的设计资料
一、印制电路板的类型和特点
印制电路板按其结构可分为以下5种。 1. 单面印制电路板
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第七章印制电路板的设计与制作印制电路板PCB(PrintedCircuitBoard)简称为印制板,是安装电子元器件的载体,在电子设计竞赛中应用广泛。
印制电路板的设计工作主要分为原理图设计和印制电路板设计两部分。
在掌握了原理图设计的基本方法后,可以进入印制电路板设计,学习印制电路板的设计方法。
完成印制电路板设计,需要设计者了解电路工作原理,清楚所使用的元器件实物,了解PCB板的基本设计规范,才能设计出适用的电路板。
第一节印制电路板设计的基础知识1. 印制电路板的类型一般来说,印制电路板材料是由基板和铜箔两部分组成的。
基板可以分无机类基板和有机类基板两类。
无机类基板有陶瓷板或瓷釉包覆钢基板,有机类基板采用玻璃纤维布、纤维纸等增强材料浸以酚醛树脂、环氧树脂、聚四氟乙烯等树脂黏合而成。
铜箔经高温、高压敷在基板上,铜箔纯度大于99.8%,厚度约在18~105μm。
印制电路是在印制电路板材料上采用印刷法制成的导电电路图形,包括印制线路和印刷元件(采用印刷法在基材上制成的电路元件,如电容器、电感器等)。
根据印制电路的不同,可以将印制电路板分成单面印制板、双面印制板、多层印制板和性印制板。
(1)单面印制板仅在一面上有印制电路,设计较为简单,便于手工制作,适合复杂度和布线密度较低的电路使用,在电子设计竞赛中使用较多。
(2)双层印制板在印制板正反两面都有导电图形,用金属化孔或者金属导线使两面的导电图形连接起来。
与单面印制板相比,双面印制板的设计更加复杂,布线密度也更高。
在电于设计竞赛中,也可以手工制作。
(3)多层印制板是指由三层或三层以上导电图形构成的印制电路板,导体图形之间由绝缘层隔开,相互绝缘的各导电图形之间通过金属化孔实现导电连接。
多层印制电路板可实现在单位面积上更复杂的导电连接,并大大提升了电子元器件装配和布线密度,叠层导电通路缩短了信号的传输距离,减小了元器件的焊接点,有效地降低了故障率,在各导电图形之间可以加入屏蔽层,有效地减小信号的干扰,提高整机的可靠性。
多层印制板的制作需要专业厂商。
(4)软性印制板也称为柔性印制板或挠性印制板,是采用软性基材制成的印制电路板。
特点是体积小,质量轻,可以折叠、卷缩和弯曲,常用于连接不同平面间的电路或活动部件,可实现三维布线。
其挠性基材可与刚性基材互连,用以替代接插件,从而有效地保证在振动、冲击、潮湿等环境下的可靠性。
软性印制板的制作需要专业厂商。
一个典型的四层印制电路板结构如图7.1.1所示。
有顶层、中间层和底层。
在焊接面除了有导线和焊盘,还有防焊层(Mask),防焊层留出焊点的位置,将印制板导线覆盖住。
防焊层不粘焊锡。
甚至可以排开焊锡,这样在焊接时,可以防止焊锡溢出造成短路。
另外,防焊层有顶层防焊层(TopSolderMask)和底层防焊层(BottomSolderMask)之分。
在印制电路板的正面或者反面通常还会印上如元器件符号、公司名称、跳线设置标号等必要的文字,印文字的一层通常称之为丝印层(Silkscreen Overlay)。
丝印层也有顶层丝印层和底层之分,顶层丝印层称为顶层覆盖层(Top Overlay),底层丝印层称为底层覆盖层(BottomOverlay)。
图7.1.1 典型四层印制电路板结构2. 元器件封装形式电路板用来装配元器件,要保证元器件的引脚和印制电路板上布局的焊点一致,在印制电路板设计时就必须要知道确定的零件封装形式。
