印制電路板設(shè)計與制作

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1、第3章印制電路板設(shè)計與制作印制電路板(PCB--PrintedCircuitBorad)是由印制電路加基板構(gòu)成的，它是電子工業(yè)重要的電子部件之一。印制電路板在電子設(shè)備中的廣泛應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品的一致性、重現(xiàn)性、成品率，同時由于機械化和自動化生產(chǎn)的實現(xiàn)，生產(chǎn)效率大為提高，且可以明顯地減少接線的數(shù)量以及能消除接線錯誤，從而保證了電子設(shè)備的質(zhì)量，降低了生產(chǎn)成本，方便了使用中的維修工作。3.1印制電路板的設(shè)計3.1.1有關(guān)印制電路板的概念和設(shè)計要求1．印制電路板的概念印制：采用某種方法在一個表面上再現(xiàn)符號和圖形的工藝，他包含通常意義的印刷。敷銅板：由絕

2、緣基板和粘敷在上面的銅箔構(gòu)成，是用減成法制造印制電路板的原料。印制元件：采用印制法在基板上制成的電路元件，如電感、電容等。印制線路：采用印制法在基板上制成的導(dǎo)電圖形，包括印制導(dǎo)線、焊盤等。印制電路：采用印制法按預(yù)定設(shè)計得到的電路，包括印制線路和印制元件或由二者組成的電路。印制電路板：完成了印制電路或印制線路加工的板子。簡稱印制板，它不包括安裝在板子上的元器件和進(jìn)一步的加工。印制電路板組件：安裝了元器件或其他部件的印制板部件。板上所有安裝、焊接、涂覆都已完成，習(xí)慣上按其功能或用途稱為“某某板”“某某卡”，如計算機的主板、顯卡等。單面板：僅一面上有導(dǎo)

3、電圖形的印制板。雙面板：兩面都有導(dǎo)電圖形的印制板。多層板：有三層或三層以上導(dǎo)電圖形和絕緣材料層壓合成的印制板。在基板上再現(xiàn)導(dǎo)電圖形有兩種基本方式：減成法和加成法。減成法：先將基板上敷滿銅箔，然后用化學(xué)或機械方式除去不需要的部分。又分蝕刻法和雕刻法。a.蝕刻法----采用化學(xué)腐蝕辦法除去不需要的銅箔。這是主要的制造方法。b.雕刻法----用機械加工方法除去不需要的銅箔。這在單件試制或業(yè)余條件下可快速制出印制板。加成法:在絕緣基板上用某種方式敷設(shè)所需的印制電路圖形，敷設(shè)印制電路有絲印電鍍法、粘貼法等。印制板是電子工業(yè)重要的電子部件之一，在電子設(shè)備中有

4、如下功能：a.提供分離元件、集成電路等各種元器件固定、裝配的機械支撐。b.實現(xiàn)分離元件、集成電路等各種元器件之間的布線和電氣連接或電絕緣，提供c所要求的電氣特性及特性阻抗等。c.為自動錫焊提供方便，為元器件插裝、檢查、維修提供認(rèn)別字符和圖形。2．印制電路板的設(shè)計要求正確這是印制板設(shè)計基本而重要的要求，準(zhǔn)確實現(xiàn)電原理圖的連接關(guān)系，避免實現(xiàn)電原理圖的連接關(guān)系，避免出現(xiàn)“短路”和“斷路”這兩個簡單而致命的錯誤。這一基本要求在手工設(shè)計和用簡單CAD軟件設(shè)計的PCB中并不容易做到，一般較復(fù)雜的產(chǎn)品都要經(jīng)過兩輪以上試制修改，功能較強的CAD軟件則有檢驗功能，

5、可以保證電氣連接的正確性。經(jīng)濟這是必須達(dá)到的目標(biāo)。板材選價低，板子尺寸盡量小，連接用直焊導(dǎo)線，表面涂覆用最便宜的，選擇價格最低的加工廠等，印制板制造價格就會下降。但不要忘記這些廉價的選擇可能造成工藝性，可靠性變差，是制造費用、維修費用上升，總體經(jīng)濟性不一定合算，故不易做到。必須則是市場競爭的原因。競爭是無情的，一個原理先進(jìn)，技術(shù)高新的產(chǎn)品可能因為經(jīng)濟性的原因夭折?？煽窟@是印制板設(shè)計中較高一層的要求。連接正確的電路板不一定可靠性好，例如板材選材選擇不合理，板厚及安裝固定不正確，元器件布局布線不當(dāng)?shù)榷伎赡軐?dǎo)致PCB不能可靠地工作，早期失效甚至根本不能

6、正確工作。再如多層板和單、雙面板相比，設(shè)計時要容易得多，但就可靠性而言卻不如單、雙面板。從可靠性的角度講，結(jié)構(gòu)越簡單，使用元件越小，板子層數(shù)越少，可靠性越高。合理這是印制板設(shè)計中更深一層，更不容易達(dá)到的要求。一個印制板組件，從印制板的制造、檢驗、裝配、調(diào)試到整機裝配、調(diào)試，直到使用維修，無不與印制板設(shè)計的合理與否息息相關(guān)，例如板子形狀選得不好加工困難，引線孔太小裝配困難，沒留下測試點調(diào)試?yán)щy，板外連接選擇不當(dāng)維修困難等等。每一種困難都可能導(dǎo)致成本增加，工時延長，而每一個造成困難的原因都原于設(shè)計者的失誤。沒有絕對合理的設(shè)計，只有不斷合理化的過程。特

7、需要設(shè)計者的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，以及實踐中不斷總結(jié)、提高的經(jīng)驗。上述四條既相互矛盾又相輔相成，不同用途，不同要求的產(chǎn)品側(cè)重點不同。事關(guān)國家安全、防災(zāi)救急、上天入海的產(chǎn)品，可靠性第一。民用低價值產(chǎn)品，經(jīng)濟性首當(dāng)其沖。具體產(chǎn)品具體對待，綜合考慮以求最好，是對設(shè)計者綜合能力的要求。3.1.2印制電路板設(shè)計前的準(zhǔn)備印制板電路板設(shè)計質(zhì)量不僅關(guān)系到元器件在焊接裝配、調(diào)試中是否方便，而且直接影響整機的技術(shù)性能。印制板的設(shè)計要力求達(dá)到設(shè)計正確、可靠、合理、經(jīng)濟。設(shè)計中需掌握一些基本設(shè)計原則和技巧，設(shè)計中具有很大的靈活性和離散性，同一張原理圖，不同的設(shè)計者會有不同

8、的設(shè)計方案。印制電路板設(shè)計的主要內(nèi)容是排版設(shè)計，但排版設(shè)計之前必須考慮敷銅板板材、規(guī)格、尺寸、形狀、對外連接方式等內(nèi)容，以上工作即稱為排