元器件封装形式确定焊接到电路板上实际元器件的外观尺寸和焊点位置,在印制板设计中,纯粹的元器件封装形式只是指元器件的外观和焊点位置,仅为一个空间的概念。
因此不同的元器件可以共用同一个封装形式。
另一方面,相同种类的元器件也可以有不同的封装形式,例如电阻,其封装形式有AXIAL0.4、AXIAL0.3、AXIAL0.6等。
因此,在取用元器件时,不仅要知道元器件的名称,还要知道元器件的封装形式。
元器件的封装形式可以在设计电路图时指定,也可以在引进网络表时指定。
设计电路图时,可以在零件属性对话框中的FootPrint设置项内指定,也可以在引进网络表时指定零件封装。
元器件的封装形式可以分为针脚式封装和表面贴装式(STM)封装两大类。
对针脚式封装的元器件焊接时,先要将引脚端插入焊盘导通孔,然后再进行焊锡:而对STM封装的元器件焊接时,直接将引脚端焊接在焊盘上即可。
元器件封装的编号一般为元器件类型十焊点距离(焊点数)+元器件外形尺寸,可以根据元器件封装编号来判别元器件包装的规格。
如AXIAL0.4表示此元器件包装为轴状,两焊点间的距离约等于10 mm(400 mil):DIPl6表示双排引脚的元器件封装,两排共16个引脚:RB.2/.4表示极性电容类元器件封装,引脚间距离为200mil,零件直径为400mil,这里“.2”和“0.2”都表示200 mil。
在使用SCH设计电路时,除了Protel DOS Schematies Libraries.ddb中的元器件库以外,其他元器件库都是有确定的元器件封装的,如74LS74的默认封装为DIPl6。
而ProtelDOSSchematicLibraries.ddb零件库中的一些常用元器件没有现成的元器件封装,对于常用的元器件可以自定义元器件封装,如表7.1.1所列。
表7.1.1 ProtelDOSSchematicLibraries.ddb元器件库常用封装常用零件常用零件封装零件封装图形电阻类或无极性双端类零件 AXIAL0.3~AXIALl.0二极管类零件 DIODE 0.4、DIODE 0.7无极性电容类零件 RAD 0.1、RAD 0.4有极性电容类零件 RB.2/.4~RB.5/1.0可变电阻类 VRl—VR5/3 . 导线宽度与间距导线用于连接各个焊点,是印制电路板最重要的部分,印制电路板设计都是围绕如何布置导线来进行的。
与导线有关的另一种线,常称为飞线,也称预拉线。
飞线是在引人网络表后,系统根孤规则自动生成的,用来指引布线的一种连线。
飞线与导线是有本质区别的。
飞线只是一种形式上的连线,它只是在形式上表示出各个焊点间的连接关系,没有电气的连接意义。
导线则是根据飞线指示的焊点间连接关系布置的,具有电气连接意义的连接线路。
(1) 导线宽度导线的最小宽度主要由流过导线的电流值决定,其次需要考虑导线与绝缘基板间的粘附强度。
对于数字电路集成电路,通常选0.2~0.3 mm就足够了。
对于电源和地线,只要布线密度允许,应尽可能用采用宽的布线。
例如,当铜箔厚度为0.05 mm,宽度为1~1.5 mm时,若通过2 A电流,则温升不高于3℃。
印制导线的载流量可以按20A/mm2(电流/导线截面积)计算,即当铜箔厚度为0.05mm 时,宽度为l mm的印制导线允许通过l A电流。
因此可以认为,导线宽度的毫米数即等于载荷电流的安培数。
(2) 导线的间距导线的最小间距主要由线间绝缘电阻和击穿电压决定,导线越短,间距越大,绝缘电阻就越大。
当导线间距为1.5 mm时,其绝缘电阻超过10 MΩ,允许电压为300 V以上:当间距1 mm时,允许电压为200 V。
一般选用间距1~1.5 mm完全可以满足要求。
对集成电路,尤其数字电路,只要工艺允许可使间距很小,甚至可以小于0.2 mm,但这在业余条件下自制电路板就不可能做到了。
为了方便加工,避免印制电路板上导线、导孔、焊点之间相互干扰,必须在它们之间留出一定的间隙,这个间隙就称为安全间距(Clearance)。
安全间距可以在布线规则设计时设置。
4. 焊盘、引线孔和过孔(导孔)(1) 引线孔的直径印制电路板上,元器件的引线孔钻在焊盘的中心,孔径应比所焊接的引线直径大0.2一0.3 mm,才能方便地插装元器件:但孔径也不能太大,否则在焊接时容易因为元器件的晃动而造成虚焊,使焊点的机械强度变差。
设计时优先采用0.6mm、0.8mm、1.0mm 和1.2mm等尺寸。
在同一块电路板上,孔径的尺寸规格应当少一些。
要尽可能避免异形孔,以降低加工成本。
(2) 焊盘的外径引线孔及其周围的铜箔称为焊盘。
与此类似,SMT电路板上的焊盘是指形成焊点的铜箔。
焊盘用来放置焊锡、连接导线和元器件引脚,所有元器件通过焊盘实现电气连接。
为了确保焊盘与基板之间的牢固粘结,引线孔周围的焊盘应该尽可能大,并符合焊接要求。
①在单面板上,焊盘的外径一般应当比引线孔的直径大1.3 mm以上:在高密度的单面电路板上,焊盘的最小直径可以比引线孔的直径大 1 mm。
如果外径太小,焊盘就容易在焊接时粘断或剥落:但也不能太大,否则生产时需要延长焊接时间,用锡量太多,并且也会影响印制板的布线密度。
②在双面电路板上,由于焊锡在金属化孔内也形成浸润,提高了焊接的可靠性。
所以焊盘的外径可以比单面板的略小。
当引线孔的直径≤1 mm时,焊盘的最小直径应是引线孔直径的2倍。
焊接点最小径距和元器件引线孔径须符合表7.1.2。
引线孔径/mm0.50.60.8 1.0 1.2 1.6 2.0焊接点最小径距 /mm 1.5 1.52 2.5 3.0 3.5 4.0焊盘也有多种形状,有圆形、椭圆形等,图7.1.2为椭圆形焊盘,先确定如图直径为0.4mm~0.5mm的圆(整个印制电路板要统一,这是加工定位孔),按焊盘外径画同心圆,再用直线对称截取一定的宽度(本例是1.5mm)。
图7.1.2 椭圆形焊盘(3) 过孔(导孔)过孔(导孔)的作用是连接不同板层间的导线。
过孔有三种,即从顶层贯通到底层的穿透式过孔、从顶层通到内层或从内层通到底层的盲导孔和内层间的隐藏导孔,如图2.1.1所示。
从上面看上去,过孔有两个尺寸,即通孔直径和过孔直径,如图7.1.3所示。
通孔和过孔之间的孔壁,是由与导线相同的材料构成,用于连接不同板层的导线。
图7.1.3 过孔结构示意图5. 网络、中间层和内层网络和导线有所不同,网络上还包括焊点,因此在提到网络时不仅指导线而且还包括和导线相连的焊点。
中间层和内层是两个容易混淆的概念。
中间层是指用于布线的中间板层,该层中布的是导线:内层是指电源层或地线层,该层一般情况下不布线,由整片铜箔构成。
第二节印制电路板的设计步骤一般来说,设计电路板最基本的过程可以分为三个主要步骤。
1.电路原理图的设计电路原理图的设计主要是利用Protel 99 SE的原理图设计系统(Advanced Schematic)来绘制一张电路原理图。
在这一过程中,要充分利用Protel 99 SE所提供的各种绘图工具及各种编辑功能。
2.产生网络表网络表是电路原理图设计(Sch)与印制电路板设计(PCB)之间的一座桥梁。
网络表可以从电路原理图中获得,也可从印制电路板中提取。
3.印制电路板的设计印制电路板的设计主要是针对Protel 99的另外一个重要部分PCB而言的,在这个过程中,可以借助Protel 99提供的强大功能实现电路板的版面设计,完成高难度的布线等工作。